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胡意 — Sat, 29 Mar 2008 12:14:00 GMT

在网�l�程序里�?一般的来说都是许多客户机对应一个服务器.��Z��处理客户机的��h��, �Ҏ��务端的程序就提出了特�D�的要求.我们学习一下目前最常用的服务器模型.

循环服务�?循环服务器在同一个时��d��可以响应一个客��L��的请�?br />
�q�发服务�?�q�发服务器在同一个时��d��以响应多个客��L��的请�?br />

9.1 循环服务�?

UDP服务�?br />UDP循环服务器的实现非常��?
UDP服务器每�ơ从套接字上��d��一个客��L��的请�?处理, 然后��结果返回给客户�?

可以用下面的��法来实�?

   socket(...);
   bind(...);
   while(1)
   {
       recvfrom(...);
       process(...);
       sendto(...);
   }

因�ؓUDP是非面向�q�接�?没有一个客��L��可以老是占住服务�? 只要处理�q�程不是��d�@�? 服务器对于每一个客��h��的请求��L��能够满��.

9.2 循环服务�?

TCP服务�?br />TCP循环服务器的实现也不�?TCP服务器接受一个客��L��的连�?然后处理,完成了这个客��L��所有请求后,断开�q�接.

��法如下:

socket(...);
bind(...);
listen(...);

while(1)
{
   accept(...);
   while(1)
   {
       read(...);
       process(...);
       write(...);
   }
   close(...);
}

TCP循环服务器一�ơ只能处理一个客��L��的请�?只有在这个客��L��所有请求都满��? 服务器才可以�l�箋后面的请�?�q�样如果有一个客��L��占住服务器不放时,其它的客��h��都不能工作了.因此,TCP服务器一般很��用循环服务器模型的.

9.3 �q�发服务�?     TCP服务�?br />��Z��弥补循环TCP服务器的�~�陷,��Z��又想��Z��q�发服务器的模型. �q�发服务器的思想是每一个客��h��的请求�ƈ不由服务器直接处�?而是服务器创��Z��?子进�E�来处理.

��法如下:

   socket(...);
   bind(...);
   listen(...);
   while(1)
   {
       accept(...);
       if(fork(..)==0)
       {
               while(1)
               {
                   read(...);
                   process(...);
                   write(...);
               }
               close(...);
               exit(...);
       }
   close(...);
   }

TCP�q�发服务器可以解决TCP循环服务器客��h��独占服务器的情况. 不过也同时带来了一个不��的问题.
��Z��响应客户机的��h��,服务器要创徏子进�E�来处理. 而创建子�q�程是一�U�非常消耗资源的操作.

9.4 �q�发服务�?

多�\复用I/O
��Z��解决创徏子进�E�带来的�pȝ��资源消�?��Z��又想��Z��多�\复用I/O模型.

首先介绍一个函数select

int select(int nfds,
       fd_set *readfds,fd_set *writefds,
      fd_set *except fds,
      struct timeval *timeout
      )

void FD_SET(int fd,fd_set *fdset)

void FD_CLR(int fd,fd_set *fdset)

void FD_ZERO(fd_set *fdset)

int FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset)

一般的来说当我们在向文件读写时,�q�程有可能在��d��出阻�?直到一定的条�g满��.

比如我们从一个套接字��L��据时,可能�~�冲区里面没有数据可�?通信的对方还没有发送数据过�?,
�q�个时候我们的读调用就会等�?��d��)直到有数据可�?如果我们�?希望��d��,
我们的一个选择是用select�pȝ��调用.

只要我们讄��好select的各个参�?那么当文件可以读写的时候select�?通知"我们说可以读写了.
readfds所有要�ȝ��文�g 文�g描述�W�的集合
writefds所有要写的文�g   文�g描述�W�的集合

exceptfds其他的服要向我们通知的文件描�q�符

timeout��时讄��.

nfds所有我们监控的文�g描述�W�中最大的那一个加1

在我们调用select时进�E�会一直阻塞直��C��下的一�U�情况发�?
1)有文件可以读.
2)有文件可以写.
3)��时所讄��的时间到.

