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Programacin en ambiente cliente servidor

Programacin de cliente y servidor en lenguaje C

Espinoza Manriquez Edgar Salvador y Vega Arroyo Jos Ral

aITESI, Irapuato Gto., Mxico

Abstract

Este reporte contiene informacin sobre la programacin de un servidor en lenguaje c utilizando un compilador del

entorno Windows el cual ser trasladado a UNIX en linux con distribucin de Ubuntu. El cual incluye informacin del uso

y manejo de sockets para la conexin mediante TCP entre 2 SO con diferente arquitectura.

1. Introduccin

Con este reporte pretende darse a conocer la bitcora de la programacin de un servidor en lenguaje

C, el cual deber hacer conexin con un cliente programado en c# el cual debe funcionar en el SO Windows y

posteriormente lograr una conexin entre alguna distribucin de Linux y OSX.

Este proyecto fue divido en dos partes, separando de la misma manera el grupo completo, teniendo as una

parte programando en c y la otra parte en c# para de esta forma llegar a un producto final el cual ser la

conexin que deberemos establecer con la pareja que nos haya tocado. Cabe aclarar que este reporte pertenece

solo a la parte de programacin en C.

Este programa correr en un equipo con las siguientes especificaciones:

HP Pavilion dm4

SO Windows 8.1 64bits (Ubuntu 14.10 64bits para el programa corriendo en Linux)

RAM de 6gb

HDD de 750 gb

Procesador Intel Core i5-2450M CPU @ 2.50Hz

Para llevar a cabo este programa necesitamos de cierto software y recursos extra en caso de no haberlos tenido

ya instalados en el equipo de trabajo. Como compilador para Windows utilizamos DevC++ para llevar a cabo

el revisado y desarrollo del programa, adems de instalar una librera especial diseada para la manipulacin

de sockets y poder as hacer conexin y comunicacin con el cliente.

Esta librera est disponible en la mayora de los ordenadores actuales sin embargo es posible que no est

instalada en algunos. En nuestro caso no fue necesario hacer la instalacin ni del compilador ni de la librera

puesto que en semestres pasados ya habamos utilizado el compilador para trabajos o proyectos referentes al

semestre y la librera ya se encontraba disponible en la laptop utilizada para hacer los programas.

Espinoza Manriquez Edgar Salvador 2

Para la parte de conexin con UNIX ser utilizada la distribucin de Linux UBUNTU donde est SO tendr

alojado al Servidor programado en C para hacer la conexin con OSX que tendr alojados el cliente

programado en C#.

Como compilador utilizamos GCC para distribuciones de Linux, en esta distribucin tampoco fue necesario

instalar la librera de manejo de sockets ya que el SO ya trae precargada la misma.

2. Desarrollo

Como primera prctica debimos investigar sobre el manejo de sockets en Windows mediante la

librera winsock.h, la cual es la que permite la manipulacin de estos dentro del entorno de DevC++ adems

de los diferentes tipos de sockets que existen y los dominios que pueden manejar.

Para empezar a codificar deberemos crear un nuevo proyecto al cual le dimos el nombre de uici, para

la codificacin tomamos de base el cdigo que viene en el libro de Unix Programacin Prctica el cual nos

proporcion el maestro.

2.1. Servidor (Windows)

El entorno utilizado para programar el servidor en c fue DevC++ versin 5.04 para 64 bits tomando como

referencia un cdigo ya establecido por el profesor, el cual se conecta con el cliente programado en c# a base

de sockets y seleccionando el primer puerto disponible para generar la conexin y comunicacin con el

mismo, este servidor permanece activo hasta que el cliente termine el proceso de conexin y cierre el

programa por lo que el servidor cerrara la comunicacin solo si se mata el proceso con un valor nulo.

Usando la librera dedicada al manejo de sockets (winsock.h y linwsock32.a) fue posible llevar a cabo el

siguiente programa:

typedef unsigned short u_port_t;

int u_open(u_port_t port);//*****

int u_listen (int fd, char* hostn);

#include

#include

#include

#include "uici.h"

#define MAXBACKLOG 10

SOCKET sock;

int u_open (u_port_t port)

Librera dedicada al manejo de sockets

Cabecera programada para llamada de funciones

Tipo de dato socket

Definimos el tipo short u_port_t.

