并发服务器(一)

1、四 川 大 学 计 算 机 学 院、软 件 学 院实 验 报 告 课程名称 信息安全产品开发实践 实验课时5实验项目并发服务器（一） 实验时间2011年10月09号实验目的 1） 继续了解Linux下C语言程序开发的过程2） 掌握服务器分为哪几种模型3） 能在Linux环境实现TCP多进程并发服务器模型4） 了解什么是僵尸程序 及相应的解决方法实验环境 VMware5.0，RedHat Linux 9.0实验内容（算法、程序、步骤和方法） 试验题目1 自己编写程序实现远程控制系统中使用到函数popen功能；试验题目2 修改远程控制服务器代码，使得服务器同时能够向多个用户提供服务。在开始这次实验

2、之前，我们先来了解一下现在常见的服务器模型：现在的服务器一般分为两种模型：（1）循环（重复）服务器模型：每次只能处理一个客户的请求，但上一个客户的请求完成后，才能处理下一个客户的请求；（2）并发服务器模型：服务器在同一时刻可以响应多个客户的请求；接着我们需要了解如何去实现这两类服务器模型，通常来说实现服务器程序不外乎利用UDP和TCP两种方式。下面来看下具体的流程：UDP：（1）：UDP重复模型 UDP循环服务器的实现非常简单:UDP服务器每次从套接字上读取一个客户端的请求,处理,然后将结果返回给客户机. socket(.); bind(.); while(1) recvfrom(.); pr

3、ocess(.); sendto(.); （2）：UDP并发服务器 人们把并发的概念用于UDP就得到了并发UDP服务器模型.并发UDP服务器模型其实是简单的.和并发的TCP服务器模型一样是创建一个子进程来处理的算法和并发的TCP模型一样. 除非服务器在处理客户端的请求所用的时间比较长以外,人们实际上很少用这种模型.TCP：（1）：TCP重复服务器模型 socket(.); bind(.); listen(.); while(1) accept(.); while(1) read(.); process(.); write(.); close(.); TCP服务器接受一个客户端的连接,然后处理,

4、完成了这个客户的所有请求后,断开连接. （2）：TCP多进程并发服务器模型socket(.); bind(.); listen(.); while(1) accept(.); if(fork(.)=0) Close(listenfd) while(1) read(.); process(.); write(.); close(.); exit(.); close(.); else if (fork()0) close(accept); continue; 接下来我们在来看一下 在Linux下支持并发服务器模型的方式。一般来说有下面的三种方式：（1） 多进程（2） 多线程（3） I/O多路复用在

5、经过上面这么多得理论的分析之后，我们对服务器的类别及实现方法有了大致的了解。回顾第四周做得实验，我们知道之前做得用TCP和UDP实现服务器端和客户端的方式都属于循环服务器模型，即服务器在一个阶段之内只能处理一个客户，并且只有在一个客户被处理完之后才能继续相应下一个客户的请求。那门我们今天就要实现并发服务器模型。进一步分析，我们得之，如果是用UDP实现的循环服务器，那么它同时也是并发服务器，即不需要任何修改，之前的循环UDP服务器就能实现UDP并发服务器的功能，因为UDP在服务器与客户端通信是不需要建立连接的。所以我们今天的工作就是编程实现TCP并发服务器模型。由于基本原理之前类似，所以我们只需

6、要在原来的程序上做少量的修改，就可以实现TCP的并发服务器。下面进入实验。实验一：实验步骤：（1）：popen() 函数的作用是用创建管道的方式启动一个进程。在第四周的试验中我们通过这个函数完成了远程控制系统的编写。今天我们就自己编写函数来代替popen()函数，达到同样的效果。（2） ：先来分析一下思路：我们可以利用使用管道pipe(int f_des2)函数（参数f_des0用于读取管道，f_des1用于向管道写入数据）,通过管道实现父子进程间通讯。（3） 所以程序可以分为以下四个部分：1.创建管道；2.创建子进程；3.在父进程中：关闭f_des1,使用wait操作与等待子进程，然后将管道

7、中的数据读出打印显示；4.在子进程:关闭f_des0,将管道f_des1与标准输出进行重定向（dup2(f_des1,STDOUT_FILENO)），然后调用execvp()函数执行程序中接收到的命令；（4）接下来我们就可以编写自己的程序了，打开虚拟机，利用VI编辑器将我们的程序命名为mypopen.c(5)保存mypopen.c，使用命令gcc o mypopen mypopen.c g命令编译程序。(6)执行./mypopen，输入命令：ls(7) 再次执行./mypopen，输入命令who(8) 执行命令./mypopen，输入命令：pwd(9) 经过以上步骤的验证，说明我们自己编写的m

8、ypopen.c函数正确的实现了popen()的功能。本函数与Linux中的popen()函数实现最大的不同是不需要用专门的pclose()函数来关闭文件指针，用普通的fclose()即可。实验二：实验步骤：（1）：就像之前说得实现TCP并发服务器有三种方式，今天我们利用多进程的方式来实现这个目的。在编写TCP的并发服务器之前，我们先来看下TCP多进程并发模型的流程图。（2）：根据流程图我们就可以在Linux进行程序的编写了，打开虚拟机，在Linux下的VI编辑器中编写服务器端程序tcpserver.c上述红色区域是代码修改的地方，而且在头文件需加入#include (3)使用命令gcc o

9、tcpserver tcpserver.c g编译； （4）：编写客户端代码，客户端代码是不需要修改的，在vi下编辑tcpclient.c，保存，编译。（5）打开一个终端，执行服务器端程序./tcpserver（6） 打开第二个终端，执行第一个客户端命令./tcpclient 127.0.0.1（7）打开第三个终端，执行第二个客户端命令./tcpclient 127.0.0.1(8)第一个客户端程序继续输入命令：who(9): 第二个客户端程序继续输入命令：who（接上）实验内容（算法、程序、步骤和方法） (10):第一个客户端程序继续输入命令：quit(11):第二个客户端程序继续输入命令：

