Różnice

Różnice między wybraną wersją a wersją aktualną.

--- sk2:sockets_netdbs [2016/10/18 09:39]
jkonczak
+++ sk2:sockets_netdbs [2025/10/22 15:40] (aktualna)
jkonczak
@@ Linia 6: / Linia 6: @@
 Funkcje są przestarzałe i powszechnie używane. Problemy z ich działaniem obrazuje poniższy kod:
 <code cpp ghbn.cpp>
-#include <iostream>
-#include <netdb.h>
-#include <arpa/inet.h>
-#include <thread>
-#include <atomic>
 #include <unistd.h>
+#include <thread>
+#include <arpa/inet.h>
+#include <netdb.h>
+#include <cstdio>
-using namespace std;
+int main() {
-void print(hostent* ret){
+    std::thread t1([]{
-	cout << ret->h_name << endl;
+        sleep(1);
-	for(auto it = ret->h_addr_list; *it; ++it){
+        gethostbyname("spam.org");
-			cout << "  " << inet_ntoa(*((in_addr*)*it)) << endl;
+    });
-	}
-}
+    std::thread t2([]{
+        hostent* ret = gethostbyname("cat.put.poznan.pl");
-int main(int argc, char **argv) {
+        sleep(2);
-	atomic<bool> wait1 {true}, wait2 {true};
+        printf("%s: %s\n", ret->h_name, inet_ntoa(**(in_addr**)ret->h_addr_list));
+    });
-	std::thread
-	t1([&]{
+    t1.join();
-		while(wait1.load());
+    t2.join();
-		// cout << "About to invoke gethostbyname(\"spam.org\")" << endl;
+    return 0;
-		gethostbyname("spam.org");
-		// cout << "gethostbyname(\"spam.org\") finished" << endl << endl;
-		wait2.store(false);
-		sleep(1);
-	}),
-	t2([&]{
-		// cout << "About to invoke gethostbyname(\"fc.put.poznan.pl\")" << endl;
-		hostent* ret = gethostbyname("fc.put.poznan.pl");
-		// cout << "gethostbyname(\"fc.put.poznan.pl\") finished" << endl << endl;
-		wait1.store(false);
-		while(wait2.load());
-		// cout << "Printing the result of gethostbyname(\"fc.put.poznan.pl\")" << endl;
-		print(ret);
-	});
-	t1.join();
-	t2.join();
-	return 0;
 }
 </code>
+~~Zadanie.#~~ Przetestuj powyższy kod. Zastanów się jak uniknąć problemu, który pokazuje powyższy kod.
 ===== Rozszerzenia GNU =====
-<html><small></html>
+<small>
 Kompilator GCC udostępnia wiele rozszerzeń "łatających" braki standardów [[https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/C-Extensions.html]].\\
-Między innymi wprowadza funkcje ''gethostbyname_r'' (funkcje ''*_r'' są reentrant, tj. można je bezpiecznie stosować w aplikacjach wielowątkowych [[https://en.wikipedia.org/wiki/Reentrancy_%28computing%29]])
+Towarzysząca mu biblioteka [[https://www.gnu.org/software/libc/|glibc]] wprowadza między innymi funkcję ''[[https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Host-Names.html#index-gethostbyname_005fr|gethostbyname_r]]'' (funkcje ''*_r'' są reentrant, tj. można je łatwiej stosować w aplikacjach wielowątkowych [[https://en.wikipedia.org/wiki/Reentrancy_%28computing%29]]). ''gethostbyname_r'' może być używana współbieżnie.
 <code cpp>
 hostent he, *resptr;
-	int status, retval;
+int status, retval;
-	char buffer[4096];
+char buffer[4096];
-	retval = gethostbyname_r("fc.put.poznan.pl", &he, buffer, sizeof(buffer), &resptr, &status);
+retval = gethostbyname_r("cat.put.poznan.pl", &he, buffer, sizeof(buffer), &resptr, &status);
-	if(retval)
+if(retval)
-		error(1,0,"gethostbyname_r error: %s", hstrerror(status));
+    error(1,0,"gethostbyname_r error: %s", hstrerror(status));
-	if(!resptr)
+if(!resptr)
-		error(1,0,"empty result");
+    error(1,0,"empty result");
-	print(resptr);
+print(resptr);</code>
-</code>
+</small>
-<html></small></html>
 ===== getaddrinfo =====
-Standard POSIX wprowadza funkcje ''getaddrinfo'', która pozwala na bezpieczne tłumaczenie nazwy domenowej na  adresy IP (zarówno IPv4 i IPv6). Funkcja od razu tworzy gotową strukturę ''sockaddr''. Wynik musi być zwolniony przez programistę funkcją ''freeaddrinfo''.
-Składnia: <code cpp>
+Standard POSIX wprowadza funkcję ''getaddrinfo'', która pozwala na bezpieczne
-int getaddrinfo(                  // zwraca 0 (ok) lub -1 (błąd)
+tłumaczenie nazwy domenowej (lub adresu IP) z tekstu na odpowiedni format dla
+funkcji sieciowych (wskaźnik na strukturę ''sockaddr''). Funkcja działa zarówno
