ソケットプログラミング

UNIX のプロセス間通信

  • パイプ
  • FIFO (名前付きパイプ)
  • ソケット
  • 共有メモリ
  • etc. etc.

パイプ

  • ターミナルを２つ立ち上げる
  • 一方で、次のコマンドを実行
    • cat /usr/share/dict/words | more
  • もう一方で、次のコマンドを実行
    • ps
  • 終了は
    • cat ... 実行ターミナルで q

パイプの実験結果考察

  • cat /usr/share/dict/words | more は２つのプロセスが実行されている
  • cat の標準出力が more の標準入力に渡されている

FIFO

  • First-In First-Out
  • mkfifo /tmp/mypipe で FIFO (名前付きパイプ) を作成
  • 一方のターミナルで
    • cat /usr/share/dict/words > /tmp/mypipe
  • もう一方で、
    • more -f /tmp/mypipe
    • こちらを q で終了すると cat も終了する

socket

以下の実験は

  • 作業ディレクトリ ~/net を作成し、その中で行う: 
       $ cd
   $ mkdir net
   $ cd net

何を作るのか

  • エコーサーバ/クライアント
  • エコーサーバは、クライアントから受け取ったデータをそのままクライアントに返す
    • エコー(echo) = こだま
  • サーバは黙っていてもいいのだが、受け取ったデータを自分でも表示する

念のため

  • 以下のプログラムは、コピー＆ペーストすると、各行のはじめに余分のスペースが入るので、Python の性質上、エラーになります。
  • その他にも、コピペすると改行コードが違うので、、、w

UNIXドメイン エコーサーバ

  • unixSocketServer.py: 
       #!/usr/bin/env python
   # UNIX domain Echo server
   import socket
   import os

   PIPE = '/tmp/socket54321'
   s = socket.socket(socket.AF_UNIX, socket.SOCK_STREAM)
   s.bind(PIPE)
   s.listen(1)
   conn, addr = s.accept()
   print 'Connected.'
   while True:
       data = conn.recv(1024)
       if not data:
           break
       print 'Echoing:', data
       conn.send(data)
   print 'Closing.'
   conn.close()
   os.unlink(PIPE)

UNIXドメイン エコークライアント

  • unixSocketClient.py: 
       #!/usr/bin/env python
   # UNIX domain Echo client
   import socket

   PIPE = '/tmp/socket54321'
   s = socket.socket(socket.AF_UNIX, socket.SOCK_STREAM)
   print 'Connecting %s.' % repr(PIPE)
   s.connect(PIPE)
   try:
       while True:
           t = raw_input('> ')
           s.send(t)
           data = s.recv(1024)
           print 'Received:', data
   except (EOFError, KeyboardInterrupt):
       pass
   print 'Closing.'
   s.close()

実行権を与える

  • ...: 
       $ chmod +x unixSocketServer.py
   $ chmod +x unixSocketClient.py

動かしてみる

  • ターミナルを二つ
  • ./unixSocketServer.py
  • ./unixSocketClient.py
  • > に対して、キーボードから入力 ... サーバ側で Echoing が表示され、クライアント側に Received 表示
  • クライアント => サーバ => クライアント とデータが渡されている。
  • > に CTRL-C で終了
  • unixSocketServer.py が異常終了すると /tmp/socket54321 が残るので、rm してから

INETドメイン サーバ

  • ipSocketServer.py: 
       #!/usr/bin/env python
   # INET domain Echo server
   import socket

   HOST = '0.0.0.0'
   PORT = 54321
   s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
   s.bind((HOST, PORT))
   s.listen(1)
   conn, addr = s.accept()
   print 'Connected by', addr
   while True:
       data = conn.recv(1024)
       if not data:
           break
       print 'Echoing:', data
       conn.send(data)
   print 'Closing.'
   conn.close()

INETドメイン クライアント

  • ipSocketClient.py: 
       #!/usr/bin/env python
   # INET domain Echo client
   import socket

   HOST = '127.0.0.1'
   PORT = 54321
   s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
   print 'Connecting %s.' % repr((HOST, PORT))
   s.connect((HOST, PORT))
   try:
       while True:
           t = raw_input('> ')
           s.send(t)
           data = s.recv(1024)
           print 'Received:', data
   except (EOFError, KeyboardInterrupt):
       pass
   print 'Closing.'
   s.close()

INET ドメイン版も

  • サーバーとクライアントを UNIX ドメイン版と同様に動かしてみる
  • 補足： ipSocketServer.py で HOST=0.0.0.0 は、使用している全てのIPアドレスについてという意味
  • HOST=127.0.0.1 とすれば、自ホストからの接続のみ受け付ける (UNIX domain と同じ)

隣同士で実験

  • 一人がサーバを動かし、ifconfig で出てくる自分の IPアドレスを隣に伝える
  • もう一人は、クライアントプログラムの IPアドレスの部分を書き換え、隣のサーバに接続できるか試してみる。
  • 接続後、エコーができることを確認する

telnet コマンド

  • 実は、TCP 一般のクライアントとしては、telnet コマンドがある。
  • 1つのターミナルで ipSocketServer.py を動かしておいて、
  • もうひとつのターミナルで telnet 127.0.0.1 54321 を実行してみよう。
  • telnet の切断には ^] ( コントロール+ ] ) を入力して telnet> プロンプトを出し、quit を入れる。

netstat コマンド

  • さらに別のターミナルで netstat -a | grep 54321 と入れてみると、54321 番ポートの状態がわかる。
  • サーバーを起動した直後、クライアントと交信中などに、netstat の結果がどのように変わるか調べてみよう。
  • UNIXドメインのプロセス間通信の状態も表示できるので、UNIX/INET どちらも試してみよう。

レポート

  • 隣同士で実験したときの記録と共に、実験についての考察を書いて、メールで報告 してください。