Communications Unix Yann ThierryMieg Laboratoire dinformatique de Paris

Communications Unix Yann Thierry-Mieg Laboratoire d’informatique de Paris 6 Ecole Centrale d’Electronique Sept. 2003 1

PLAN : Communications Inter-Processus l Introduction: l intra-tâche : pipe l inter-tâche : mkfifo l inter-machine : socket ¡ socket UNIX ¡ socket TCP ¡ socket UDP ¡ multicast 2

Introduction Mécanismes présentés dans la première partie sont spécifiques au Unix/Linux l Correspondent à des appels système l l La l documentation de référence est le man (section 2) Les sockets sont portées sur toutes les plateformes et constituent la brique de base de toute communication entre machines 3

Communications interprocess 4

Schéma général : communications Unix Machine A Machine B Tube nommé File de message Socket 5

Les Communications Entre Processus UNIX l Intra-tache ou entre threads : ¡ ¡ l partage de variables globales, tas Inter processus sur une même machine : ¡ ¡ ¡ signaux, pipes (processus d'une même famille) IPC = Inter Process Communication (Unix system V) l l l Files de messages segment de memoire partagée, sémaphores 6

Les Communications Entre Processus UNIX (2) l Inter taches distantes : ¡ Sockets (TCP, UDP , IP) ¡ Appels de procédures distantes (RPC) ¡ Architectures bus logiciel (Corba, Java RMI. . . ) l Outils de haut niveau ¡ Systèmes de fichiers répartis (NFS, RFS, AFS) ¡ Bases de données réparties (NIS. . ) 7

Communications locales 8

Communications sur une machine l Communication entre plusieurs processus sur une même machine l Utilisation des entrées-sorties ¡ ¡ l Extension de la notion de fichiers, Tube de communication Partage de données communes ¡ ¡ ¡ Messages, Mémoire, sémaphores 9

Pipe : communication par tubes l Canal unidirectionel (une entrée, une sortie) ¡ ¡ l Deux entrées dans la table descripteurs de fichier, Communications locales de type producteurconsommateur, Canal bidirectionnel : deux tubes fp[1] Producteur /écrivain fp[0] Consommateur /lecteur 10

Le modèle Producteur-Consommateur l l l Se retrouve dans la majorité des mécanismes de communication par flux Le tube a une certaine capacité L’ecriture (prod) est bloquante si le tube est plein La lecture (cons) est bloquante si le tube est vide Une écriture sur un tube vide reveille le lecteur Une lecture sur un tube plein reveille l’écrivain 11

pipe : en pratique Limité à l'arbre de descendance d'un processus #include <unistd. h> …. . int fp[2]; #define Tbuffer 1024 char buffer[Tbuffer]; pipe(fp); switch (fork()) { case 0 : close (fp[1]); read(fp[0], buffer, Tbuffer); printf("lu : %s n", buffer); break; default : close(fp[0]); write(fp[1], buffer, Tbuffer); wait(NULL); break; } return(0); importe l’API système pour loger les deux fd on peut choisir d'autres valeurs, ici 1 ko rend deux entiers, référence à des fd fork et rend 0 au fils, le pid fils au pere cas fils : on ferme l'extrémité écriture lire qq chose cas pere fermer l'extrémité lecture ecrire qq chose attendre SIGCHLD avant de quitter terminaison (fils et pere) 12

Tubes nommés : mkfifo Utilisable entre processus quelconques S'appuie sur un pseudo-fichier (inode en mode S_IFIFO) l Ouverture du fichier (inode) en lecture ou écriture l Le tube nommé à un cycle de vie indépendant du processus qui le crée l Existe aussi une commande shell mkfifo l l l Implémente un modèle producteur consommateur simple : FIFO 13