+IPv4 i IPv6.\\
+''getaddrinfo'' przygotowuje wszystkie argumenty potrzebne funkcjom takim jak
+''socket'', ''connect'' czy ''bind''.
+Funkcja ''getaddrinfo'' sama alokuje pamięć dla wyników, stąd wyniki muszą być
+zwolnione ręcznie funkcją ''freeaddrinfo''.
+Standard POSIX wprowadza też m. inn. wygodną funkcję do tłumaczenia ''sockaddr*''
+na tekst – funkcję ''getnameinfo''.
+<small>
+Składnia ''getaddrinfo'':
+<html><div style=margin-top:-1.2em></div></html>
+<code cpp>
+int getaddrinfo(                  // zwraca 0 (ok) lub niezerowy kod błędu (można go przerobić na tekst używając gai_strerror)
     const char * ip_or_hostname,  // nazwa domenowa lub adres IP
-    const char * port_or_service, // numer portu (np. "80" lub nazwa usługi (np. "http", ustawi port na 80)
+    const char * port_or_service, // numer portu (np. "80") lub nazwa usługi (np. "http", ustawi port na 80)
     const struct addrinfo *hints, // pozwala wybrać typ adresu, wyłączyć używanie DNS, etc.
     struct addrinfo **res);       // pole na wynik (jeśli puste - nic nie znaleziono)
 </code>
-Przykład użycia:
+Definicja struktury ''addrinfo'':
+<html><div style=margin-top:-1.2em></div></html>
 <code cpp>
+struct addrinfo {
+    int ai_flags;  // pole flag, używane jeśli struktura ma być podpowiedziami dla getaddrinfo – patrz manual
+    int ai_family;    // ai_family, ai_socktype i ai_protocol mają znaczenie identyczne jak
+    int ai_socktype;  // w funkcji socket(). Mogą być ustawione w podpowiedziach na wybraną
+    int ai_protocol;  // wartość lub na 0 (wtedy oznaczają wszystkie pasujące wartości)
+    socklen_t ai_addrlen;      //  ai_addr to adres o długości ai_addrlen który może być
+    struct sockaddr *ai_addr;  //          użyty w funkcji connect lub bind
+    char *ai_canonname;  // wypełniane (tylko jeśli podano odpowiednią flagę) nazwą o którą zapytano
+    struct addrinfo *ai_next;  // struktura addrinfo tworzy jednokierunkową linked listę, ai_next wskazuje na jej następny element
+};</code>
+Składnia ''getnameinfo'':
+<html><div style=margin-top:-1.2em></div></html>
+<code cpp>
+int getnameinfo(                 // zwraca 0 (ok) lub niezerowy kod błędu (można go przerobić na tekst używając gai_strerror)
+    const struct sockaddr *addr, // adres (IPv4 lub IPv6) do przerobienia na tekst
+    socklen_t addrlen,           // ilość bajtów  powyższego adresu
+                                 //
+    char * host,                 // wskaźnik na bufor do którego zostanie wpisany adres IP (lub nazwa domenowa) jako tekst
+    size_t hostLen,              // ilość miejsca w powyższym buforze
+                                 //   (dla zmiany IP na tekst powinien wystarczyć bufor o długości NI_MAXHOST)
+    char * port,                 // wskaźnik na bufor do którego zostanie wpisany numer (lub nazwa) portu jako tekst
+    size_t portLen,              // ilość miejsca w powyższym buforze
+                                 //   (dla zmiany portu na tekst powinien wystarczyć bufor o długości NI_MAXSERV)
+    int flags);                  // pole flag, pozwalające wybrać m. inn. czy IP i port mają być tłumaczone na numery czy nazwy
+</code>
+</small>
+Pełen opis funkcji i struktur znajdziesz na stronie manuala do getaddrinfo (''man getaddrinfo'')
+<small> lub w standardzie POSIX ([[https://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/functions/freeaddrinfo.html|[1]]],
+[[https://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/functions/getnameinfo.html|[2]]],
+[[https://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/functions/gai_strerror.html|[3]]])</small>.
+__Uwaga:__ ''getaddrinfo'' i ''getnameinfo'' w razie sukcesu zwraca ''0'', a w
+przypadku błędu zwraca jego kod. Czytelny dla człowieka komunikat powiązany z
+kodem błędu można uzyskać funckją ''gai_strerror''.
+Zwróć uwagę, że to odbiega od typowej konwencji POSIX.
+Przykłady użycia:
+<code cpp gai1.cpp>
 #include <netdb.h>
-(...)
+#include <cstdio>
