Bài giảng Lập trình mạng dùng Socket - Chương 1

ntln(e);
}
}
}
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 26
LẬP TRÌNH SOCKET VỚI UDP
z Cung cấp cơ chế truyền không tin cậy giữa các nhóm
các byte (datagrams) giữa client và server.
z Không cần thiết lập kết nối giữa client và server.
z Sender phải gởi kèm địa chỉ IP và port đích
z Server khi nhận dữ liệu sẽ phân tích địa chỉ của
sender để truyền lại.
z Có thể server chấp nhận nhiều client tại một thời
điểm.
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 27
LẬP TRÌNH SOCKET VỚI UDP
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 28
VÍ DỤ (UDP Client)
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 29
VÍ DỤ (UDP Client)
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 30
VÍ DỤ (UDP Server)
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 31
VÍ DỤ (UDP Server)
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 32
LẬP TRÌNH SOCKET VỚI TCP
z Server
– Server process phải chạy trước.
– Server phải tạo một socket để lắng nghe và chấp nhận các kết nối từ
client.
z Client
– Khởi tạo TCP socket.
– Xác định IP address, port number của server.
– Thiết lập kết nối đến server.
z Khi server nhận yêu cầu kết nối, nó sẽ chấp nhận yêu cầu và
khởi tạo socket mới để giao tiếp với client.
– Có thể server chấp nhận nhiều client tại một thời điểm.
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 33
LẬP TRÌNH SOCKET VỚI TCP
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 34
VÍ DỤ (TCP Client)
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 35
VÍ DỤ (TCP Client tiếp theo)
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 36
VÍ DỤ (TCP Server)
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 37
VÍ DỤ (TCP Server – tiếp theo)
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 38
BÀI TẬP
z Viết chương trình trên Java/C tương tự như
nslookup:
– Cho 1 tên tìm ra địa chỉ IP.
– Cho 1 địa chỉ IP tìm ra tên.
– Giao diện tương tự như sau:
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 39
BÀI TẬP
z Viết chương trình echo client trên Java.
– echo : 7/tcp, 7/udp.
z Viết chương trình finger client trên Java.
– Finger: 79/tcp.
z Viết chương trình echo server trên Java.
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 40
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
Release the connectionCLOSE
Receive some data from the connectionRECEIVE
Send some data over the connectionSEND
Actively attempt to establish a connectionCONNECT
Block the caller until connection attempt arrivesACCEPT
Announce willingness to accept connections; give queue sizeLISTEN
Attach a local address to a socketBIND
Create a new communication end pointSOCKET
MeaningPrimitives
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 41
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
zMột so sánh tương tự
– socket: Điện thoại
– bind: Gán một số cho điện thoại
– listen: Bật chế độ chuông
– connect: quay số
– accept: trả lời điện thoại
– read/write: nói chuyện
– close: kết thúc
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 42
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
zĐể gởi
– socket, connect, write
zĐể nhận
– socket, bind, listen, accept, read
zEndpoint
– Địa chỉ IP + chỉ số port
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 43
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
z Hàm socket
int socket(int domain, int type, int protocol);
Trong đó:
– domain : họ địa chỉ, thường sử dụng là AF_INET
– type : Kiểu socket (SOCK_STREAM, 
SOCK_DGRAM, )
– protocol : giao thức được dùng, default = 0
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 44
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 45
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
z Ví dụ (ex1.c)
#include 
#include 
int main(void)
{ 
int sockfd;
if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 
-1) {
perror("socket");
exit(1);
}
printf("Sockfd : %d \n", sockfd);
}
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 46
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
z Hàm bind
int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen);
Trong đó:
– sockfd: socket file descriptor trả về từ hàm socket
– my_addr: Một con trỏ đến một cấu trúc sockaddr ???
– addrlen = sizeof(struct sockaddr).
