網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計linux服務(wù)器課程設(shè)計報告

1、<p><b>　　網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計</b></p><p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　　第1章 課程設(shè)計目的、要求</p><p><b>　　1.1課程設(shè)計目的</b></p><p>　　1.熟練掌握所學(xué)到的網(wǎng)絡(luò)套接字函數(shù)。</p&g

2、t;<p>　　2.掌握UDP和TCP編程關(guān)鍵函數(shù)。</p><p>　　3.掌握多進(jìn)程或多線程編程。</p><p>　　4.掌握使用select實現(xiàn)I/O復(fù)用。</p><p>　　5.掌握守護(hù)進(jìn)程的編寫。</p><p><b>　　1.2實驗要求</b></p><p>　　

3、1.認(rèn)真閱讀和掌握本實驗的相關(guān)的知識點。</p><p>　　2.上機編寫并運行程序。</p><p><b>　　1.3實驗內(nèi)容</b></p><p>　　實現(xiàn)一個并發(fā)、IO復(fù)用的守護(hù)進(jìn)程時間服務(wù)器，要求當(dāng)客戶端向服務(wù)器發(fā)送“what’s time?”字符串時，服務(wù)器回應(yīng)當(dāng)時的系統(tǒng)時間字符串。</p><p><

4、;b>　　1.4小組分工</b></p><p>　　第2章 課程設(shè)計分析及內(nèi)容</p><p><b>　　2.1所用知識點</b></p><p>　　2.1.1套接字函數(shù)</p><p>　?、倏蛻舳怂煤瘮?shù)：socket()函數(shù)、connect()函數(shù)、send()函數(shù)、recv()函數(shù)，clo

5、se()函數(shù)。</p><p>　?、诜?wù)器端所用函數(shù)：bind()函數(shù)、socket()函數(shù)、listen()函數(shù)、accept()函數(shù)、send()函數(shù)、accept()函數(shù)、recv()函數(shù)、close()函數(shù)。</p><p><b>　　2.1.2守護(hù)進(jìn)程</b></p><p>　　守護(hù)進(jìn)程，也就是通常說的Daemon進(jìn)程，是Lin

6、ux中的后臺服務(wù)進(jìn)程。它是一個生存期較長的進(jìn)程，通常獨立于控制終端并且周期性地執(zhí)行某種任務(wù)或等待處理某些發(fā)生的事件。守護(hù)進(jìn)程常常在系統(tǒng)引導(dǎo)裝入時啟動，在系統(tǒng)關(guān)閉時終止。Linux系統(tǒng)有很多守護(hù)進(jìn)程，大多數(shù)服務(wù)都是通過守護(hù)進(jìn)程實現(xiàn)的。</p><p>　　每一個從此終端開始運行的進(jìn)程都會依附于這個終端，這個終端就稱為這些進(jìn)程的控制終端，當(dāng)控制終端被關(guān)閉時，相應(yīng)的進(jìn)程都會自動關(guān)閉。但是守護(hù)進(jìn)程卻能夠突破這種限制，它從

7、被執(zhí)行開始運轉(zhuǎn)，直到整個系統(tǒng)關(guān)閉時才退出。如果想讓某個進(jìn)程不因為用戶或終端或其他地變化而受到影響，那么就必須把這個進(jìn)程變成一個守護(hù)進(jìn)程。</p><p>　　2.1.3 I/O復(fù)用</p><p>　　I/O復(fù)用調(diào)用select或poll，并在該函數(shù)上阻塞，等待數(shù)據(jù)報套接口可讀；當(dāng)select返回可讀條件時，調(diào)用recvfrom將數(shù)據(jù)報拷貝到應(yīng)用程序緩沖區(qū)中。</p><

8、;p><b>　　主要應(yīng)用：</b></p><p>　?。?）客戶程序需要同時處理交互式的輸入和服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)連接。</p><p>　?。?）客戶端需要對多個網(wǎng)絡(luò)連接作出反應(yīng)。</p><p>　　（3）TCP服務(wù)器需要同時處理多個處于監(jiān)聽狀態(tài)和多個連接狀態(tài)的套接字。</p><p>　　（4）服務(wù)器需要處理