Abre descriptor de archivo (Leer el puerto)

identificador ligado a "port". Devuelve descriptor de

archivo que escucha


{

int SOCKET; //descriptor de archivo del socket

struct sockaddr_in servidor;

int len = sizeof(struct sockaddr);

WSADATA w;

int error=WSAStartup(0x0202,&w);

if (error)

{

printf("No se puede inicializar el socket");

return FALSE;

}

if (w.wVersion!=0x0202);

{

printf("La version no es la correcta");

return FALSE;

}

if((SOCKET =socket (AF_INET,SOCK_STREAM,0))


int u_listen (int fd, char* hostn)

{

struct sockaddr_in cliente;

int len = sizeof (struct sockaddr);

int retval;

int cc;

char buf[1024];

struct hostent * hostptr;

while (((retval= accept(fd,(struct sockaddr*)(&cliente),&len))==1) && (errno==4));

if(retval==-1)

return retval;

hostptr = gethostbyaddr((char*)&(cliente.sin_addr.s_addr),4,AF_INET);

if (hostptr==NULL)

strcpy(hostn,"Desconocido");

else

strcpy(hostn,(* hostptr).h_name);

do{

cc=recv(retval,buf,sizeof(buf),0);

if (cc==0) exit (0);

if(cc>0)

printf("\n %s dice %s",hostn,buf);

else

{

printf("\n %s esta desconectado",hostn);

closesocket(fd); break;

}

}while(1);

closesocket(fd);

retval= WSACleanup();

if(retval==SOCKET_ERROR)

{

printf("Error limpiando la libreria WinSock");

return -1;

}

return retval;

}

Escucha para detectar la solicitud del nodo

especificado en el puerto dado

El servidor usa est funcin para escuchar la

comunicacin; este se bloquea hasta recibir una

solicitud remota del puerto vinculado con el

descriptor de archivo dado asignado a hostn

El servidor seguir estableciendo comunicacin

hasta que se reciba un valor nulo, mandando un

error y limpiando la librera.


int main(int argc, char *argv[]) {

int fd;

char clienteremoto[20];

fd= u_open(23);

if (fd!=-1)

if(u_listen(fd,clienteremoto)!=-1);

getch();

return 0;

}

2.2. Servidor (Linux fallido)

Para la programacin del servidor en linux se tom de referencia el programa hecho en windows, pero a

pesar de cambiar las libreras correspondientes a Windows, no fue posible adaptarlo por completo por lo que

se decidi hacer un programa nuevo basado en uno existente el cual fue modificado para las funciones

necesarias al proyecto.

A continuacin se explicar el cdigo basado en el usado en Windows y el libro Unix programacin

prctica de las pginas 439 y 440 y la cabecera (uici.h) localizada en la pgina 599:

#include

#include

#include

#include

#include uici.h

Void main (int argc, char *argv[])

{

u_port_t portnumber;

int listenfd;

int communfd;

char client [MAX_CANON]

int bytes_copied;

if (argc != 2)

{

fprintf(stderr, Usage: %s Puerto\n, argv[0];

exit(1);

}

El servidor seguir estableciendo comunicacin

hasta que el cliente termine su proceso, es

entonces cuando la conexin termina


portnumber = (u_port_t) atoi(argv[1]);

if ((listenfd = u_open (portnumber)) == -1 )

{

u_error(No estabecido para establecer conexin con puerto);

exit(1);

}

while((communfd = u_listen(listenfd, client)) != -1)

{

fprintf(stderr, Conexin establecida con %s \n,client);

}

exit (0);

}

Cabecera:

Typedef unsigned short u_port_t;

int u_open (u_port_t port);

int u_listen (int fd, char *hostn);

ssize_t u_read(int fd, void *buf, size_t nbyte);

ssize_t u_write(int fd, void *buf, size_t nbyte);

2.3. Servidor (Linux funcional)

Este cdigo final fue hecho basado en investigacin por libros y foros en internet para generar un servidor

el cual fue trabajado en conjunto con algunos compaeros para acelerar su funcionamiento, el siguiente

cdigo fue modificado para la necesidad establecida por el proyecto el cual tiene 2 ficheros de nombre server

y socket_server respectivamente, una cabecera dedicada a cada fichero con el mismo nombre y un makefile

que permite la compilacin desde terminal en ubuntu.

SERVER

#include "Socket_server.h"

#include

#include

main ()

{

int Socket_Servidor;

int Socket_Cliente;

char Cadena[100];

Socket_Servidor = Abre_Socket_Inet ("port");

if (Socket_Servidor == -1)

Descriptores del socket

server y del socket

cliente

Apertura del socket server con el

servicio dado de alta el cual fue

ingresado mediante consola con el

nombre port y asignado el puerto

17500


{

printf ("No se puede abrir socket servidor\n");

exit (-1);

}

Socket_Cliente = Acepta_Conexion_Cliente (Socket_Servidor);

if (Socket_Servidor == -1)

{

printf ("No se puede abrir socket de cliente\n");

exit (-1);

}

Lee_Socket (Socket_Cliente, Cadena, 5);

printf ("Soy Servidor, he recibido : %s\n", Cadena);

strcpy (Cadena, "Adios");

