1(c) 2011 Omar geryville Réseaux : Programmation sockets

Réseaux : Programmation avec l'API BSD/Sockets

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2Réseaux : Programmation sockets

Organisation du CoursOrganisation du Cours EnseignementEnseignement

3 x 2h de Cours3 x 2h de Cours 3 x 4h de TP3 x 4h de TP

EvaluationEvaluation CC : Projet à rendre en binômeCC : Projet à rendre en binôme Examen 2hExamen 2h

Pré-requis Pré-requis indispensablesindispensables (à réviser d'urgence !) (à réviser d'urgence !) Programmation C : pointeurs, malloc, ... + makefile, ...Programmation C : pointeurs, malloc, ... + makefile, ... Programmation système : fork, signauxProgrammation système : fork, signaux

Avant-propos

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3Réseaux : Programmation sockets

Plan du CoursPlan du Cours Chapitre 1 : IntroductionChapitre 1 : Introduction

Chapitre 2 : Manipulations d'adressesChapitre 2 : Manipulations d'adresses

Chapitre 3 : Appels Systèmes ElémentairesChapitre 3 : Appels Systèmes Elémentaires

Chapitre 4 : Appels Systèmes AvancésChapitre 4 : Appels Systèmes Avancés

Chapitre 5 : Techniques de Communication AvancéesChapitre 5 : Techniques de Communication Avancées

Avant-propos

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4Réseaux : Programmation sockets

RéférencesRéférences LivresLivres

W. R. Stevens : « Unix Network Programming », Prentice-W. R. Stevens : « Unix Network Programming », Prentice- Hall 1990Hall 1990 J.-M. Rifflet : « La Communication sous UNIX », MassonJ.-M. Rifflet : « La Communication sous UNIX », Masson D. Comer : « Internetworking with TCP/IP », Prentice HallD. Comer : « Internetworking with TCP/IP », Prentice Hall

URLsURLs http://www.urec.fr/cours/ (unité réseaux du CNRS)http://www.urec.fr/cours/ (unité réseaux du CNRS) http://www.ecst.csuchico.edu/~beej/guide/net/html/http://www.ecst.csuchico.edu/~beej/guide/net/html/

Avant-propos

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5Réseaux : Programmation sockets

Chapitre 1Chapitre 1

Introduction

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6Réseaux : Programmation sockets

SocketSocket = Prise = Prise Un moyen de « brancher » des processus entre-euxUn moyen de « brancher » des processus entre-eux

Communication dite « par échange de messages »,Communication dite « par échange de messages », ((Message PassingMessage Passing))

Message = 1 caractère (stream) ou plusieurs (datagramm)Message = 1 caractère (stream) ou plusieurs (datagramm)

S'oppose à d'autre formes tq. Mémoire (Virt.) PartagéeS'oppose à d'autre formes tq. Mémoire (Virt.) Partagée

Connexion de processus locaux (IPC)Connexion de processus locaux (IPC) Protocol interne « Unix »Protocol interne « Unix »

Ex: DISPLAY=:0.0Ex: DISPLAY=:0.0

Connexion de processus distantsConnexion de processus distants Protocoles de la famille TCP/IPProtocoles de la famille TCP/IP

Telnet, rlogin, ssh, ftp, http, nslookup, ...Telnet, rlogin, ssh, ftp, http, nslookup, ...

Autres protocoles possiblesAutres protocoles possibles Mais rarement utilisés car « TCP/IP » standard de faitMais rarement utilisés car « TCP/IP » standard de fait

Chapitre 1 : Introduction

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7Réseaux : Programmation sockets

Socket = API (issue de BSD)Socket = API (issue de BSD) Interface de programmationInterface de programmation Interface avec le systèmeInterface avec le système

Application

Sockets

Transport

Network

Data Link

Physical

TCP

IP

UDP

IGMP

Ethernet / ATM (ADSL)

Unix

Noyau Unix

Matériel

Chapitre 1 : Introduction

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8Réseaux : Programmation sockets

Principe de Base de l'API SocketPrincipe de Base de l'API Socket Unix = Fichiers + ProcessusUnix = Fichiers + Processus

Communiquer au travers de pseudo-fichiersCommuniquer au travers de pseudo-fichiers Chaque socket est associé à un descripteurChaque socket est associé à un descripteur

Fonctionnement similaire aux FIFO (bi-directionnelles)Fonctionnement similaire aux FIFO (bi-directionnelles) Envoyer = écrire dans le descripteurEnvoyer = écrire dans le descripteur