9、多個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的套接字。</p><p>　?。?）服務(wù)器需要同時處理不同的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和協(xié)議。</p><p>　　2.1.4 并發(fā)服務(wù)器</p><p>　　不同于順序服務(wù)器，并發(fā)服務(wù)器就要能在一個時間為多個客戶端提供服務(wù)。 例如，一個聊天服務(wù)器可能服務(wù)一個特定的客戶端數(shù)小時──在停止為這個客戶端服務(wù)之前服務(wù)器不能等待， 除非是在等待一下個客戶端到來之前的間隙才能等待

10、。</p><p>　　第3章 課程設(shè)計的實現(xiàn)</p><p>　　3.1 程序運行步驟</p><p>　　對于服務(wù)器端而言，由于它是一個守護(hù)進(jìn)程所以只要做到接收信息并且存儲在一個數(shù)組中即可而不必在前臺顯示，對于客戶端必須有信息的發(fā)送和接收。服務(wù)器端必須對來自客戶端的信息加以判斷。</p><p>　　如果接收到的字符串與“what’s_

11、time？”字符串行匹配那么則返回給客戶端一個系統(tǒng)的時間信息，否則返回給客戶端“Input error”的字符串。</p><p><b>　　如下圖所示：</b></p><p><b>　　圖3-1連接流程圖</b></p><p>　　3.2 客戶端主要函數(shù)</p><p>　　3.2.1 s

12、ocket()函數(shù)</p><p>　　socket()函數(shù)用于根據(jù)指定的地址族、數(shù)據(jù)類型和協(xié)議來分配一個套接口的描述字及其所用的資源。</p><p>　　創(chuàng)建一個套接口，代碼如下：　</p><p>　　#include <winsock.h>　</p><p>　　SOCKET PASCAL FAR socket( int

13、af, int type, int protocol);　</p><p>　　Af是一個地址描述。目前僅支持AF_INET格式，也就是說ARPA Internet地址格式，Type是新套接口的類型描述，protocol：套接口所用的協(xié)議，如調(diào)用者不想指定，可用0指定，表示缺省。</p><p>　　3.2.2 connect()函數(shù)</p><p>　　本函數(shù)用于

14、創(chuàng)建與指定外部端口的連接。s參數(shù)指定一個未連接的數(shù)據(jù)報或流類套接口。如套接口未被捆綁，則系統(tǒng)賦給本地關(guān)聯(lián)一個唯一的值，且設(shè)置套接口為已捆綁。請注意若名字結(jié)構(gòu)中的地址域為全零的話，則connect()將返回WSAEADDRNOTAVAIL錯誤。</p><p>　　返回值：若無錯誤發(fā)生，則connect()返回0。否則的話，返SOCKET_ERROR錯誤，應(yīng)用程序可通過WSAGetLastError()獲取相應(yīng)錯誤

15、代碼。</p><p>　　創(chuàng)建一個連接，代碼如下：</p><p>　　#include <winsock.h> //調(diào)用套接字</p><p>　　int PASCAL FAR connect( SOCKET s, const struct sockaddr FAR* name,int namelen);</p><p>　

16、　s是標(biāo)識一個未連接套接口的描述字。</p><p>　　Name是欲進(jìn)行連接的端口名。</p><p>　　Namelen是名字長度。</p><p><b>　　3.3服務(wù)端函數(shù)</b></p><p>　　3.3.1 send函數(shù)和recv函數(shù)</p><p><b>　　1.se

17、nd函數(shù)</b></p><p>　　int send( SOCKET s,const char FAR *buf,int len,int flags ); </p><p>　　不論是客戶還是服務(wù)器應(yīng)用程序都用send函數(shù)來向TCP連接的另一端發(fā)送數(shù)據(jù)。</p><p>　　客戶程序一般用send函數(shù)向服務(wù)器發(fā)送請求,而服務(wù)器則通常用send函數(shù)來向

18、客戶程序發(fā)送應(yīng)答。</p><p>　　第一個參數(shù)指定發(fā)送端套接字描述符。</p><p>　　第二個參數(shù)指明一個存放應(yīng)用程序要發(fā)送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。</p><p>　　第三個參數(shù)指明實際要發(fā)送的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。</p><p>　　第四個參數(shù)一般置0。</p><p><b>　　2.recv函數(shù)</b&