mkfifo : En pratique: mkfifo. L. c #include <stdio. h> #include <sys/types. h> #include <sys/stat. h> #include <fcntl. h> #include <unistd. h> int main() { int fd; int nb; char buf[80]; if (mkfifo("/tmp/montube", 0666) == -1) { Crée un tube nommé perror("mkfifo"); rw-rw-rwexit(1); } if ((fd = open("/tmp/montube", O_RDONLY)) == -1) { /* Bloquant */ perror("open"); exit(1); } nb = read(fd, buf, 80); /* Bloquant */ if (nb > 0) printf("Message lu : %sn", buf); close(fd); unlink("/tmp/montube"); } return 0; 14

mkfifo : En pratique: mkfifo. E. c #include <stdio. h> #include <sys/types. h> #include <sys/stat. h> #include <fcntl. h> #include <unistd. h> int main() { int fd; if ((fd = open("/tmp/montube", O_WRONLY) == -1) { perror("open"); exit(1); } write(fd, "Hello", 6); return 0; } 15

mkfifo : En pratique: execution >mkfifo. L & [1] 3564 >ls -l /tmp/montube prw-r--r->mkfifo. E Lu : hello [1] + Done 1 thierry rech 0 Jan 20 13: 48 /tmp/montube mkfifo. L. py 16

Communications Inter-machine 17

Communications inter machine l Basé sur les « socket » l Différentes applications ont des besoins réseau différents : Qo. S : Quality of Service l Selon les besoins différents protocoles => différents types de socket l Extension de la notion de tube nommé ¡ 4. 2 BSD (1983) 18

Modèle de référence ISO l ISO 1 et 2 : Physique et Liaison : ¡ ARPANET, SATNET, LAN ethernet l ISO 3 : Réseau ¡ Internet Protocol (IP) l ISO 4 : Transport ¡ TCP (Transmission Control Protocol) ¡ UDP (User Datagram) ¡ ICMP (Internet Control Message) ¡ IGMP (Internet Group Management) 19

Modèle de référence ISO (2) l ISO 5 : ¡ RPC Session : l ISO 6 : Présentation ¡ XDR (e. Xternal Data Representation) ¡ ASN. 1 (Abstract Syntax Notation number One) l ISO 7 : Application ¡ telnet, ssh ¡ ftp, http, smtp ¡ dns, nfs 20

Des exemples de service : l Session de connexion: telnet, ssh, ftp, http ¡ Connexion fiable (TCP) l Service de streaming : video stream, radio shoutcast. . . ¡ connexion non fiable l Services de diffusion : prospectus electronique, application dediée. . . ¡ non connecté, non fiable (datagramme) 21

Les modes de communication l Connecté : ¡ similaire à un pipe (i. e. TCP) ¡ Acquittements (augmente la charge réseau) ¡ Ni pertes, ni désequencement l Non connecté : ¡ Envois non bloquant (asynchrone) (i. e. UDP) ¡ Pertes et désequencement possibles ¡ multicast possible efficacement 22

Sockets l Extension ¡ associée de la notion de tube nommé à un file descriptor l Socket = Point extreme de communication l Caractéristiques : ¡ Bidirectionelle ¡ Associé à un nom unique (adresse) socket ¡ Associé à un domaine Lire ¡ Possède un type Ecrire 23

Domaine de socket l Les plus courants : ¡ ¡ ¡ l AF_INET : Socket IP, domaine internet IPv 4 AF_UNIX : Socket de communication locale AF_INET 6 : IPv 6 D'autres domaines : ¡ ¡ ¡ ¡ AF_X 25 (protocole X 25), AF_NETROM, AF_ROSE, AF_AX 25 (paquets-radio dérivé d’X 25), AF_IPX (Novell), AF_APPLETALK (réseau appletalk), AF_ATMPVC (réseau ATM), AF_DECNET (réseau DEC), AF_NETBEUI (réseau Microsoft), 24

Types de service l Les plus courants : ¡ SOCK_STREAM : l l ¡ i. e. TCP (IPPROTO_TCP) Mode connecté Contrôle de flux (congestion) bidirectionnel SOCK_DGRAM : l l i. e. UDP (IPPROTO_UDP) ou IGMP (IPPROTO_IGMP) Non connecté Pas de contrôle de flux Transmission par paquet 25