Escribe_Socket (Socket_Cliente, Cadena, 6);

/* Se cierran los sockets */

close (Socket_Servidor);

}

SOCKET SERVER

int Lee_Socket (int fd, char *Datos, int Longitud)

{

int Leido = 0;

int Aux = 0;

if ((fd == -1) || (Datos == NULL) || (Longitud < 1))

return -1;

while (Leido < Longitud)

{

Aux = read (fd, Datos + Leido, Longitud - Leido);

if (Aux > 0)

{

Leido = Leido + Aux;

}

else

{

if (Aux == 0)

return Leido;

Funcin que espera y acepta

la conexin del cliente, el

cual lee la informacin

suponiendo que va a enviar 5

caracteres, esto debido a que

si se ingresa un nmero

mayor el servidor no

imprime nada hasta que el

numero permitido se cumpla

ms 1 caracter ms que

ocupa el espacio de enter

en cdigo ASCII

Esta Funcin lee los

datos del socket

generado, supone que se

le pasa a un buffer un

nuero determinado de

bytes leidos, en caso de

recibir un 0 o -1 esta lo

interpreta como error y

genera comprobacin de

parametros


if (Aux == -1)

{

switch (errno)

{

case EINTR:

case EAGAIN:

usleep (100);

break;

default:

return -1;

}

}

}

}

return Leido;

}

int Escribe_Socket (int fd, char *Datos, int Longitud)

{

int Escrito = 0;

int Aux = 0;

if ((fd == -1) || (Datos == NULL) || (Longitud < 1))

return -1;

while (Escrito < Longitud)

{

Aux = write (fd, Datos + Escrito, Longitud - Escrito);

if (Aux > 0)

{

if (Aux == 0)

return Escrito;

else

return -1;

}

}

/* Devolvemos el total de caracteres leidos */

return Escrito;

}

En cualquier caso de error la variable declarada

errno indica el tipo de error cometido:

EINTR para cualquier interrupcin de sistema

antes de leer ningn dato

EGAIN para cuando el socket no est disponible

Ambos errores tienen un rango de espera de 100

microsegundos los cuales pueden ser modificados

Si existe un error diferente el programa provoca

que salga de la funcin con error

Una vez devueltos los caracteres ledos

Escribe_Socket devuelve el nmero de

bytes escritos o el error para despus

comprobar los parmetros de entrada.

Despus entra un bucle que se detiene

hasta que hayamos escrito todos los

caracteres que nos han indicado, si

hemos conseguido escribir caracteres,

este actualiza la variable Escrito.

Una vez cerrado el socket devuelve un

nmero de caracteres ledos, en caso de

error devuelve 1


CABECERA SOCKET (Socket.h)

#ifndef SOCKET_H_INCLUDED

#define SOCKET_H_INCLUDED

int Lee_Socket (int fd, char *Datos, int Longitud);

int Escribe_Socket (int fd, char *Datos, int Longitud);

#endif // SOCKET_H_INCLUDED

CABECERA SOCKET SERVER (socket_server.h)

#ifndef SOCKET_SERVIDOR_H_INCLUDED

#define SOCKET_SERVIDOR_H_INCLUDED

int Abre_Socket_Inet (char *Servicio);

int Abre_Socket_Unix (char *Servicio);

int Acepta_Conexion_Cliente (int Descriptor);

#endif // SOCKET_SERVIDOR_H_INCLUDED

MAKEFILE

all : Socket.o Socket_server.o server

CPPFLAGS = -g -I.

server : server.c

cc -g -I. Socket.o Socket_server.o server.c -o server

clean :

rm *.o server

Llamada de las funciones

Lee_Socket y Escribe Socket para el

uso del fichero con el mismo

nombre (Socket.c)

Llamada de las funciones

Abre_Socket_Inet para conexin

AF_INET

Abre_Socket_Unix para conexin

con sockets AF_UNIX

Y Acepta_Conexion_Cliente para

llevar a cabo la funcin de

conexin y comunicacin

El comando de linux make nos

ayuda a compilar nuestros

programas. Presenta muchas

ventajas para programas grandes, en

los que hay muchos ficheros fuente

(muchos .c y muchos .h) repartidos

por varios directorios.


References

Ttulo Unix programacin prctica

Autores Kay A. Robbins, Steven Robbins

Edicin ilustrada Editor Pearson Educacin, 1997

ISBN 9688809594, 9789688809594

N. de pginas 659 pginas

Unix : programacin avanzada

Autor Francisco Manuel Mrquez Garca Edicin 3

Editor Ra-Ma, 2004

ISBN 8478976035, 9788478976034 N. de pginas 632 pginas

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