19、gt;</p><p>　　int recv( SOCKET s,char FAR *buf,int len, int flags); </p><p>　　不論是客戶還是服務(wù)器應(yīng)用程序都用recv函數(shù)從TCP連接的另一端接收數(shù)據(jù)。</p><p>　　第一個參數(shù)指定接收端套接字描述符。</p><p>　　第二個參數(shù)指明 一個緩沖區(qū)，該

20、緩沖區(qū)用來存放recv函數(shù)接收到的數(shù)據(jù)。</p><p>　　第三個參數(shù)指明buf的長度。</p><p>　　第四個參數(shù)一般置0。</p><p>　　3.3.2 close()函數(shù)</p><p>　　close函數(shù)用于關(guān)閉套接字，并立即返回到進(jìn)程。關(guān)閉后的套接字描述符不能再接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，再不能作為函數(shù)send()或recv()的參數(shù)。

21、如果套接字描述符訪問計數(shù)在調(diào)用close后大于0（在多個進(jìn)程共享同一個套接字的情況下），則不會引發(fā)TCP終止序列（即不會發(fā)送FIN分節(jié)）。</p><p>　　3.3.3 select函數(shù)</p><p>　　select()的機制中提供一fd_set的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實際上是一long類型的數(shù)組， 每一個數(shù)組元素都能與一打開的文件句柄（不管是Socket句柄,還是其他 文件或命名管道或設(shè)備句柄

22、）建立聯(lián)系，建立聯(lián)系的工作由程序員完成， 當(dāng)調(diào)用select()時，由內(nèi)核根據(jù)IO狀態(tài)修改fd_set的內(nèi)容，由此來通知執(zhí) 行了select()的進(jìn)程哪一Socket或文件可讀。</p><p>　　3.4 創(chuàng)建守護(hù)進(jìn)程</p><p><b>　　創(chuàng)建步驟：</b></p><p><b>　?、偈惯M(jìn)程在后臺運行</b>

23、</p><p>　?、诿撾x控制終端，登錄會話和進(jìn)程組（創(chuàng)建新會話）</p><p>　?、劢惯M(jìn)程重新打開控制終端</p><p>　　④關(guān)閉所有文件描述符</p><p><b>　?、莞淖儺?dāng)前工作目錄</b></p><p><b>　?、拗卦O(shè)權(quán)限掩碼</b></

24、p><p>　?、咛幚鞸IGCHLD信號</p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　經(jīng)過兩周的課程設(shè)計，我們對Linux有了更深的體會，意識到只有動手去操作才能真的掌握它。同樣也對服務(wù)器有了多重的認(rèn)識，認(rèn)識到其在生活中的重要性，和我們的生活密不可分。</p><p>　　時間服務(wù)器更是重中所重，時間的

25、重要性越來越大，時間服務(wù)器作為時間的核心其重要性已經(jīng)不言而喻，且開發(fā)成本較小，用時較少，易于開發(fā)。不僅為我們以后的程序生涯打好基礎(chǔ)，也能增加我們對編寫程序的興趣。</p><p>　　這次之后，我們小組還算是比較默契的。沒想到這項看起來不需要多少技術(shù)的工作卻是非常需要耐心和精力，在兩周后的今天我已明白課程設(shè)計對我來說的意義，它不僅僅是讓我們把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力，

26、更重要的是同學(xué)間的團結(jié)，雖然我們這次花去的時間比別人多，但我相信我們得到的也會更多。</p><p>　　在這次課程設(shè)計中，我們運用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識，比如并發(fā)服務(wù)器原理，I/O復(fù)用技術(shù)，守護(hù)進(jìn)程的創(chuàng)建。正如孔子所說：“溫故而知新”，我們在開發(fā)的過程中有時會遇到問題，等到解決之后，發(fā)現(xiàn)自己知道了更多的東西，對知識點有了更深刻的理解。</p><p>　　這也激發(fā)了我今后努力學(xué)習(xí)的興趣