Types de Service (2) l D'autres services : ¡ SOCK_RAW : i. e. ICMP (IPPROTO_ICMP), protocoles ad hoc (IPPROTO_RAW) l Accès direct à la couche IP l Réservé au super-utilisateur l ¡ SOCK_SEQPACKET, SOCK_RDM. . . l i. e. UDP, ICMP l Garantissent différentes propriétés: intégrité, controle de flux. . . 26

Modèle de communication par socket 27

Modèle client serveur client Socket 1 Socket 2 28

Modèle client serveur Le serveur crée une socket, la nomme (bind) et attend des connexions l Le client crée sa propre socket et se connecte à celle du serveur (doit connaître le nom de la socket serveur) l En UDP ou TCP, nom de socket = numéro de port + IP l En AF_UNIX, nom de socket = nom de fichier Attention : Serveur = Serviteur, il offre des services au client, le client est celui qui initie la connexion mais les communications sont bidirectionelles l 29

socket : phases d’utilisation 1. Création (client / serveur) (socket) 2. Nommage (serveur) (bind) 3. Communication 4. 1. Communication en mode connecté (TCP) 2. Communication en mode non connecté (UDP) Fermeture (close/unlink) 30

Socket : etape 1 creation l socket associée à un descripteur de fichiers #include <sys/types. h> #include <sys/socket. h> int socket (int domaine, int type, int protocole) l domaine : AF_UNIX (local uniquement), AF_INET l type : SOCK_STREAM, SOCK_DGRAM … l protocole : 0 => choix automatique, (IPPROTO_TCP, IPPROTO_UDP) Retourne un entier (le descripteur de fichier ou – 1 en cas d’erreur), l ex: l int s; s = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 31

Socket : etape 2 nommage l Objectif : Associé un nom à une socket = identifier un serveur de manière unique l Domaine unix : nom = nom de fichiers l Domaine internet (inet) : nom = <numéro de port, adresse IP> int bind(int sock, struct sockaddr *nom, int lg_nom); ¡ sock : numéro socket (retourné par socket()) ¡ nom : le nom de la socket (dépendant du domaine) ¡ lg_nom : la longueur de struct sockaddr 32

Socket UNIX domaine local 33

Socket AF_UNIX : domaine local l Utilisée pour communiquer dans le domaine local uniquement l Nom = nom de fichier l Extension bidirectionnelle de tube nommé l Portage aisé vers d'autres protocoles (TCP) réseau l Largement utilisé par les services internes du noyau l Uniquement sur plateforme UNIX 34

Socket AF_UNIX : domaine local #include <sys/un. h> #define UNIX_PATH_MAX 108 struct sockaddr_un { sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX (AF_LOCAL) */ char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* Chemin du fichier */ }; 35

Socket AF_UNIX : Exemple de nommage #include <stdlib. h> #include <sys/types. h> #include <sys/socket. h> #include <sys/un. h> #include <stdio. h> #include <string. h> int main(int argc, const char **argv) { int sock; /* La socket */ struct sockaddr_un adr; /* Son "nom" */ } sock = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0); if (sock == -1) { perror("Erreur creation socket"); exit(1); } adr. sun_family = AF_UNIX; strcpy(adr. sun_path, "/tmp/Ma. Socket"); if (bind (sock, (struct sockaddr *) &adr, SUN_LEN(&adr)) == -1) { perror("Erreur au nommage"); exit(2); } mode connecté return (0); destruction avec unlink > ls –l /tmp/Ma. Socket srwxr-xr-x 1 thierry rech 0 Jan 21 13: 01 /tmp/masocket 36

Nommage dans le domaine Internet 37

Socket AF_INET : Internet l La plus utilisée l Compatible toutes plateformes l Deux protocoles en général : UDP et TCP l Nommage de socket = (Adr. IP, Num Port) l Bidirectionnelle l Sert de base aux services les plus courants (http, ftp, telnet, ssh, . . . ) 38