-	// // znajdzie dowolne adresy, w tym IPv6, nie ustawi portu
+#include <arpa/inet.h>
-	// addrinfo * aio;
-	// int res = getaddrinfo("fc.put.poznan.pl", 0, 0, &aio);
-	// znajdzie tylko adresy IPv4, ustawi port 13
+int main(){
-	addrinfo * aio, aih {.ai_flags=0, .ai_family=AF_INET, .ai_socktype=SOCK_STREAM};
+    // Ustawienie "podpowiedzi" - sterowanie jakie wyniki chcemy otrzymać:
-	int res = getaddrinfo("fc.put.poznan.pl", "13", &aih, &aio);
+    addrinfo hints {};    // uwaga: puste 'list initialization' zeruje całą strukturę
+    hints.ai_family   = AF_INET;         // tylko IPv4 (AF_INET)
+    hints.ai_protocol = IPPROTO_UDP;     // protokół UDP
+    // Zmienna w której będzie umieszczona lokalizacja wyniku w pamięci
+    addrinfo * resolved;
+    // Z sieci bezprzewodowej PP (lub innych używających serwerów nazw z podsieci 150.254.5.0/24)
+    // proszę zmienić "pool.ntp.org" na "onet.pl" - Dział Obsługi i Eksploatacji z niezrozumiałych
+    // przyczyn cenzuruje odpowiedzi z DNS
+    int res = getaddrinfo("pool.ntp.org", "ntp", &hints, &resolved);
+    if(res) {fprintf(stderr, "Getaddrinfo failed: %s\n", gai_strerror(res)); return 1;}
+    for(addrinfo * it = resolved; it; it=it->ai_next){
+        sockaddr_in* addr = (sockaddr_in*) it->ai_addr; // <- rzutowanie bezpieczne,
+        printf(" %s\n",inet_ntoa(addr->sin_addr));      //    bo w podpowiedziach
+    }                                                   //    zażądaliśmy adresów IPv4
+    freeaddrinfo(resolved);
+    return 0;
+}
+</code>
+<code cpp gai2.cpp>
+#include <netdb.h>
+#include <cstdio>
-	if(res)
+int main(){
-		error(1, errno, "getaddrinfo failed");
+    addrinfo * resolved;
-	if(!aio)
+    // Podpowiedzi, port i nazwa hosta są opcjonalne.
-		error(1, 0, "empty result");
+    int res = getaddrinfo("ietf.org", nullptr, nullptr, &resolved);
-	cout << "fc.put.poznan.pl" << endl;
-	for(addrinfo * it = aio; ; it=it->ai_next){
+    if(res) {fprintf(stderr, "Getaddrinfo failed: %s\n", gai_strerror(res)); return 1;}
-		cout << "  " << inet_ntoa(((sockaddr_in*)it->ai_addr)->sin_addr) << endl;
-		if(!it->ai_next) break;
+    char ip[40]; // maks. długość IP(v6) jako tekst: 8 bloków po 4 znaki oddzielone ':'
-	}
+                 // można użyć stałą NI_MAXHOST określającą maksymalną długość nazwy domenowej
-	freeaddrinfo(aio);
+    for(addrinfo * it = resolved; it; it=it->ai_next){
+        // funkcja getnameinfo tłumaczy dowolny sockaddr na tekst
+        res = getnameinfo(it->ai_addr, it->ai_addrlen, ip, 40, nullptr, 0, NI_NUMERICHOST);
+        if(res) {fprintf(stderr, "Getnameinfo failed: %s\n", gai_strerror(res)); return 1;}
+        else printf("%40s (socktype: %d, proto: %d)\n", ip, it->ai_socktype, it->ai_protocol);
+    }
+    freeaddrinfo(resolved);
+    return 0;
+}
 </code>
+<html>
+  <script>
+    function genGaiCall(){
+        var hints = "";
+        if(document.getElementById("ai_family").value)
+            hints += "hints.ai_family = " + document.getElementById("ai_family").value + ";\n";
+        if(document.getElementById("ai_socktype").value)
+            hints += "hints.ai_socktype = " + document.getElementById("ai_socktype").value + ";\n";
+        if(document.getElementById("ai_protocol").value)
+            hints += "hints.ai_protocol = " + document.getElementById("ai_protocol").value + ";\n";
+        var flags = "";
+        if(document.getElementById("AI_PASSIVE").checked)
+            flags += "AI_PASSIVE | ";
+        if(!document.getElementById("AI_NUMERICHOST").checked)
+            flags += "AI_NUMERICHOST | ";
+        if(!document.getElementById("AI_NUMERICSERV").checked)
+            flags += "AI_NUMERICSERV | ";
+        if(flags)
+            hints += "hints.ai_flags = " + flags.slice(0, -3) + ";\n";
+        var text = "";
+        if(hints)
+            text = "struct addrinfo hints = {};\n" + hints;
+        text += "struct addrinfo *res;\n";
+        text += "int status;\n";
+        text += "if (0 != (status = getaddrinfo(address, port, " + (hints?"&hints":"NULL") + ", &res))) {\n";