��Z��讄��文�g描述�W�我们要使用几个�? FD_SET��fd加入到fdset

FD_CLR��fd从fdset里面清除

FD_ZERO从fdset中清除所有的文�g描述�W?br />
FD_ISSET判断fd是否在fdset集合�?br />
使用select的一个例�?br />
int use_select(int *readfd,int n)
{
        fd_set my_readfd;
        int maxfd;
        int i;

        maxfd=readfd[0];

        for(i=1;i        {
            if(readfd[i]>maxfd) maxfd=readfd[i];
        }



        while(1)
        {
            /* ��所有的文�g描述�W�加�?*/
            FD_ZERO(&my_readfd);

            for(i=0;i            FD_SET(readfd[i],*my_readfd);

            /* �q�程��d�� */
            select(maxfd+1,& my_readfd,NULL,NULL,NULL);

            /* 有东西可以读�?*/
            for(i=0;i            {
                if(FD_ISSET(readfd[i],&my_readfd))
                {
                        /* 原来是我可以��M�� */
                        we_read(readfd[i]);
                }
            }
        }
}

使用select后我们的服务器程序就变成�?

初始�?socket,bind,listen);

while(1)
{
        讄��监听��d��文�g描述�W?FD_*);

        调用select;

        如果是們֐�套接字就�l?说明一个新的连接请求徏�?br />        {
            建立�q�接(accept);
            加入到监听文件描�q�符中去;
        }
        否则说明是一个已�l�连接过的描�q�符
        {
            �q�行操作(read或者write);
        }

}

多�\复用I/O可以解决资源限制的问�?着模型实际上是��UDP循环模型用在了TCP上面. �q�也��带来了一些问�?如由于服务器依次处理客户的请�?所以可能会��D��有的客户会等待很�?

�q�发服务�?        UDP服务�?br />��Z��把�ƈ发的概念用于UDP��得��C��q�发UDP服务器模�?
�q�发UDP服务器模型其实是��单的.和�ƈ发的TCP服务器模型一��h��
创徏一个子�q�程来处理的 ��法和�ƈ发的TCP模型一�?

除非服务器在处理客户端的��h��所用的旉��比较长以�?��Z��实际上很��用�q�种模型.

胡意 2008-03-29 20:14 发表评论

胡意 — Fri, 24 Aug 2007 13:07:00 GMT

(C)libpcap函数库说�?/p>

libpcap获取数据包函数库说明

libpcap的英文意思是 Packet Capture library�Q�即数据包捕获函数库。该库提供的C函数接口可用�?/p>

需要捕��L��q�网�l�接口（只要�l�过该接口，目标地址不一定�ؓ本机�Q�数据包的系�l�开发上。由

Berkeley大学Lawrence Berkeley National Laboratory研究院的Van Jacobson、Craig Leres�?/p>

Steven McCanne�~�写�Q�目前的最新版本�ؓ0.4。该函数库支持Linux、Solaris�?BSD�pȝ��q�_��?

主要接口函数说明如下�Q?br />
pcap_t *pcap_open_live(char *device, int snaplen, int promisc, int to_ms, char *ebuf)
获得用于捕获�|�络数据包的数据包捕��h��q�字。device参数为指定打开的网�l�设备名。snaplen参数�?/p>

义捕��h��据的最大字节数。promisc指定是否��网�l�接口置于�؜杂模式。to_ms参数指定��时旉��Q�毫

�U�）。ebuf参数则仅在pcap_open_live()函数出错�q�回NULL时用于传递错误消息�?

pcap_t *pcap_open_offline(char *fname, char *ebuf)
打开以前保存捕获数据包的文�g�Q�用于读取。fname参数指定打开的文件名。该文�g中的数据格式�?/p>

tcpdump和tcpslice兼容�?-"为标准输入。ebuf参数则仅在pcap_open_offline()函数出错�q�回NULL�?/p>

用于传递错误消息�?

pcap_dumper_t *pcap_dump_open(pcap_t *p, char *fname)
打开用于保存捕获数据包的文�g�Q�用于写入。fname参数�?-"时表�C�标准输出。出错时�q�回NULL。p�?/p>

��Cؓ调用pcap_open_offline()或pcap_open_live()函数后返回的pcap�l�构指针。fname参数指定打开

的文件名。如果返回NULL�Q�则可调用pcap_geterr()函数获取错误消息�?

char *pcap_lookupdev(char *errbuf)
用于�q�回可被pcap_open_live()或pcap_lookupnet()函数调用的网�l�设备名指针。如果函数出错，�?/p>

�q�回NULL�Q�同时errbuf中存攄��关的错误消息�?

int pcap_lookupnet(char *device, bpf_u_int32 *netp, bpf_u_int32 *maskp, char *errbuf)
获得指定�|�络讑֤�的网�l�号和掩码。netp参数和maskp参数都是bpf_u_int32指针。如果函数出错，�?/p>

�q�回-1�Q�同时errbuf中存攄��关的错误消息�?