Nommage dans le domaine AF_INET #include <netinet/in. h> struct sockaddr_in { short sin_family; domaine de communication (AF_INET) u_short sin_port; numéro du port struct in_addr sin_addr; adresse IP char sin_zero[8]; }; struct in_addr { u_long s_addr; }; Obj : remplir les champs sin_port (port) et sin_addr. s_addr(IP) Remarque sur les adresses : sin_addr. s_addr = INADDR_ANY : machine locale 39

sin_addr. s_addr : adresse IP l Entier sur 32 bits (4 octets) ¡ Classe, ¡ identification de réseau, ¡ identification d’ordinateur l 5 classes d’adresse (IPv 4) ¡ ¡ ¡ l classe A ( 0 + id_res sur 7 bits + id_ord sur 24 bits) 126 réseaux jusqu’à 16 millions d’ordinateurs classe B ( 10 + id_res sur 14 bits + id_ord sur 16 bits) 16382 réseaux jusqu’à 65536 d’ordinateurs classe C ( 110 + id_res sur 21 bits + id_ord sur 8 bits) 2 millions de réseaux jusqu’à 254 d’ordinateurs classe D ( 1110 + adresse multidestinaire sur 28 bits ) classe E ( 11110 + réservé pour usage ultérieur) Délivré par le Network Information Center 40

Format d’adresse IP et conversions l Adresses codées en format l Fonctions de conversion : ¡ u_short htons(u_short) /* host to network short */ l ¡ « réseau » Convertir numéro de port u_long htonl(u_long) /* host to network long */ l Convertir adresse IP u_short ntohs(u_short) /* network to host short */ ¡ u_short ntohl(u_short) /* network to host long */ ¡ l Adresse <-> Chaine de caractère « a. b. c. d » : ¡ char *inet_ntoa(struct in_addr adr) l ¡ / * adr chaine (affichage) */ u_long inet_addr(char *chaine) l /* chaine adr */ 41

Nom d’hôte et adresse IP #include<netdb. h> struct hostent *gethostbyname (char * name) ¡ l Retourne un pointeur sur un struct hostent, Recherche les informations dans ¡ ¡ /etc/hosts pages jaune (NIS) serveur de noms (DNS) Ordre défini dans /etc/nsswitch. conf struct hostent { char *h_name /* nom de la machine */ char **h_alias /* liste des alias */ int h_addrtype /* type de domaine */ int h_lenght /* nombre d’octets d’une adresse */ char **h_addr_list /* liste des adresses */ } #define h_addr_list[0] struct hostent gethostbyaddr (char *addr, int len, int domaine) ¡ domaine AF_INET pour l’instant 42

Exemple : name 2 ip. c Conversion nom d’hote vers IP #include <stdio. h> #include <string. h> #include <sys/socket. h> #include <netinet/in. h> #include <arpa/inet. h> #include <netdb. h> int main(int argc, const char **argv) { struct hostent *hp; struct in_addr ad; if (argc != 2) { printf("usage: %s Namen", argv[0]); exit (1); } hp = gethostbyname((char *)argv[1]); if (hp == NULL) { printf("host information for %s not foundn", argv[1]); exit (2); } bcopy(hp->h_addr, &ad. s_addr, sizeof(ad. s_addr)); printf("IP Address = t%sn", inet_ntoa(ad)); return (0); } >>>name 2 ip ippc 1 IP Address = 134. 157. 116. 1 43

Exemple 2 : ip 2 name. c Conversion IP vers nom d’hote #include <stdlib. h> #include <stdio. h> #include <string. h> #include <sys/types. h> #include <sys/socket. h> #include <netinet/in. h> #include <arpa/inet. h> #include <netdb. h> int main(int argc, const char **argv) { in_addr_t addr; struct hostent *hp; if (argc != 2) { printf("usage: %s IP-addressn", argv[0]); exit (1); } if ((int)(addr = inet_addr(argv[1])) == -1) { printf("IP-address must be of the form a. b. c. dn"); exit (2); } hp = gethostbyaddr((char *)&addr, sizeof (addr), AF_INET); if (hp == NULL) { printf("host information for %s not foundn", argv[1]); exit (3); } printf("NAME =t%sn", hp->h_name); return (0); } >>> ip 2 name 134. 157. 116. 1 NAME = ippc 1. infop 6. jussieu. fr 44

