7.5. Temel Soket Fonksiyonları

7.5.3.3.1. bind

Portlar telefon hatlarındaki dahiliye numaralarıgibidir: Numarayıgirdikten sonra ilgili kişiye ulaşmak için o kişinin bulunduğu dahiliye numarasınıgirersin.

Mevcut 65536 port vardır, ama bir sunucu bunlardan sadece birinden gelen istekleri işleme alırlar. Bu telefon operatörüne biz şu anda işteyiz ve şu dahiliye numarasından ulaşılabiliriz demek gibidir. Bunun gibi biz bind(2) yi sokete hangi portu servise açacağımızıbelirtmek için kullanırız.

int bind(int s, const struct sockaddr *addr, socklen_t
            addrlen);

addr yapısında portu belirtmekten başka sunucu IP adresini ekleyebilir. Ayrıca IP adresinden bağımsız olarak sadece belirli porta gelen istekleri karşılamak için INADDR_ANY sabitini kullanabilir. Bu sembol benzerleri gibi netinet/in.h da tanımlıdır:

 #define INADDR_ANY
            (u_int32_t)0x00000000

TCP/IP üzerinde tarih(daytime) protokolü için sunucu yazdığımızıdüşünelim. Port 13 ü kullandığınıhatırlayın. socaddr_in yapımız şöyle gözükecektir:

7.5.3.3.2. listen

Ofis telefonu benzetmemize dönersek, hangi dahiliye olacağınızımerkez operatöre söyledikten sonra ofisinize gideceksiniz, ve telefonunuzun bağlantısınıve sesini kontrol edeceksiniz Artıolarak telefon beklemenizin aktif olduğuna emin olacaksınız, dolayısıyla biriyle konuşsanız bile telefonun sesini duyabileceksiniz.

Sunucu da bunların hepsini listen(2) fonksiyonuyla yapar.

 int listen(int s, int backlog);

Burada backlog değişkeni son istekle meşgulken kaç tane isteği kabul edebileceğinizi sokete bildirir. Başka deyişle kuyrukta bekleyen bağlantıların maksimum sayısınıifade eder.

7.5.3.3.3. accept

Telefonun çaldığınıduyduktan sonra telefona bakarak aramayı kabul edersin. Şimdi istemcin ile bir bağlantıoluşturdun. Bu bağlantısen veya istemcin telefonu kapatmadığısürece devam eder.

Sunucu da bağlantıyıaccept(2) fonksiyonu ile kabul eder.

 int accept(int s, struct sockaddr *addr, socklen_t
            *addrlen);

Dikkat edin bu sefer addrlen argümanıbir işaretçi. Bu gereklidir çünkü bu durumda sockaddr_in yapısında olan addr bilgisini dolduracak olan sokettir.

Dönüşdeğeri integer'dır. Gerçekten accept yeni bir soket döndürür. Bu yeni soketi istemci ile iletişime geçmek için kullanacaksın.

Peki eski sokete ne olur? O biz kapatana kadar yeni istekler (listen fonksiyonundaki backlog değişkenini hatırlayın) için dinlemeye devam eder.

Şimdi yeni soket sadece haberleşmeler içindir. Tamamen bağlıdır. Onu ek bağlantılarıkabul etmeye çalışarak tekrar dinleme moduna alamayız.

7.5.3.3.4. İlk Sunucumuz

İlk sunucumuz ilk istemcimizden biraz daha karmaşık olacak: Sadece daha fazla soket fonksiyonu kullanmakla kalmayacağız, aynı zamanda onu daemon olarak yazacağız.

Bu en iyi şekilde portu bind ettikten sonra çoçuk prosesi oluşturmakla olur. Ana proses daha sonra çıkar ve kabuğun(shell) kontrolune girer (veya onu oluşturan programın).