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 47
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
struct sockaddr_in { 
short sin_family; // e.g. AF_INET 
unsigned short sin_port; // e.g. htons(3490)
struct in_addr sin_addr; // see struct in_addr, 
below
char sin_zero[8]; // zero this if you want to
}; 
struct in_addr { 
unsigned long s_addr; // load with inet_aton()
};
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 48
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
z Ví dụ 2 (ex2.c)
#include 
#include 
#include 
int main(void)
{
struct sockaddr_in myaddr;
int sockfd;
myaddr.sin_family = AF_INET;
myaddr.sin_port = htons(3490);
// you can specify an IP 
address:
//inet_aton("63.161.169.137", 
&myaddr.sin_addr.s_addr);
// or you can let it automatically 
select one:
myaddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
if ((sockfd = 
socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1) 
{
perror("socket");
exit(1);
}
if(bind(sockfd, (struct sockaddr
*)&myaddr, sizeof myaddr)== -1) {
perror("bind");
exit(1);
}
printf("socket, bind \n");
}
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 49
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
z Hàm listen
int listen(int sockfd, int backlog);
Trong đó:
- backlog: Số kết nối cho phép của hàng đợi. Các yêu cầu kết nối của đối
tác sẽ được lưu trong queue cho tới khi được accept.
z Hàm accept
int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen);
Trong đó:
- addr: con trỏ trỏ tới sockaddr_in (Xác định từ đâu kết nối tới ?) 
- addrlen: biến int = sizeof(struct sockaddr_in)
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 50
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
z Hàm connect
int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen);
Trong đó:
- serv_addr: struct sockaddr chứa port & IP address đích
- addrlen = sizeof(struct sockaddr)
z Các hàm gởi nhận
int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags);
int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags);
int read(int sockfd, const void *buf, int len);
int write(int sockfd, const void *buf, int len);
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 51
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
z Các hàm gởi nhận (tiếp theo)
int sendto(int sockfd, const void *msg, int len, unsigned int flags, 
const struct sockaddr *to, int tolen);
tolen có giá trị bằng sizeof(struct sockaddr).
int recvfrom(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags, 
struct sockaddr *from, int *fromlen);
fromlen khởi tạo bằng sizeof(struct sockaddr).
z Hàm close
int close(int sockfd); 
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 52
LẬP TRÌNH SOCKET VỚI UDP
socket()
sendto()
CLIENT SERVER
socket()
bind()
receivefrom()
sendto()receivefrom()
client address
close()close()
data
data
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 53
LẬP TRÌNH SOCKET VỚI UDP
socket()
sendto()
socket()
bind()
receivefrom()
sendto()/receivefrom(
)
sento()/receivefrom(
)
client address
close()close()
close()
NEW PROCESS
data
data
socket()
sendto()receivefrom()
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 54
LẬP TRÌNH SOCKET VỚI TCP
socket()
CLIENT SERVER
socket()
bind()
send()/receive()
close(newsocket)
close(mainsocket)
close()
listen()
accept()connect() connection request
data
newsocket
send()/receive()
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 55
LẬP TRÌNH SOCKET VỚI TCP
socket()
CLIENT SERVER
socket()
bind()
send()/receive()
close(newsocket)close()
listen()
accept()connect()
connection 
request
data
close(mainsocket
)
send()/receive()
newsocket
NEW PROCESS
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 56
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
z Một số hàm liên quan tên máy và địa chỉ
int gethostname(char *name, size_t len); 
struct hostent *gethostbyname(const char *name); 
struct hostent *gethostbyaddr(const char *addr, int len, int type);
char *inet_ntoa(struct in_addr in); 
int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);
in_addr_t inet_addr(const char *cp); 
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 57
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
z Ví dụ về các hàm inet_*
struct sockaddr_in antelope; 
char *some_addr; 
inet_aton("10.0.0.1", &antelope.sin_addr); 
// store IP in antelope 
some_addr = inet_ntoa(antelope.sin_addr); 
printf("%s\n", some_addr); // prints "10.0.0.1" 
// and this call is the same as the inet_aton() call, above:
antelope.sin_addr.s_addr = inet_addr("10.0.0.1"); 
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 58
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
z Ví dụ về hàm inet_ntoa và gethostbyname