Numéro de port et services l Numéro de port sin_port = Entier sur 16 bits l Fichier /etc/services Numéros de port utilisés par les services systèmes (à peu prés 300), ¡ trois champs (type de services, numéro de port, protocole utilisé), ¡ FTP (port 21), SSH (port 22), TELNET (port 23), HTTP (port 80), KERBEROS (port 88) ¡ ports 0 -1023 système réservés à root ¡ 45

Numéro de port et services (2) l Appels système getservbyname (char * name, char *protocole) ¡ getservbyport (int port, char * protocole) Retourne un pointeur sur un struct servent, recherche les informations dans /etc/services ¡ l struct servent { char * s_name ; char ** s_aliases; int s_port ; char * s_proto; nom du service liste des alias numéro du port protocole à utiliser } 46

Socket Connectées : principes 47

Socket Connectées l Coté serveur 1. 2. 3. 4. 5. l Autorisation d’un nombre maximum de connections, Attente d’une connexion, Acceptation d’une connexion, Entrées/sorties, Fermeture de la connexion Coté client 1. 2. 3. Demande de connexion Entrées/sorties, Fermeture de la connexion 48

Etablissement de connexion TCP (2) Côté serveur : 1 socket pour demande de connexion, 1 pour communication l Côté client : 1 socket l (3)listen() (6)connect (4)accept (5) socket() (bloquant) (7) connexion établie Client (1)socket() (2)bind(port) bien connu Socket de comm. rendue par accept Serveur 49

Etablissement de connexion TCP (3) Problème : multi-client l Solution : listen(taille de file d'attente) l Multi thread l (3)listen() (6)connect (4)accept (8) (bloquant) (5) socket() (7) connexion établie Client (1)socket() (2)bind(port) bien connu Socket de comm. rendue par accept fork() Serveur 50

Schéma de communication TCP MODE CONNECTE 51

Socket connectée : initialisation l Côté serveur : ¡ int listen (int sock, int taille_file) l ¡ Création de la file d’attente des requêtes de connexion, non bloquant, int accept (int sock, struct sockaddr *addrclt, socklen_t *taille) l l l Acceptation d’une connexion, identité du client fournie dans l ’adresse addrclt, bloquant, création d’une nouvelle socket « de communication » • Renvoie l’identificateur de la socket de communication l Côté client : ¡ int connect (int sock, struct sockaddr *addrsrv, socklen_t taille) l Demande d’une connexion, bloquant 52

Socket connectée : communication int read (int sock, char *buffer, int tbuf) l int write (int sock, char *buffer, int tbuf) l ¡ Primitives UNIX usuelles, int recv (int sock, char *buffer, int tbuf, int attrb) l int send (int sock, char *buffer, int tbuf, int attrb) l ¡ ¡ l Mêmes attributs que pour le mode non connecté, attr = MSG_OOB , MSG_PEEK, MSG_DONTWAIT Bloquants par défaut 53

Socket connectée : deconnexion l int shutdown(int s, int how); ¡ ¡ s: la socket How = 0 : réception désactivée How = 1 : émission désactivée How = 2 : émission et réception désactivées Faire suivre le shutdown d’un close l ex: l shutdown(s, 2); close(s); 54

Socket TCP : exemple complet 55

Exemple connecté : Partie cliente (client. TCP. c) initialisation … #define PORTSERV 1664 int main(int argc, char *argv[]) { struct sockaddr_in dest; /* Nom du serveur */ struct hostent *hp; int sock; int fromlen = sizeof(dest); int msg; int reponse; if (argc != 2) { fprintf(stderr, "Usage : %s machinen", argv[0]); exit(1); } if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { perror("socket"); exit(1); } 56