/*
 * daytimed - a port 13 server
 *
 * Programmed by G. Adam Stanislav
 * June 19, 2001
 */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#define BACKLOG 4
int main() {
    register int s, c;
    int b;
    struct sockaddr_in sa;
    time_t t;
    struct tm *tm;
    FILE *client;
    if ((s = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        perror("socket");
        return 1;
    }
    bzero(&sa, sizeof sa);
    sa.sin_family = AF_INET;
    sa.sin_port   = htons(13);
    if (INADDR_ANY)
        sa.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    if (bind(s, (struct sockaddr *)&sa, sizeof sa) < 0) {
        perror("bind");
        return 2;
    }
    switch (fork()) {
        case -1:
            perror("fork");
            return 3;
            break;
        default:
            close(s);
            return 0;
            break;
        case 0:
            break;
    }
    listen(s, BACKLOG);
    for (;;) {
        b = sizeof sa;
        if ((c = accept(s, (struct sockaddr *)&sa, &b)) < 0) {
            perror("daytimed accept");
            return 4;
        }
        if ((client = fdopen(c, "w")) == NULL) {
            perror("daytimed fdopen");
            return 5;
        }
        if ((t = time(NULL)) < 0) {
            perror("daytimed time");
            return 6;
        }
        tm = gmtime(&t);
        fprintf(client, "%.4i-%.2i-%.2iT%.2i:%.2i:%.2iZ\n",
            tm->tm_year + 1900,
            tm->tm_mon + 1,
            tm->tm_mday,
            tm->tm_hour,
            tm->tm_min,
            tm->tm_sec);
        fclose(client);
    }
}

Soketi oluşturarak başladık. Daha sonra sockaddr_in yapısını sa nın içine doldurduk. INADDR_ANY nin if bloğunda kullanılmasına dikkat edin:

if (INADDR_ANY) 

sa.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

Değeri 0 dır. bzero ile henüz bütün yapıyısıfırladığımızdan bu değeri tekrar 0 yapmak gereksiz olacaktır. Ama eğer kodumuzu INADDR_ANY nin sıfır olmayacağıbir sisteme port ettiğimizde bu değeri

sa.sin_addr.s_addr

bind'ıbaşarılıbir şekilde çağırdıktan sonra bir daemon olmak için hazır durumdayız: Çocuk prosesi oluşturmak için fork kullandık. Hem anne proseste hem de çocuk proseste "s" değişkeni bizim soketimizdir. Anne prosesi bu sokete ihtiyaç duymayacaktır. Dolayısıyla kapatmak için close fonksiyonunu çağırır, daha sonra kendi annesine başarılıbir şekilde sonlandığınıbildirmek için 0 döndürür.

Bu arada çocuk proses arka planda çalışmaya devam eder. listen'ıçağırır ve backlog'unu 4 e ayarlar. Büyük bir değer kullanmasına gerek yok çünkü daytime istemcilerin sıklıkla başvurduğu bir protokol değildir, ve ayrıca sunucumuz her bir isteği anında cevaplamaktadır.

Son olarak daemon aşağıdaki adımlarıgerçekleyen sonsuz döngüye girer:

1. accept i çağır. Bir istemci bağlanıncaya kadar burada bekler. Bu noktada, c isimli bağlanan istemciyle haberleşmek için kullanılacak yeni bir soket alır.

2. Sonra soketi düşük seviye dosya tanımlayıcısından C dili formatında bir dosya işaretçisi döndürmek için fdopen C fonksiyonunu kullanır. Bu daha sonra fprintf'i kullanmasını sağlayacaktır.

3. Daha sonra zamanıkontrol eder, ve ISO 8601 formatında istemci "dosyasına" basar. Sonra dosyayıkapatmak için fclose u kullanır. Bu otamatik olarak soketi de kapatacaktır.

Bunu genelleştirebiliriz, ve başka sunucular için bir model olarak kullanabiliriz:

Bu akışşemasıbizim daytime sunucumuz gibi bir anda bir istemciye cevap verebilen ardışıl sunucular için güzeldir.

Bu sadece istemci ve sunucu arasında gerçek bir görüşme olmuyorsa mümkündür: Sunucu bir bağlantısaptar saptamaz biraz veri yollar ve bağlantıyıkapatır. Bütün operasyon belki nanosaniyeler cinsinden bir sürede tamamlanır. Bu akışşemasının avantajlarından biri de annenin fork etmesi ve sonra sonlanması hariç geri kalan zamanlarda sadece tek bir prosesin aktif olmasıdır: Bizim sunucumuz dolayısıyla sistem kaynaklarınıve hafızayıfazla kullanmaz.