10、quit（12）：从上面的演示效果来看程序很好的实现了并发服务器的功能，即服务器在同一阶段能与多个客户进行通信。附试验源代码：mypopen.c/mypopen.c#include #include #include #include int main(int argc,char *argv)pid_t pid;int f_des2;char cmd1024;printf(Please input your command:);scanf(%s,&cmd);if(-1=pipe(f_des)perror(create pipe errorn);exit(1);if(pid=fork()0)pr

11、intf(This is in parent processn);close(f_des1);wait();char buffer1024;int readByte = read(f_des0,buffer,sizeof(buffer);bufferreadByte = 0;printf(The message is :%s n,buffer);exit(0);else close(f_des0);dup2(f_des1,STDOUT_FILENO);char *argv=cmd,NULL;execvp(cmd,argv);exit(0);tcpserver.c/tcpserver.c#inc

12、lude #include #include #include #include #include #include #define PORT 8900#define BUFSIZE 2048int execute(char*command,char*buf)FILE *fp;int count;char commandbuf2056;if (NULL=command)|(NULL=buf)perror(command or buf is emptyn);return -1;count =0;memset(commandbuf,0,2056);strcat(commandbuf,sh -c )

13、;strcat(commandbuf,command);fprintf(stderr,the command is %sn,commandbuf);if (NULL=(fp=popen(commandbuf,r)perror(create pipe errorn);return -1;while (count2047) & (EOF!=(bufcount+=fgetc(fp);bufcount-1=0;return count;int main()int sockfd;/pid_t pid;int conn_sock;char sendbufBUFSIZE;char recvbufBUFSIZ

14、E;int sendnum;int recvnum;int length;struct sockaddr_in client;struct sockaddr_in server;int opt;int cnt; /* The first stage:INITILIZE */memset(&client,0,sizeof(client);memset(&server,0,sizeof(server);memset(sendbuf,0,BUFSIZE);memset(recvbuf,0,BUFSIZE);length=0;sockfd=-1;conn_sock=-1;opt=SO_REUSEADD

15、R;/*The second stage:create listen socket */if (-1=(sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)perror(create socket errorn);return -1;setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&opt,sizeof(opt);/* The third stage:bind socket */server.sin_family=AF_INET;server.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);server.sin_por

16、t=htons(PORT);if (-1=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&server,sizeof(server)perror(bind socket errorn);close(sockfd);return -1;/* The fourth stage:listen socket */if (-1=listen(sockfd,10)perror(listen socket errorn);close(sockfd);return -1;/* The fifth stage:creat connect socket */while(1)if (-1=(conn_

17、sock=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&client,&length)perror(three shakehands errorn);close(sockfd);return -1;pid_t pid;if (pid=fork() 0)printf(This is the parent process);continue;/* the commnication with client */else while(1)close(sockfd);memset(recvbuf,0,BUFSIZE);memset(sendbuf,0,BUFSIZE);if (0=(

18、recvnum=read(conn_sock,recvbuf,BUFSIZE)perror(the commucation errorn);close(conn_sock);close(sockfd);return -1;recvbufrecvnum=0;fprintf(stderr,the command is:%sn,recvbuf);if (0=strcmp(recvbuf,quit)fprintf(stderr,the client is quitn);/fprintf(stderr,list);close(conn_sock);exit(1);if (1=(cnt=execute(r

19、ecvbuf,sendbuf)sprintf(sendbuf,the invalid command,please try againn);fprintf(stderr,the result is n%s,sendbuf);if (0=(sendnum=write(conn_sock,sendbuf,strlen(sendbuf)perror(the commucation errorn);close(sockfd);close(conn_sock);return -1;close(sockfd);tcpclient.c/tcpclient.c#include #include #includ

20、e #include #include #include #define PORT 8900#define BUFSIZE 2048void printusage(char*command)if (NULL=command)exit(-1);fprintf(stderr,the useage of %s :,command);fprintf(stderr,%s IPADDRn,command);return;int main(int argc,char* argv)int sockfd;int length;struct sockaddr_in server;int sndnum;int re

21、cvnum;char sendbufBUFSIZE;char recvbufBUFSIZE;sockfd=-1;length=0;if (2!=argc)printusage(argv0);return -1;if (-1=(sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)perror(create socket errorn);return -1;memset(&server,0,sizeof(server);server.sin_family=AF_INET;server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv1);server.sin_p

22、ort = htons(PORT);if (-1=connect(sockfd,(struct sockaddr*)&server,sizeof(server)perror(connect errorn);close(sockfd);return -1;while(1)fprintf(stderr,TCP);memset(recvbuf,0,BUFSIZE);memset(sendbuf,0,BUFSIZE);fgets(sendbuf,BUFSIZE,stdin);length=strlen(sendbuf);sendbuflength-1=0;if (0=(sndnum=write(soc

23、kfd,sendbuf,strlen(sendbuf)perror(send errorn);close(sockfd);exit(-1);if (0=strcmp(sendbuf,quit)fprintf(stderr,quit.n);close(sockfd);exit(0);if (0=(recvnum=read(sockfd,recvbuf,BUFSIZE)perror(read errorn);close(sockfd);exit(-1);recvbufrecvnum=0;fprintf(stderr,the result:n);fprintf(stderr,%sn,recvbuf);数据记录和计算 详细见上面结 论（结 果） （1）利用管道技术可以自己编写函数实