Exemple connecté : Partie cliente (client. TCP. c) connection /* Remplir la structure dest */ if ((hp = gethostbyname(argv[1])) == NULL) { perror("gethostbyname"); exit(1); } bzero((char *)&dest, sizeof(dest)); bcopy(hp->h_addr, (char*)&dest. sin_addr , hp->h_length); dest. sin_family = AF_INET; dest. sin_port = htons(PORTSERV); /* Etablir la connection */ if (connect(sock, (struct sockaddr*)&dest , sizeof(dest)) == -1) { perror("connect"); exit(1); } 57

Exemple connecté : Partie cliente (client. TCP. c) communication msg = 10; /* Envoyer le message (un entier ici )*/ if (write(sock, &msg, sizeof(msg)) == -1) { perror("write"); exit(1); } /* Recevoir la reponse */ if (read(sock, &reponse, sizeof(reponse)) == -1) { perror("recvfrom"); exit(1); } printf("Reponse : %dn", reponse); 58

Exemple connecté : Partie cliente (client. TCP. c) déconnection } /* Fermer la connexion */ shutdown(sock, 2); close(sock); return(0); 59

Exemple connecté : Partie serveur (serv. TCP. c) initialisation #define PORTSERV 1664 int main(int argc, char *argv[]) { struct sockaddr_in sin; /* Nom de la socket de connexion */ int sc ; /* Socket de connexion */ int scom; /* Socket de communication */ struct hostent *hp; int fromlen = sizeof exp; int cpt=0; /* creation de la socket */ if ((sc = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) { perror("socket"); exit(1); } 60

Exemple connecté : Partie serveur (serv. TCP. c) nommage bzero((char *)&sin, sizeof(sin)); sin_addr. s_addr = htonl(INADDR_ANY); sin_port = htons(PORTSERV); sin_family = AF_INET; /* nommage */ if (bind(sc, (struct sockaddr*) &sin , sizeof(sin) ) < 0) { perror("bind"); exit(1); } listen(sc, 5); 61

Exemple connecté : Partie serveur (serv. TCP. c) attente /* Boucle principale */ for (; ; ) { if ( (scom = accept(sc , (struct sockaddr*)&exp , &fromlen) )== -1) { perror("accept"); exit(3); } if (fork() != 0) /* le pere se remet en attente */ continue; else { /* Création d’un processus fils qui traite la requete */ 62

Exemple connecté : Partie serveur (serv. TCP. c) traitement /* Processus fils */ if (read(scom, &cpt, sizeof(cpt)) < 0) { perror("read"); exit(4); } /*** Traitement du message ***/ cpt++; if (write(scom, &cpt, sizeof(cpt)) == -1) { perror("write"); exit(2); } /* Fermer la communication */ shutdown(scom, 2); close(scom); exit(0); } /* fin du fils */ } /* fin de boucle principale */ 63

Exemple connecté : Partie serveur (serv. TCP. c) terminaison /* pas de connection => pas de shutdown */ } close(sc); return 0; 64

Exemple connecté : Execution >Sock. TCPS & [1] 5489 >netstat -a | grep 1664 tcp 0 0 localhost. localdom: 1664 *: * LISTEN >Sock. TCPC Réponse 1 >netstat -a | grep 1664 tcp 0 0 localhost. localdom: 1664 *: * LISTEN 65

Socket Non-Connectée 66

Schéma de Communication UDP SANS CONNECTION 67

Socket non - connectée : communication l int recvfrom (int sock, char* buffer, int tbuf, int attrb, struct sockaddr *addsrc, socklen_t *taille) ¡ ¡ l Lecture d’un buffer addressé à la socket sock, adresse de l ’émetteur retourné dans addsrc int sendto (int sock, char* buffer, int tbuf, int attrb, struct sockaddr *addrdst, socklen_t taille) ¡ Envoi par la socket sock d’un buffer à l’adresse addrdst l Taille limitée à taille d’un paquet (Fonction du MTU) l champ attrb ¡ ¡ ¡ MSG_OOB MSG_PEEK … données hors bande (en urgence) Lecture sans modification de la file d’attente 68