int pcap_dispatch(pcap_t *p, int cnt,pcap_handler callback, u_char *user)
捕获�q�处理数据包。cnt参数指定函数�q�回前所处理数据包的最大倹{��cnt=-1表示在一个缓冲区中处

理所有的数据包。cnt=0表示处理所有数据包�Q�直��C�生以下错误之一�Q�读取到EOF�Q�超时读取�?/p>

callback 参数指定一个带有三个参数的回调函数�Q�这三个参数为：一个从pcap_dispatch()函数传�?/p>

�q�来的u_char指针�Q�一个pcap_pkthdr�l�构libpcap函数库说明。bsp; 的指针，和一个数据包大小�?/p>

u_char指针。如果成功则�q�回��d��到的字节数。读取到EOF时则�q�回零倹{��出错时则返�?1�Q�此时可�?/p>

用pcap_perror()或pcap_geterr()函数获取错误消息�?

int pcap_loop(pcap_t *p, int cnt, pcap_handler callback, u_char *user)
功能基本与pcap_dispatch()函数相同�Q�只不过此函数在cnt个数据包被处理或出现错误时才�q�回�Q�但

��d��时不会�q�回。而如果�ؓpcap_open_live()函数指定了一个非零值的��时讄��Q�然后调�?/p>

pcap_dispatch()函数�Q�则当超时发生时pcap_dispatch()函数会返回。cnt参数��值时pcap_loop()

函数��始�l��@环运行，除非出现错误�?

void pcap_dump(u_char *user, struct pcap_pkthdr *h, u_char *sp)
向调用pcap_dump_open()函数打开的文件输��Z��个数据包。该函数可作为pcap_dispatch()函数的回�?/p>

函数�?

int pcap_compile(pcap_t *p, struct bpf_program *fp, char *str, int optimize, bpf_u_int32

netmask)
��str参数指定的字�W�串�~�译到过滤程序中。fp是一个bpf_program�l�构的指针，在pcap_compile()�?/p>

��C��被赋倹{��optimize参数控制�l�果代码的优化。netmask参数指定本地�|�络的网�l�掩码�?

int pcap_setfilter(pcap_t *p, struct bpf_program *fp)
指定一个过滤程序。fp参数是bpf_program�l�构指针�Q�通常取自pcap_compile()函数调用。出错时�q�回

-1�Q�成功时�q�回0�?

u_char *pcap_next(pcap_t *p, struct pcap_pkthdr *h)
�q�回指向下一个数据包的u_char指针�?

int pcap_datalink(pcap_t *p)
�q�回数据链�\层类型，例如DLT_EN10MB�?

int pcap_snapshot(pcap_t *p)
�q�回pcap_open_live被调用后的snapshot参数倹{�?

int pcap_is_swapped(pcap_t *p)
�q�回当前�pȝ��L��字节与被打开文�g的字节顺序是否不同�?

int pcap_major_version(pcap_t *p)
�q�回写入被打开文�g所使用的pcap函数的主版本受��?

int pcap_minor_version(pcap_t *p)
�q�回写入被打开文�g所使用的pcap函数的辅版本受��?

int pcap_stats(pcap_t *p, struct pcap_stat *ps)
向pcap_stat�l�构赋倹{��成功时�q�回0。这些数值包括了从开始捕��h��据以来至今共捕获到的数据包统

计。如果出错或不支持数据包�l�计�Q�则�q�回-1�Q�且可调用pcap_perror()或�?pcap_geterr()函数来获

取错误消息�?

FILE *pcap_file(pcap_t *p)
�q�回被打开文�g的文件名�?

int pcap_fileno(pcap_t *p)
�q�回被打开文�g的文件描�q�字��L��?

void pcap_perror(pcap_t *p, char *prefix)
在标准输��备上昄��最后一个pcap库错误消息。以prefix参数指定的字�W�串为消息头�?

char *pcap_geterr(pcap_t *p)
�q�回最后一个pcap库错误消息�?

char *pcap_strerror(int error)
如果strerror()函数不可用，则可调用pcap_strerror函数替代�?

void pcap_close(pcap_t *p)
关闭p参数相应的文�Ӟ��q��放资源�?

void pcap_dump_close(pcap_dumper_t *p)

5、Libpcap的主要数据结构：

Libpcap库函数所必须的数据结构定义主要包含在pcap.h和pcap-int.h两个头文件中。其主要数据�l�构

如下�Q?br />
(1)pcap�l�构

pcap�l�构在pcap-int.h头文件中被定义：

struct pcap
{
    int                fd;
    int                snapshot;
    int                linktype;
    int                tzoff;    /* timezone offset                                   */
    int                offset;   /* offset for proper alignment                       */
    struct pcap_sf     sf;
    struct pcap_md     md;
    int                bufsize; /* Read buffer                                       */
    u_char *           buffer;
    u_char *           bp;
    int                cc;
    u_char *           pkt;      /* Place holder for pcap_next()                      */
    struct bpf_program fcode;    /* Placeholder for filter code if bpf not in kernel. */
    char               errbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE];
};