struct hostent *he; 
// get the addresses of www.yahoo.com: 
he = gethostbyname("www.yahoo.com"); 
// print information about this host: 
printf("Official name is: %s\n", he->h_name); 
printf("IP address: %s\n", inet_ntoa(*(struct
in_addr*)he->h_addr));
printf("All addresses: "); 
addr_list = (struct in_addr **)he->h_addr_list; 
for(i = 0; addr_list[i] != NULL; i++) { 
printf("%s ", inet_ntoa(*addr_list[i])); 
} 
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 59
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
• Ví dụ về hàm inet_aton và gethostbyaddr
// get the host name of 66.94.230.32: 
inet_aton("66.94.230.32", &addr); 
he = gethostbyaddr(&addr, sizeof addr, AF_INET); 
printf("Host name: %s\n", he->h_name); 
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 60
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
z Một số hàm chuyển đổi số
uint32_t htonl(uint32_t hostlong); 
uint16_t htons(uint16_t hostshort); 
uint32_t ntohl(uint32_t netlong); 
uint16_t ntohs(uint16_t netshort); 
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 61
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
z Ví dụ về các hàm chuyển đổi số
uint32_t some_long = 10; 
uint16_t some_short = 20; 
uint32_t network_byte_order; // convert and send 
network_byte_order = htonl(some_long); 
send(s, &network_byte_order, sizeof(uint32_t), 0); 
some_short == ntohs(htons(some_short)); // this 
expression is true
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 62
LẬP TRÌNH SOCKET TRÊN UNIX
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 63
LẬP TRÌNH SOCKET VỚI TCP
z DateTime Server
#include 
#include 
int main (int argc, char **argv) {
int listenfd, connfd;
struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
char buff[MAXLINE];
time_t ticks;
/* Create a TCP socket */
listenfd = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
/* Initialize server’s address and well-known port */
bzero (&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl (INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons (13); 
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 64
LẬP TRÌNH SOCKET VỚI TCP
z DateTime Server (tiếp theo)
/* Bind server’s address and port to the socket */
bind (listenfd, (struct sockaddr*) &servaddr, sizeof( servaddr));
/* Convert socket to a listening socket */
listen (listenfd, 100); 
for ( ; ; ) {
/* Wait for client connections and accept them */
clilen = sizeof(cliaddr);
connfd = accept( listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, 
&clilen);
ticks = time(NULL);
snprintf( buff, sizeof(buff),"%.24s\r\n",ctime(&ticks));
/* Write to socket */
write( connfd, buff, strlen(buff) );
/* Close the connection */
close( connfd );
}
}
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 65
LẬP TRÌNH SOCKET VỚI TCP
z DateTime Client
#include 
#include 
int main(int argc, char **argv) {
int sockfd, n; 
char recvline[MAXLINE + 1];
struct sockaddr_in servaddr;
if( argc != 2 ) 
printf("Usage : gettime "); exit(1); 
/* Create a TCP socket */
if ( (sockfd = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) 
{
perror("socket"); 
exit(2);
}
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 66
LẬP TRÌNH SOCKET VỚI TCP
z DateTime Client (tiếp theo)
/* Specify server’s IP address and port */
bzero (&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons ( 13 ); 
if (inet_pton (AF_INET, “127.0.0.1”, 
&servaddr.sin_addr) <= 0) {
perror("inet_pton"); exit(3);
}
/* Connect to the server */
if ( connect( sockfd, (struct sockaddr *) &servaddr, 
sizeof(servaddr)) < 0 ) {
perror("connect"); exit(4);
}
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 67
LẬP TRÌNH SOCKET VỚI TCP
z DateTime Client (tiếp theo)
/* Read the date/time from socket */
while ( (n = read ( sockfd, recvline, MAXLINE)) > 
0) {
recvline[n] = ‘\0’; /* null terminate 
*/
printf(“%s”, recvline); 
} 
if (n < 0) {
perror("read"); exit(5);
}
close ( sockfd );
} 
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 68
BÀI TẬP
z Viết chương trình nslookup bằng C trên Unix/Linux
z Viết echo Client/Server bằng C trên Unix/Linux
z Viết một Web Server có những đặc điểm sau:
– Hỗ trợ phương thức GET (GET xxx.html HTTP/1.0) 
– HTTP
– Đáp ứng của Server có header như ExServer/b1.0 
– Ví dụ
z Browser Request:
GET /intro.html HTTP/1.0 WebServer Response 
z Server Reponse
case 1: HTTP/1.0 200 OK 
case 2: HTTP/1.0 404 File Not Found 
case 3: HTTP/1.0 501 Not Implemented 
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2005- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 69
TOÅNG KEÁT
z Khái niệm socket
z Thiết kế giải thuật cho client và server
z Lập trình mạng trên Java
z Lập trình socket trên UNIX