Akışşemasına daemon yüklenmesini de eklediğimizi not edin. Kendi daemonumuzu yüklememize gerek yok ama burasıprogramın akışında signal handler fonksiyonlarınıkurmamız ve herhangi bir dosyayıaçmamız için güzel bir yerdir.

Literatürde bu akışşemasında kullanılan hemen hemen her şey bazıfarklısunucularda da kullanılabilir. "serve" girdisi istisnadır. Onu siyah kutu olarak düşünüyoruz. O oluşturduğunuz sunucuya özeldir

Bütün protokoller bu kadar basit değildir. Bazıları istemciden bir istek alır, onu cevaplar, sonra aynıistemciden başka bir istek alır. Bundan dolayıtam olarak ne kadar süre istemci ile bağlantıda olacaklarınıbilmezler. Bu tip sunucular genellikle her bir istemci için yeni bir proses başlatırlar. Yeni proses istemcisi ile ilgilenirken, daemon da daha fazla bağlantı için beklemeye devam eder. Şimdi gidin ve yukarıdaki kaynak kodu daytimed.c olarak kaydedin (daemon isimlerinin sonunun d ile bitmesi gelenektir.) Derledikten sonra çalıştırmaya çalışın:

 % ./daytimed bind:
			Permission denied
			%

Ne oldu burada? Tekrar çalıştıracakken, daytime protokolü port 13 ü kullanır. Ama 1024 ün altındaki bütün portlar superuser'lara ayrılmıştır (diğer türlü, herkes ortak olarak kullanılan bir portu sunuyor gibi yapan bir daemonu çalıştırabilir, buda güvenlik açığına neden olacaktır).

Bu sefer superuser olarak tekrar deneyin:

# ./daytimed 
            # 

Ne... Hiçbir şey? Haydi tekrar deneyelim:

# ./daytimed bind:
            Address already in use 
			# 

Her port bir anda sadece bir program tarafından kullanılabilir. İlk girişimimiz gerçekten başarılıydı: Çocuk daemonu başlattıve sessizce sonlandı. Hala çalışıyor ve sen onu öldürürsen ya da sistem çağrılarından birinde hata olursa ya da sistemi yeniden başlatırsan sonlanır.

Güzel, biliyoruz ki arka planda çalışıyor. Ama çalışıyor mu? Uygun bir daytime sunucusu olduğunu nasıl bileceğiz? Çok basit:

% telnet localhost 13
Trying ::1...
telnet: connect to address ::1: Connection refused
Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
2001-06-19T21:04:42Z
Connection closed by foreign host.
%

telnet yeni IPv6 yıdenedi ama başaramadı. IPv4 ile tekrar denedi ve başardı. Dolayısıyla daemon çalışıyor.

Eğer telnet ile başka bir UNIX sistemine erişiminiz varsa onu sunucuya uzaktan erişimi test etmede kullanabilirsiniz. Benim bilgisayarım statik ip ye sahip değil. Dolayısıyla ben şunları yaptım:

% who
whizkid          ttyp0   Jun 19 16:59   (216.127.220.143)
xxx              ttyp1   Jun 19 16:06   (xx.xx.xx.xx)
% telnet 216.127.220.143 13
Trying 216.127.220.143...
Connected to r47.bfm.org.
Escape character is '^]'.
2001-06-19T21:31:11Z
Connection closed by foreign host.
%

Yine çalıştıacaba alan adıkullandığımızda çalışacak
            mı?

% telnet r47.bfm.org 13
Trying 216.127.220.143...
Connected to r47.bfm.org.
Escape character is '^]'.
2001-06-19T21:31:40Z
Connection closed by foreign host.
%

Ayrıca burada telnet "Connection closed by foreign host" (Bağlantıyabancıbilgisayar tarafından kapatıldı) mesajınıbizim daemon'umuz soketi kapattıktan sonra yazar. Bu gösterir ki gerçekten kodumuzdaki fclose(client);beklendiği gibi çalışıyor.