+        text += "  fprintf(stderr, \"Query failed: %s\\n\", gai_strerror(status));\n";
+        text += "  …\n";
+        text += "}\n";
+        text += "// przykładowe użycie tylko pierwszego ze zwróconych adresów:\n";
+        text += "int sockFd = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol);\n";
+        if(document.getElementById("AI_PASSIVE").checked)
+            text += "bind(sockFd, res->ai_addr, res->ai_addrlen);\n";
+        else
+            text += "connect(sockFd, res->ai_addr, res->ai_addrlen);\n";
+        text += "freeaddrinfo(res);";
+        document.getElementById("gaiCall").innerHTML = text;
+    }
+  </script>
+  <div style="padding: 0.5em; border: 2px lightgray solid; display: inline-block;">
+    Interaktywny przykład jak używać <code>getaddrinfo</code>:
+    <small>
+      <div style="display:table">
+        <div style="display:table-row">
+            <div style="display:table-cell">
+                <form>
+                Protokół warstwy sieci:
+                <select onChange="genGaiCall();" id="ai_family">
+                    <option value="">dowolny</option>
+                    <option value="AF_INET">IPv4</option>
+                    <option value="AF_INET6">IPv6</option>
+                </select>
+                <br>
+                Rodzaj gniazda:
+                <select onChange="genGaiCall();" id="ai_socktype">
+                    <option value="">dowolny</option>
+                    <option value="SOCK_STREAM">strumieniowe</option>
+                    <option value="SOCK_DGRAM">datagramowe</option>
+                </select>
+                <br>
+                Protokół warstwy transportowej:
+                <select onChange="genGaiCall();" id="ai_protocol">
+                    <option value="">dowolny</option>
+                    <option value="IPPROTO_TCP">TCP</option>
+                    <option value="IPPROTO_UDP">UDP</option>
+                </select>
+                <br>
+                Opcje:
+                <ul style="margin-top: 0em">
+                    <li><input onChange="genGaiCall();" type="checkbox" id="AI_PASSIVE"><label class="li" for="AI_PASSIVE"> chcę użyć adresu w funkcji <code>bind</code></label></li>
+                    <li><input onChange="genGaiCall();" type="checkbox" checked id="AI_NUMERICHOST"><label class="li" for="AI_NUMERICHOST"> chcę użyć DNS do nazw domenowych</label></li>
+                    <li><input onChange="genGaiCall();" type="checkbox" checked id="AI_NUMERICSERV"><label class="li" for="AI_NUMERICSERV"> zamiast numeru portu akceptuj też nazwę</label></li>
+                </ul>
+                </form>
+            </div>
+            <div style="display:table-cell">
+                <pre id="gaiCall" style="margin-left:1em;margin-bottom:0;user-select:none;">
+                </pre>
+                <script>genGaiCall();</script>
+            </div>
+        </div>
+      </div>
+    </small>
+  </div>
+</html>
+~~Zadanie.#~~ Stwórz klienta TCP, który:
+  * odczyta z listy argumentów adres i numer portu
+  * użyje funkcji ''getaddrinfo'' z podpowiedzią żądającą protokołu TCP
+  * utworzy gniazdo korzystając z rodziny adresów zwróconej przez ''getaddrinfo''
+  * połączy się funkcją connect korzystając ze struktury sockaddr i informacji o jej długości zwróconej przez ''getaddrinfo''
+<html><div style=margin-top:-1.2em></div></html>
+W tym zadaniu wszystkie argumenty funkcji ''socket'' i wszystkie poza deskryptorem
+gniazda argumenty funkcji ''connect'' mają być brane z wyników funkcji ''getaddrinfo''
+<small>
+~~Zadanie.#~~
+Zmień kod ostatniego zadania z poprzedniego tematu (serwer UDP wysyłający każdą
+wiadomość do wszystkich od których wcześniej coś dostał) tak, by serwer w treść
+każdej wiadomości wstawiał informację skąd przyszła. Tłumacz adres IP na nazwę
+domenową, ale numer portu pozostaw jako liczbę.
+</small>

Jan Kończak

Narzędzia użytkownika

Narzędzia witryny

Różnice

Narzędzia strony