Socket UDP : exemple complet 69

Exemple non-connecté : initialisation Partie cliente (client. UDP. c) #define PORTSERV 1664 /* Port du serveur */ int main(int argc, char *argv[]) { int reponse; struct sockaddr_in dest; struct hostent *hp; int sock; int fromlen = sizeof(dest); char message[80]; /* Le nom de la machine du serveur est passé en argument */ if (argc != 2) { fprintf(stderr, "Usage : %s machine n", argv[0]); exit(1); } if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) { perror("socket"); exit(1); } 70

Exemple non-connecté : choix destinataire Partie cliente (client. UDP. c) /* Remplir la structure dest */ if ((hp = gethostbyname(argv[1])) == NULL) { perror("gethostbyname"); exit(1); } bzero((char *)&dest, sizeof(dest)); bcopy(hp->h_addr, (char *)&dest. sin_addr , hp->h_length); dest. sin_family = AF_INET; dest. sin_port = htons(PORTSERV); /* Contruire le message. . . */ strcpy(message, "MESSAGE DU CLIENT"); 71

Exemple non-connecté : communication Partie cliente (client. UDP. c) /* Envoyer le message */ if (sendto(sock, message, strlen(message)+1, 0, (struct sockaddr *)&dest, sizeof(dest)) == -1) { perror("sendto"); exit(1); } /* Recevoir la reponse */ if ( recvfrom(sock, &reponse, sizeof(reponse), 0, 0, &fromlen) == -1) { perror("recvfrom"); exit(1); } printf("Reponse : %dn", reponse); 72

Exemple non-connecté : terminaison Partie cliente (client. UDP. c) /* pas de connection => pas de shutdown */ } close(sock); return 0; 73

Exemple non-connecté : initialisation Partie serveur (serv. UDP. c) #define PORTSERV 1664 int main(int argc, char *argv[]) { struct sockaddr_in sin; /* Nom de la socket du serveur */ struct sockaddr_in exp; /* Nom de l’expediteur */ struct hostent *hp; int sc ; int fromlen = sizeof(exp); char message[80]; int cpt = 0; /* creation de la socket */ if ((sc = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) { perror("socket"); exit(1); } 74

Exemple non-connecté : nommage Partie serveur (serv. UDP. c) /* remplir le « nom » */ bzero((char *)&sin, sizeof(sin)); sin_addr. s_addr = htonl(INADDR_ANY); sin_port = htons(PORTSERV); sin_family = AF_INET; /* nommage */ if ( bind(sc, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin)) < 0) { perror("bind"); exit(2); } 75

Exemple non-connecté : attente requête Partie serveur (serv. UDP. c) /*** Reception du message ***/ if ( recvfrom( sc, message, sizeof(message), 0, (struct sockaddr*)&exp, &fromlen) == -1) { BLOQUANT perror("recvfrom"); exit(2); } 76

Exemple non-connecté : analyse message Partie serveur (serv. UDP. c) /**Affichage de l'expediteur**/ printf("Exp : <IP = %s, PORT = %d> n", inet_ntoa(exp. sin_addr), ntohs(exp. sin_port)); /* utiliser gethostbyaddr pour un nom d’hote au lieu de l’IP */ /**Affichage Message**/ printf("Message : %s n", message); /*** Traitement ***/ cpt++; 77

Exemple non-connecté : réponse et fin Partie serveur (serv. UDP. c) /*** Envoyer la reponse ***/ if (sendto(sc, &cpt, sizeof(cpt), 0, (struct sockaddr *)&exp, fromlen ) == -1) { perror("sendto"); exit(4); } close(sc); /*pas de shutdown*/ return (0); } 78

Exemple non-connecté : Execution >Sock. UDPS & [1] 5879 >netstat -a | grep 1664 udp 0 0 localhost. localdom: 1664 *: * 79

Broadcast et Multicast 80

Diffusion : Broadcast UDP l Envoie un message à tous les hotes d’un sous-réseau l Client : ¡ mettre en destinataire une adresse de broadcast ¡ = IP + tous les bits d’adresse de machine à 1 ¡ Nécessite la permission de diffuser (broadcast) l Serveur ¡ identique serv. UDP ci-dessus 81