27、，我想這將對我以后的學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極的影響。其次，這次課程設(shè)計讓我充分認(rèn)識到團隊合作的重要性，只有分工協(xié)作才能保證整個項目的有條不絮。另外在課程設(shè)計的過程中，當(dāng)我們碰到不明白的問題時，指導(dǎo)老師總是耐心的講解，給我們的設(shè)計以極大的幫助，使我們獲益匪淺。因此非常感謝老師的教導(dǎo)。</p><p><b>　　附錄一 系統(tǒng)界面 </b></p><p><b>　　附錄

28、二 程序代碼</b></p><p><b>　　客戶端程序：</b></p><p>　　#include <stdio.h></p><p>　　#include <stdlib.h></p><p>　　#include <string.h></p>&

29、lt;p>　　#include <unistd.h></p><p>　　#include <sys/socket.h></p><p>　　#include <netinet/in.h></p><p>　　#include <netdb.h></p><p>　　#define POR

30、T 1234</p><p>　　#define MAXDATASIZE 100</p><p>　　#define MAXLINE 100</p><p>　　int main(int argc,char * argv[])</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int

31、 fd,numbytes;</p><p>　　char buf[MAXDATASIZE],sendline[MAXLINE];</p><p>　　struct hostent * he;</p><p>　　struct sockaddr_in server;</p><p>　　if (argc != 3) {</p>

32、<p>　　fprintf(stderr,"usage: %s <IP>address and myport\n", argv[0]);</p><p><b>　　exit(1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if((he=gethostb

33、yname(argv[1]))==NULL){</p><p>　　perror("gethostbyname error.");</p><p><b>　　exit(-1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if((fd=socket(AF

34、_INET,SOCK_STREAM,0))==-1){</p><p>　　perror("Create socket failed"); </p><p><b>　　exit(1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else print

35、f("Connect Success!\n");</p><p>　　bzero(&server,sizeof(server));</p><p>　　server.sin_family=AF_INET;</p><p>　　server.sin_port=htons(PORT);</p><p>　　server

36、.sin_addr=*((struct in_addr *)he->h_addr);</p><p>　　if(connect(fd,(struct sockaddr *)&server,sizeof(struct sockaddr))==-1) {</p><p>　　perror("Bind error.");</p><p>

37、<b>　　exit(1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if((numbytes=recv(fd,buf,MAXDATASIZE,0))==-1) {</p><p>　　perror("recv error.");</p><p>&

38、lt;b>　　exit(1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　buf[numbytes]='\0';</p><p>　　printf("Server Message: %s\n",buf); </p><p>　　close

39、(fd);</p><p><b>　　}服務(wù)器端程序：</b></p><p>　　#include <unistd.h></p><p>　　#include <stdio.h></p><p>　　#include <syslog.h></p><p>

40、　　#include <signal.h></p><p>　　#include <sys/types.h></p><p>　　#include <sys/socket.h></p><p>　　#include <sys/select.h></p><p>　　include <arp

41、a/inet.h></p><p>　　#define PORT 1234</p><p>　　#define BACKLOG 5</p><p>　　#define MAXLINE 255</p><p>　　#define MAXFD 64</p><p>　　void demon_init(const ch

42、ar *pname,int facility)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i;</b></p><p>　　pid_t pid;</p><p>　　if((pid=fork())!=0)</p><p><b>　

43、　exit(0);</b></p><p><b>　　setsid();</b></p><p>　　signal(SIGHUP,SIG_IGN);</p><p>　　if((pid=fork())!=0)</p><p><b>　　exit(0);</b></p>

44、<p>　　chdir("/");</p><p><b>　　umask(0);</b></p><p>　　for(i=0;i<MAXFD;i++)</p><p><b>　　close(i);</b></p><p>　　openlog(pname,LOG

45、_PID,facility);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　int main(int argc,char **argv)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int listenfd,connfd;</p><p>　　

46、socklen_t addrlen,len;</p><p>　　struct sockaddr_in client_addr;</p><p>　　struct sockaddr_in server;</p><p>　　char buff[MAXLINE];</p><p>　　time_t ticks;</p><p

47、>　　bzero(&server,sizeof(server));</p><p>　　bzero(&client_addr,sizeof(client_addr));</p><p>　　server.sin_family=AF_INET;</p><p>　　server.sin_port=htons(1234);</p>&