(2)bpf_program�l�构

该结构在pcap_compile()函数中被使用�Q�在bpf.h头文件中定义�?br />
/usr/include/net/bpf.h

/* Structure for BIOCSETF. */
struct bpf_program
{
u_int bf_len;
struct bpf_insn * bf_insns;
};

/*
* The instruction data structure.
*/
struct bpf_insn
{
    u_short   code;
    u_char    jt;
    u_char    jf;
    bpf_int32 k;
};

(3)pcap_pkthdr�l�构

/usr/include/pcap.h

/*
* Each packet in the dump file is prepended with this generic header.
* This gets around the problem of different headers for different
* packet interfaces.
*/
struct pcap_pkthdr
{
    struct timeval ts;      /* time stamp                    */
    bpf_u_int32    caplen; /* length of portion present     */
    bpf_u_int32    len;     /* length this packet (off wire) */
};

/usr/include/net/bpf.h

/*
* Structure prepended to each packet.
*/
struct bpf_hdr
{
    struct timeval bh_tstamp;   /* time stamp                 */
    bpf_u_int32    bh_caplen;   /* length of captured portion */
    bpf_u_int32    bh_datalen; /* original length of packet */
    u_short        bh_hdrlen;   /* length of bpf header (this struct
                                   plus alignment padding)    */
};

(4)pcap_stat�l�构

struct pcap_stat {
        u_int ps_recv; /* number of packets received */
        u_int ps_drop; /* number of packets dropped */
        u_int ps_ifdrop; /* drops by interface XXX not yet supported */
};

int main()
{
        bpf_u_int32 localnet,netmask;
        struct bpf_program fcode;
        pcap_handler printer;

        pcap_dumper_t*p;
        char ebuf[PCAP_ERRBUF_SIZE];
        char * device;
        u_char * pcap_userdata;
        pcap_t * pd;
        int dev_flag=1;
        int cap_len=CAP_LEN;
        int i;

        device=pcap_lookupdev(ebuf);
        if (device == NULL)
                exit(printf("%s n", ebuf));
        #ifdef _DEBUG_
        printf("device is %s \n",device);
        #endif
        pd=pcap_open_live(device,cap_len,dev_flag,1000,ebuf);
        if(pd == NULL)
                exit(printf("%s\n",ebuf));

        i=pcap_snapshot(pd);
                if(cap_len < i) {
                printf("snaplen raised from %d to %d \n", cap_len, i);
                        cap_len=i;
                }
        if(pcap_lookupnet(device, &localnet, &netmask, ebuf) < 0) {
                        localnet=0;

    netmask=0;
                        printf("%s\n", ebuf);
        }
        if (pcap_compile(pd, &fcode, "", 1, netmask) < 0)
                exit(printf("Error %s\n","pcap_compile"));
        if (pcap_setfilter(pd,&fcode) < 0)
                exit(printf("Error %s\n","pcap_setfilter"));

        p=pcap_dump_open(pd,FILENAME);
                if(p == NULL)
                        exit(printf("Error:%s\n","pcap_dump_open"));
                printer=pcap_dump;
                pcap_userdata=(u_char *)p;

if(pcap_loop(pd, -1, printer, pcap_userdata) < 0)
exit(printf("Error, %s\n","pcap_loop"));

