情報科学実験ガイダンス

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ぜんぺいこやぎ
5 years ago
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1 第 1 部ソケットプログラミング情報科学科峰野博史 1

2 警告は全て除去しましょう gcc Wall ansi O pedantic zzz.c o proxy Warning: Suggest parentheses around assignment used as truth value if ( Sock=accept(listenSock,.) == -1 ){ 演算順位のミスに注意! if ( (Sock=accept(listenSock,.)) == -1 ){ if ( Sock =! 0){ 演算子の記載ミスに注意 ( =! ではなく!= ) if( Sock!= 0 ){ 2

3 Linux コマンド ( 最低限 ) ディレクトリの中身を表示など $ ls la ディレクトリの中身を表示したい時 $ cd /etc/ ディレクトリの移動 $ pwd 現在いるディレクトリを表示ファイルの中身を見る ( 終了する時はq) $ more xxxx $ less xxxx $ lv xxxx ファイル, ディレクトリ操作 $ cp aaa.txt target.txt ファイルのコピー $ rm test.exe ファイルの削除 $ mv target.txt xxx.txt ファイル名の変更 $ mkdir public_html ディレクトリの作成 $ rmdir public_html ディレクトリの削除 Linuxを終了, 再起動 # shutdown h now 終了 # reboot 再起動 3

4 Linux コマンドチートシート ( カンペ ) 4

5 Linux ディレクトリ構造青色 : ディレクトリ赤色 : ファイル黒色 : 説明 5

6 コンパイル時のオプション警告はできるだけ除去しましょう gcc Wall ansi O pedantic zzz.c o proxy マルチスレッドプログラムなどの場合 gcc lpthread zzz.c o proxy 余談 ) コンパイラ ( アセンブラ ) について 6

7 シグナルハンドラについて singal.h を読み込む main() で signal(sigint, xxxxx); xxxxx 関数で適切な処理を記述ソケットディスクリプタを close() する前に, きちんと相手にソケットディスクリプタを close() することを伝えておく! 相手からその旨を受け取ったら, こちらも相手とつないでいるソケットディスクリプタを正常終了させる ( そうしないと TCP の場合, 片方に口が残ったままで, 中のデータを取り出しきれない状況に ) 7

8 デバッグ方法についてソケットが正常に close できたか分からないとかエラー処理関数を使ったエラー処理 error.h エラー番号とエラーメッセージの対応関係が記載 strerror() を使ったエラー出力 if((fp = fopen( hoge.txt, r )) == NULL){ fprintf(stderr, File open: %s n, strerror(errno)); exit(1); } perror() を使ったエラー出力 if((fp = fopen("hoge.txt", "a")) == NULL){ perror("file open: "); exit(1); } 出力例 ) File open: No such file or directory システムコールが失敗した場合, 通常は返り値として -1 が返り, errno にエラーを識別する値が設定多くのライブラリ関数も同様の動作で,perror() は, このエラーコードを可読なメッセージへ変換してくれる 8

9 #ifdef, #ifndef プリプロセッサ ( 通常は広義のコンパイラが兼ねる ) ソースプログラムをコンパイルする前に実施される前処理 ( プリプロセス ) を行うプログラム例 1) デバッグ時の定石 #define DEBUG... #ifdef DEBUG printf( Debug: x=%d n, x); #endif 例 2) 重複定義エラーを防ぐ定石 #ifndef MyHeaderFile /* ヘッダーの最初 */ #define MyHeaderFile /* インクルードファイルの記述 */ #endif /* ヘッダーの最後 */ 9

10 Linux カーネルの構造 ( 概要 ) システムコールインタフェース Terminal 回線規律キャラクタデバイスドライバ Linux オペレーティングシステム I/O コンポーネント仮想ファイルシステム Socket ネットワークプロトコルネットワークデバイスドライバファイルシステムジェネリックブロック層 I/O スケジューラブロックデバイスドライバメモリ管理コンポーネント仮想メモリページングページ交換ページキャッシュプロセス管理コンポーネントシグナルハンドリングプロセス / スレッド作成, 終了 CPU スケシューリンク割り込み / 切り替え処理キーホート等 NIC 等 HDD 等メインメモリ CPU 10

11 exec() と fork() によるプロセスの変化プロセス PID = X プログラム = A exec() プロセス PID = X プログラム = B 親プロセス PID = X プログラム = A 親プロセス PID = X プログラム = A fork() 子プロセス PID = Y プログラム = A (a)exec() の場合 (b)fork() の場合 11

12 ソケットディスクリプタのイメージ通信用のファイルディスクリプタディスクリプタ : 単なる整数, プロセス毎に管理糸電話の口 ( 紙コップ ) のようなものクライアントサーバーと通信するソケット X 1listen(A) A 2X=connect() B 3B=accept(A) サーバー接続待ちソケットクライアントと通信するソケット ^Cの時 close(x) サーバーからの切断要求時 close(x) クライアントからの切断要求時 close(b) ^Cの時 close(a) close(b) listen() で接続処理を受け入れ可能な最大数は SOMAXCONN で指定例 ) 12

13 戻り値を無視しないように! ライブラリ関数の戻り値 ( リターンステータス ) を無視すると, 関数が失敗したことや部分的にしか成功していないことを見逃す恐れがある結果としてエラーを増殖させ, 問題の特定を困難に! 例 1) send() の戻り値は? -1: 失敗が発生した場合 (errno 変数で理解可能 ) n: 送信された文字数例 2) read() の戻り値は? -1: 失敗が発生した場合 (errno 変数で理解可能 ) n: 送信された文字数 0: ストリームソケットの接続相手が正しく終了した場合 13

14 SO_REUSEADDR について bind() で, ポート番号をサーバに関連付け TIME_WAIT 状態のポートであっても bind() できるようにする setsockopt() で,SO_REUSEADDR を指定頻繁にソケットを開いたり閉じたりするようなシステムでは, TCP を利用するより UDP を利用するほうがよい BSD 系と Linux 系実装の違い仮想環境のエミュレーション方法も関係するかも 14

15 getopt() argc や argv は使いこなせるようになった? 引数の数, その内容様々なオプションを指定するには? >./getoptex -x -y -z -f filename -n 1200 file1 file2 file3 #include <unistd.h> /* UNIX 標準関係 */ while((c=getopt(argc, argv, xyzf:n: ))!=-1){ switch (c ){ case x : fprintf(stdout, -x オプション n ); break; case y : fprintf(stdout, -x オプション n ); } 15

16 select() でよくある不具合クライアント, サーバ, どちらかのプログラムで無限ループ (select() で止まってくれない ) ソケットディスクリプタからずっと読み込み続けてしまう... 反対側で, ソケットディスクリプタを shutdown() してしまってないですか? select() の引数は必ず毎回再設定が必要! FD_ZERO(), FD_SET(),..., timeout = xxx とかタイムアウトした時は,continue させよう if (select( )<=0) continue; 16

17 ソケット関係のデバッグ netstat で状態を確認 netstat -n ESTABLISHED を 1 秒おきに表示 netstat -anp 待ち受け状態のポートと対応プロセスを表示などパケットをキャプチャして分析 tcpdump, wireshark など ( 第二部で利活用 ) 暗号化されていなければペイロード部分 ( アプリケーションのデータ部分 ) を覗き見れるので, 意図した文字列を送受信しているのか分析可能など 17

slide5.pptx

slide5.pptx ソフトウェア工学入門第 5 回コマンド作成 1 head コマンド作成 1 早速ですが次のプログラムを head.c という名前で作成してください #include #include static void do_head(file *f, long nlines); int main(int argc, char *argv[]) { if (argc!=