Počítačové systémy

Sockety jsou univerzálním komunikačním prostředkem. Pomocí stejného API^[1]je možno využívat různé síťové protokoly. To je také důvod proč pro nastavení socketu je potřeba zdánlivě velké množství operací.

Adresy (jména) socketů se specifikují pomocí struktury struct sockaddr:

struct sockaddr {
        unsigned short    sa_family;    // address family, AF_xxx
        char              sa_data[14];  // 14 bytes of protocol address
       };

Tato struktura je společná pro všechny sockety a předává se jako parametr funkcím pro práci se sockety. Pro práci s Internetovými protokoly se kvůli pohodlí používá struktura sockaddr_in, která je stejná jako sockaddr, ale položku sa_data má rozdělenou na víc částí:

struct sockaddr_in {
        short int          sin_family;  // Address family
        unsigned short int sin_port;    // Port number
        struct in_addr     sin_addr;    // Internet address
        unsigned char      sin_zero[8]; // Same size as struct sockaddr
       };

Internetová adresa (IPv4) se skládá z čtyřbajtové IP adresy, která se zapisuje 147.32.86.1 a čísla portu (např. 80 pro web server). Struktura pro IP adresu je definována jako:

// Internet address (a structure for historical reasons)
    struct in_addr {
        unsigned long s_addr; // that's a 32-bit long, or 4 bytes
    };

Při práci s adresami (a nejenom s nimi) je potřeba dbát na pořádek bytů. Některé architektury používají tzv. big-endian, jiné little-endian. Aby se spolu domluvily počítače s libovolnou architekturou je potřeba převádět adresy do síťového pořadí bytů. K tomu slouží funkce htons()^[2], htonl(), ntohs() a ntohl().

Pro převod adresy z textového tvaru (147.32.86.1) do binárního tvaru ve správném pořadí bytů se používá funkce inet_aton():

int inet_aton (const char *NAME, struct in_addr *ADDR)

Pokud chceme převést DNS jméno počítače (www.seznam.cz) na binární IP adresu, použijeme funkci gethostbyname():

struct hostent * gethostbyname (const char *NAME)

Socket se vytvoří voláním funkce socket(). Tato funkce vrací file-descriptor stejně jako například funkce open(). Pro čtení ze socketu a zapisování do něj můžeme použít nízkoúrovňové funkce jako třeba read() a write(). Navíc máme k dispozici několik funkcí speciálně pro sockety.

Programy můžeme rozdělit do dvou skupin podle toho, jak používají sockety (SOCK_STREAM). První skupinou jsou takzvané servery, což jsou programy, které vytvoří socket a pak čekají (poslouchají) až se k nim někdo připojí. Druhou skupinou jsou klienti, kteří po vytvoření socketu začnou aktivně navazovat spojení. Podle toho, do jaké skupiny daný program patří, volají se různé funkce uvedené níže.

Další funkce, které pracují se sockety jsou send(), recv(); sendto(), recvfrom() (pro SOCK_DGRAM) a mnohé další.

Funkce select() umožňuje procesu čekat na několik událostí najednou. Příklad může být buď výše zmíněný server nebo třeba program, který čeká jak na příkazy z klávesnice (standardní vstup), tak na příkazy po síti. Kdyby program zavolal read() nebo fgets() na standardní vstup, tak po sítí by mohlo chodit co by chtělo a program nereagoval, protože by "visel" v čekání na klávesnici. V takovýchto případech se právě hodí funkce select().

Příklad serveru realizovaného pomocí select() je uveden v příkladu 4. Podrobnosti o čekání na více událostí najednou si můžete přečíst v článku na root.cz.