pcap_close(pd);
exit(0);
}

胡意 2007-08-24 21:07 发表评论

胡意 — Fri, 24 Aug 2007 12:54:00 GMT

socket�~�程中需要用到的头文�?/font>

sys/types.h�Q�数据类型定�?/p>

sys/socket.h�Q�提供socket函数及数据结�?/p>

netinet/in.h�Q�定义数据结构sockaddr_in

arpa/inet.h�Q�提供IP地址转换函数

netdb.h�Q�提供设�|�及获取域名的函�?/p>

sys/ioctl.h�Q�提供对I/O控制的函�?/p>

sys/poll.h�Q�提供socket�{�待��试机制的函�?/p>

其他在网�l�程序中常见的头文�g

unistd.h�Q�提供通用的文件、目录、程序及�q�程操作的函�?/p>

errno.h�Q�提供错误号errno的定义，用于错误处理

fcntl.h�Q�提供对文�g控制的函�?/p>

time.h�Q�提供有��x��间的函数

crypt.h�Q�提供��用DES加密��法的加密函�?/p>

pwd.h�Q�提供对/etc/passwd文�g讉K��的函�?/p>

shadow.h�Q�提供对/etc/shadow文�g讉K��的函�?/p>

pthread.h�Q�提供多�U�程操作的函�?/p>

signal.h�Q�提供对信号操作的函�?/p>

sys/wait.h、sys/ipc.h、sys/shm.h�Q�提供进�E�等待、进�E�间通讯�Q�IPC�Q�及�׃�n内存的函�?/p>

��Q?/font> 在编写网�l�程序时�Q�可以直接��用下面这�D�头文�g代码

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

涉及到用��h��限及密码验证问题时加入如下语句：
#include
#include
#include
需要注意的是，应该在编译时链接加密��法库，卛_��加编译选项�Q?br />-lcrypt

涉及到文件及旉��操作加入如下语句�Q?/b>
#include
#include
#include
#include
#include

涉及到多�q�程操作时加入如下语句：
#include
#include
#include
#include

涉及到多�U�程操作时加入如下语句：
#include
#include
需要注意的是，应该在编译时链接�U�程库，卛_��加编译选项�Q?br />-lthread

胡意 2007-08-24 20:54 发表评论

linux 下安装libpcap (�?手记

胡意 — Sun, 01 Jul 2007 07:47:00 GMT

我最�q�开发个��目�Q�要用到 libpcap 函数库，现将安装�Ҏ��攑֜�主页上供大家参考，

一下蝲libpcap �?文�g的格式�ؓx.tar.gz

      http://www.tcpdump.org/release/

�?安装

     1、用

         #tar zxvf x.tat.gz

          命��o解压文�g��C��的当前目�?/div>
     2、进入刚才解开的libpcap目录�Q�执�?/div>
          #./configure

          命��o�Q�生成Makefile文�g

    3、输�?

          #make install

          ��生成的库安装到�pȝ��默认目录中。此目录�?/usr/lib �Q�如果需要修改，可以修改文�gMakefile �?prefix�?/div>
    4、输�?

         #make install-incl

         ��头文�g安装至系�l�默认目录，/usr/include�Q�修改同�?/div>
�?使用

         如果要��用libpcap,一般加�?

          #include

          �~�译选项�Q?cc .. -lpcap –lsocket ..

good luck

胡意 2007-07-01 15:47 发表评论

胡意 — Thu, 17 May 2007 13:43:00 GMT
很多文章对ip首部��验和的计��介�l�得很简略，在理解上常常会比较困难。这��文章是我自��q��一些理解。或�怹�有不正确的地方，希望大家指正�?br />
�q�个问题一直困�l�了我很长时��_��今天�l�于理解了�?

我们可以通过spynet sniffer抓包软�g�Q�抓取一个ip数据包进行分析研�I��?
下面我以本机抓到的一个完整的ip首部��Z��Q�红色字体表�C�）�Q?

0000: 00 e0 0f 7d 1e ba 00 13 8f 54 3b 70 08 00 45 00
0010: 00 2e be 55 00 00 7a 11 51 ac de b7 7e e3 c0 a8
0020: 12 7a

45 00 00 2e----4表示ip版本号�ؓip�W?版；5表示首部长度�?�?2 bit字长�Q�即�?0字节�Q?0 2e表示ip总长度�ؓ46字节�Q�其中ip数据部分�?
26字节�?
be 55 00 00----be 55表示标识�W�；00 00表示3 bit标志�?3 bit片偏�U�量�Q?
7a 11 51 ac----7a表示ttl��gؓ122�Q?1表示协议号�ؓ17的udp协议�Q?1 ac表示16 bit首部��验和��|��
de b7 7e e3----表示32 bit 源ip地址�?22.183.126.227
c0 a8 12 7a----表示32 bit 目的ip地址�?92.168.18.122

��验和计算�Q?
首先,把检验和字段�|��ؓ0�?
45 00 00 2e
be 55 00 00
7a 11 00 00<----��验和�|��ؓ0
de b7 7e e3
c0 a8 12 7a
其次�Q�对整个首部中的每个16 bit�q�行二进制反码求和，求和��gؓ3ae50�Q�然�?+ae50=ae53�Q�这是根据源代码中算�?cksum = (cksum
>> 16) + (cksum & 0xffff) �q�行�?�Q?

最后，ae53+51ac=ffff。因此判断ip首部在传输过�E�中没有发生��M��差错�?/pre>

胡意 2007-05-17 21:43 发表评论