48、lt;p>　　server.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);</p><p>　　demon_init(argv[0],0);</p><p>　　if((listenfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)</p><p><b>　　{</b></p>

49、<p>　　syslog(LOG_NOTICE|LOG_LOCAL0,"socket error");</p><p><b>　　exit(-1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(bind(listenfd,(struct sockaddr *

50、)&server,sizeof(struct sockaddr))==-1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　syslog(LOG_NOTICE|LOG_LOCAL0,"socket error");</p><p><b>　　exit(-1);</b></p

51、><p><b>　　}</b></p><p>　　if(listen(listenfd,BACKLOG)==-1)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　exit(-1);</b></p><p><b>　　}&

52、lt;/b></p><p><b>　　for(;;){</b></p><p>　　len=sizeof(client_addr);</p><p>　　connfd=accept(listenfd,&client_addr,&len);</p><p>　　ticks=time(NULL);&

53、lt;/p><p>　　snprintf(buff,sizeof(buff),"%.24s\r\n",ctime(&ticks));</p><p><b>　　int a;</b></p><p>　　if((a=write(connfd,buff,strlen(buff)))==-1)</p><

54、p><b>　　{</b></p><p>　　syslog(LOG_NOTICE|LOG_LOCAL0,"write error");</p><p><b>　　exit(0);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　

55、　int fd_A[BACKLOG]; </p><p>　　int conn_amount; </p><p><b>　　int ret;</b></p><p>　　int i,new_fd;</p><p>　　fd_set fdsr;</p><p>　　int maxsock;

56、</p><p>　　struct timeval tv; </p><p>　　conn_amount = 0; </p><p>　　maxsock = listenfd;</p><p>　　while (1) {</p><p>　　FD_ZERO(&fdsr);</p><p&

57、gt;　　FD_SET(listenfd, &fdsr);</p><p>　　tv.tv_sec = 30;</p><p>　　tv.tv_usec = 0;</p><p>　　for (i = 0; i < BACKLOG; i++) {</p><p>　　if (fd_A[i] != 0) {</p>

58、<p>　　FD_SET(fd_A[i], &fdsr);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　ret = select(maxsock + 1, &fdsr, NULL, NULL, &tv);</p><

59、;p>　　if (ret < 0) {</p><p>　　perror("select");</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　} else if (ret == 0) {</p><p>　　printf("timeout\n")

60、;</p><p><b>　　continue;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　for (i = 0; i < conn_amount; i++) {</p><p>　　if (FD_ISSET(fd_A[i], &fdsr)) {</p

61、><p>　　ret = recv(fd_A[i], buff, sizeof(buff), 0);</p><p>　　if (ret <= 0) { </p><p>　　printf("client[%d] close\n", i);</p><p>　　close(fd_A[i]);</p>&l

62、t;p>　　FD_CLR(fd_A[i], &fdsr);</p><p>　　fd_A[i] = 0;</p><p>　　} else { </p><p>　　if (ret < MAXLINE)</p><p>　　memset(&buff[ret], '\0', 1);</p&g

63、t;<p>　　printf("client[%d] send:%s\n", i, buff);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if

64、(FD_ISSET(listenfd, &fdsr)) {</p><p>　　new_fd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&client_addr, &len);</p><p>　　if (new_fd <= 0) {</p><p>　　perror("accept"

65、;);</p><p><b>　　continue;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if (conn_amount < BACKLOG) {</p><p>　　fd_A[conn_amount++] = new_fd;</p><p

66、>　　printf("new connection client[%d] %s:%d\n", conn_amount,</p><p>　　inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));</p><p>　　if (new_fd > maxsock)</p><

67、p>　　maxsock = new_fd;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else {</b></p><p>　　printf("max connections arrive, exit\n");</p><p>　　send(new

68、_fd, "bye", 4, 0);</p><p>　　close(new_fd);</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p>

69、;<b>　　}</b></p><p>　　for (i = 0; i < BACKLOG; i++) {</p><p>　　if (fd_A[i] != 0) {</p><p>　　close(fd_A[i]);</p><p><b>　　}</b></p><p