Multidiffusion : Multicast UDP Multicast : implementation efficace coté tables de routage pour la multi-diffusion vers un groupe de machines l Une classe d'adresses dédiées : l ¡ l Réception (serveur): ¡ ¡ ¡ l Classe D : 224. 0. 0. 1 à 239. 255 Abonnement à un groupe = adresse de classe D recvfrom Désabonnement Emission (client): ¡ ¡ choisir l'adresse du groupe send 82

Exemple : Multicast Emetteur Client. MC. c #define MON_ADR_DIFF "225. 0. 0. 10" #define PORTSERV 3328 int main(int argc, char *argv[]) { struct sockaddr_in dest; int sock; char message[80]; if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) { perror("socket"); exit(1); } /* Remplir la structure dest */ bzero((char *)&dest, sizeof(dest)); dest. sin_addr. s_addr = inet_addr(MON_ADR_DIFF); dest. sin_family = AF_INET; dest. sin_port = htons(PORTSERV); /* Contruire le message. . . */ strcpy(message, "MESSAGE DU CLIENT"); } /* Envoyer le message */ if ( sendto(sock, message, strlen(message)+1, 0, (struct sockaddr *)&dest, sizeof(dest)) == -1) { perror("sendto"); exit(1); } close(sock); return(0); 83

Exemple : Multicast abonnement Réception Serv. MC. c #define MON_ADR_DIFF "225. 0. 0. 10" /* Adresse multi-cast */ #define PORTSERV 7200 /* Port du serveur */ int main(int argc, char *argv[]) { int sock; struct sockaddr_in sin; struct ip_mreq imr; /* Structure pour setsockopt */ char message[80]; if((sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0){ perror("socket"); exit(1); } imr_multiaddr. s_addr = inet_addr(MON_ADR_DIFF); imr_interface. s_addr = INADDR_ANY; if(setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, (char *)&imr, sizeof(struct ip_mreq)) == -1){ perror("setsockopt"); exit(2); } Abonnement 84

Exemple : Multicast nommage Réception Serv. MC. c /* remplir le « nom » */ bzero((char *)&sin, sizeof(sin)); sin_addr. s_addr = htonl(INADDR_ANY); sin_port = htons(PORTSERV); sin_family = AF_INET; /* nommage */ if (bind(sock, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin) ) < 0) { perror("bind"); exit(3); } 85

Exemple : Multicast lecture Réception Serv. MC. c /* Reception du message */ if (recvfrom(sock, message, sizeof(message), 0, NULL) == -1) { perror("recvfrom"); exit(4); } printf("Message recu : %sn", message); close(sock); return (0); 86

Conclusion sockets 87

Choix d'un protocole : UDP ou TCP ? l TCP : STREAM ¡ ¡ ¡ l Ni perte, ni désequencement Mode flux (taille non bornée) Coûteux (connexion, contrôle d'erreur. . . ) UDP : DGRAM ¡ ¡ Pertes et désequencements possibles (sur un LAN, le problème se pose peu) Taille limitée par paquet Performant (surcouche par rap. à IP) Multicast possible 88

« Visualisation » des socket l Commande netstat ¡ -x : unix ¡ -u : udp ¡ -t : tcp ¡ -a : toutes l Plus d’informations pour root 89

TCP/IP Utilitaires l l l l arp domainname ftp dig hostname netstat netconfig l l l l route telnet traceroute whois ping ifconfig finger. . . 90

Utilitaires DNS (noms d’hotes) l hostname l nslookup l host l dig 91

Bibliographie l Système : Noyau, Pierre Sens, Supports de maîtrise d'informatique Paris 6 l Manual section 2 UNIX Network Programming, Volume 1: Networking APIs - Sockets and XTI , W. Richard Stevens , Prentice Hall l TCP/IP Illustré vol. 2 : La mise en Oeuvre, G. Wright & W. Stevens, Vuibert l Linux Network Administrator's guide, Olaf Kirch and Terry Dawson, O'reilly l 92