Recevoir = lire dans le descripteurRecevoir = lire dans le descripteur

0 1 2 3

i

fichier

fichier

socket

socket Réseau

disk

Processus Système

Chapitre 1 : Introduction

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9Réseaux : Programmation sockets

Modèle Client/ServeurModèle Client/Serveur

Client Serveur

1 - Requête

2 - Réponse

Programmation socket = modèle client serveurProgrammation socket = modèle client serveur Une application socket = Une application socket = 2 programmes2 programmes (au moins) (au moins)

Un clientUn client Etablit la connexionEtablit la connexion

Envoie une requête (demande service)Envoie une requête (demande service)

Un serveurUn serveur Attend connexion(s)Attend connexion(s)

Traite requête(s)Traite requête(s)

Chapitre 1 : Introduction

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10Réseaux : Programmation sockets

Client/Serveur : un modèle AsymétriqueClient/Serveur : un modèle Asymétrique Serveur : normalement capable de (prévu pour) traiter Serveur : normalement capable de (prévu pour) traiter plusieurs requêtesplusieurs requêtes

Eventuellement en parallèle !Eventuellement en parallèle !

Client : connexion (ponctuelle) vers un serveurClient : connexion (ponctuelle) vers un serveur

ServeurClient

Client Client Client

hôte 1

hôte 2 hôte 3

Chapitre 1 : Introduction

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11Réseaux : Programmation sockets

Modes de FonctionnementModes de Fonctionnement Deux Deux modes de connexionmodes de connexion

Mode connectéMode connecté : l'interlocuteur (au bout de la prise) : l'interlocuteur (au bout de la prise) ne ne change paschange pas

Idée du « téléphone rouge »Idée du « téléphone rouge »

Mode non connectéMode non connecté : : réutilisationréutilisation d'un d'un socket socket pour joindre pour joindre (successivement) différents interlocuteurs(successivement) différents interlocuteurs

Deux types de Deux types de flots de donnéesflots de données Flot de Flot de caractèrescaractères (mode «  (mode « stream »stream »))

UneUne lecture peut récupérer les données envoyées par lecture peut récupérer les données envoyées par plusieursplusieurs écritures (et inversement) écritures (et inversement)

Flot de Flot de messagesmessages (mode «  (mode « datagramm »datagramm »)) UneUne écriture = écriture = UnUn message = message = UneUne lecture lecture

Chapitre 1 : Introduction

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12Réseaux : Programmation sockets

Quel mode de connexion choisir ?Quel mode de connexion choisir ? Mode connecté : logique avec protocole connectéMode connecté : logique avec protocole connecté

En particulier TCPEn particulier TCP

Mode non connecté : logique avec protocole non Mode non connecté : logique avec protocole non connectéconnecté

En particulier UDPEn particulier UDP

MAISMAIS : Mode connecté possible avec UDP ! : Mode connecté possible avec UDP ! Connexion virtuelleConnexion virtuelle Evite (à l'expéditeur) d'avoir à répéter le destinataire à Evite (à l'expéditeur) d'avoir à répéter le destinataire à chaque envoi...chaque envoi...

Allège la programmation dans certains casAllège la programmation dans certains cas

Chapitre 1 : Introduction

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13Réseaux : Programmation sockets

Utilisation du mode «Flot de Messages»Utilisation du mode «Flot de Messages» Frontière de message conservée = Frontière de message conservée = information impliciteinformation implicite

Exemple :Exemple : expéditeur : envoi (écrit) 10 octetsexpéditeur : envoi (écrit) 10 octets

destinataire : lit 20 octetsdestinataire : lit 20 octets

Résultat ?Résultat ? Destinataire Destinataire ne récupère que 10 octets !!ne récupère que 10 octets !!

Utile lorsque les transmissions sont de longueur variableUtile lorsque les transmissions sont de longueur variable Pb. destinataire : combien de données lire la prochaine Pb. destinataire : combien de données lire la prochaine fois ??fois ??

Solution : (tenter de) lire le maximum Solution : (tenter de) lire le maximum Aucun risque de déborder sur la réception suivanteAucun risque de déborder sur la réception suivante

Attention : possibilité de perte « silencieuse » de donnéesAttention : possibilité de perte « silencieuse » de données Lorsque le destinataire ne lit pas assez de données...Lorsque le destinataire ne lit pas assez de données...

Chapitre 1 : Introduction

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14Réseaux : Programmation sockets

Utilisation du mode «F lot de Caractères»Utilisation du mode «F lot de Caractères» Lectures et écritures sont décorréléesLectures et écritures sont décorrélées

Le d