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学习(编程技巧_编程知识_程序代码),是学习编程不可多得的学习精验

Proxy源代码分析--谈谈如何学习linux网络编程
 

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第八军团 时间：2004-1-17 21:43:36 
   
Linux是一个可靠性非常高的操作系统，但是所有用过Linux的朋友都会感觉到，Linux和Windows这样的"傻瓜"操作系统（这里丝毫没有贬低Windows的意思，相反这应该是Windows的优点）相比，后者无疑在易操作性上更胜一筹。但是为什么又有那么多的爱好者钟情于Linux呢，当然自由是最吸引人的一点，另外Linux强大的功能也是一个非常重要的原因，尤其是Linux强大的网络功能更是引人注目。放眼今天的WAP业务、银行网络业务和曾经红透半边天的电子商务，都越来越倚重基于Linux的解决方案。因此Linux网络编程是非常重要的，而且当我们一接触到Linux网络编程，我们就会发现这是一件非常有意思的事情，因为以前一些关于网络通信概念似是而非的地方，在这一段段代码面前马上就豁然开朗了。在刚开始学习编程的时候总是让人感觉有点理不清头绪，不过只要多读几段代码，很快我们就能体会到其中的乐趣了。下面我就从一段Proxy源代码开始，谈谈如何进行Linux网络编程。 

　　首先声明，这段源代码不是我编写的，让我们感谢这位名叫Carl Harris的大虾，是他编写了这段代码并将其散播到网上供大家学习讨论。这段代码虽然只是描述了最简单的proxy操作，但它的确是经典，它不仅清晰地描述了客户机/服务器系统的概念，而且几乎包括了Linux网络编程的方方面面，非常适合Linux网络编程的初学者学习。
　　这段Proxy程序的用法是这样的，我们可以使用这个proxy登录其它主机的服务端口。假如编译后生成了名为Proxy的可执行文件，那么命令及其参数的描述为：
　　　./Proxy <proxy_port> <remote_host> <service_port>
　　其中参数proxy_port是指由我们指定的代理服务器端口。参数remote_host是指我们希望连接的远程主机的主机名，IP地址也同样有效。这个主机名在网络上应该是唯一的，如果您不确定的话，可以在远程主机上使用uname -n命令查看一下。参数service_port是远程主机可提供的服务名，也可直接键入服务对应的端口号。这个命令的相应操作是将代理服务器的proxy_port端口绑定到remote_host的service_port端口。然后我们就可以通过代理服务器的proxy_port端口访问remote_host了。例如一台计算机，网络主机名是legends，IP地址为10.10.8.221，如果在我的计算机上执行：
　　　[root@lee /root]#./proxy 8000 legends telnet
　　那么我们就可以通过下面这条命令访问legends的telnet端口。
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[root@lee /root]#telnet legends 8000
Trying 10.10.8.221...
Connected to legends(10.10.8.221).
Escape character is '^]'

Red Hat Linux release 6.2(Zoot)
Kernel 2.2.14-5.0 on an i686
Login:
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　　上面的绑定操作也可以使用下面的命令：
　　　[root@lee /root]#./proxy 8000 10.10.8.221 23
　　　23是telnet服务的标准端口号，其它服务的对应端口号我们可以在/etc/services中查看。

　　下面我就从这段代码出发谈谈我对Linux网络编程的一些粗浅的认识，不对的地方还请各位大虾多多批评指正。

◆main()函数
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#include <stdio.h> 
#include <ctype.h> 
#include <errno.h> 
#include <signal.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <sys/socket.h> 
#include <sys/file.h> 
#include <sys/ioctl.h> 
#include <sys/wait.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <netdb.h> 
#define TCP_PROTO　　 "tcp" 
int proxy_port;　　　 /* port to listen for proxy connections on */ 
struct sockaddr_in hostaddr;　　 /* host addr assembled from gethostbyname() */ 
extern int errno;　　 /* defined by libc.a */ 
extern char *sys_myerrlist[]; 
void parse_args (int argc, char **argv); 
void daemonize (int servfd); 
void do_proxy (int usersockfd); 
void reap_status (void); 
void errorout (char *msg);
/*This is my modification. 
I'll tell you why we must do this later*/
typedef void Signal(int);
/****************************************************************
function: 　　　main 
description: 　 Main level driver. After daemonizing the process, a socket is opened to listen for 　　　　　　　　connections on the proxy port, connections are accepted and children are spawned to 　　　　　　　　handle each new connection. 
arguments: 　　 argc,argv you know what those are. 
return value: 　none. 
calls: 　　　　 parse_args, do_proxy. 
globals: 　　　 reads proxy_port. 
****************************************************************/
main (argc,argv) 
int argc; 
char **argv; 
{ 
　　　int clilen; 
　　　int childpid; 
　　　int sockfd, newsockfd; 
　　　struct sockaddr_in servaddr, cliaddr; 
　　　parse_args(argc,argv); 
　　　/* prepare an address struct to listen for connections */ 
　　　bzero((char *) &servaddr, sizeof(servaddr)); 
　　　servaddr.sin_family = AF_INET; 
　　　servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); 
　　　servaddr.sin_port = proxy_port; 
　　　/* get a socket... */ 
　　　if ((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) < 0) { 
　　　　　fputs("failed to create server socket\r\n",stderr); 
　　　　　exit(1); 
　　　} 
　　　/* ...and bind our address and port to it */ 
　　　if　　 (bind(sockfd,(struct sockaddr_in *) &servaddr,sizeof(servaddr)) < 0) { 
　　　　　fputs("faild to bind server socket to specified port\r\n",stderr); 
　　　　　exit(1); 
　　　　} 
　　　/* get ready to accept with at most 5 clients waiting to connect */ 
　　　listen(sockfd,5); 
　　/* turn ourselves into a daemon */ 
　　daemonize(sockfd); 
　　/* fall into a loop to accept new connections and spawn children */ 
　　while (1) {
　　　　/* accept the next connection */ 
　　　　clilen = sizeof(cliaddr); 
　　　　newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr_in *) &cliaddr, &clilen); 
　　　　if (newsockfd < 0 && errno == EINTR) 
　　　　　　continue; 
　　　　/* a signal might interrupt our accept() call */ 
　　　　else if (newsockfd < 0) 
　　　　　　/* something quite amiss -- kill the server */ 
　　　　errorout("failed to accept connection");
　　　　/* fork a child to handle this connection */ 
　　　　if ((childpid = fork()) == 0) { 
　　　　　　close(sockfd); 
　　　　　　do_proxy(newsockfd); 
　　　　　　exit(0); 
　　　　　} 
　　　　/* if fork() failed, the connection is silently dropped -- oops! */ 
　　　　　lose(newsockfd); 
　　　　　} 
　　　}
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　　上面就是Proxy源代码的主程序部分，也许您在网上也曾经看到过这段代码，不过细心的您会发现在上面这段代码中我修改了两个地方，都是在预编译部分。一个地方是在定义外部字符型指针数组时，我将原代码中的
　　extern char *sys_errlist[];
修改为
　　extern char *sys_myerrlist[];原因是在我的Linux环境下头文件"stdio.h"已经对sys_errlist[]进行了如下定义：
　　extern __const char *__const sys_errlist[];
　　也许Carl Harris在94年编写这段代码时系统还没有定义sys_errlist[]，不过现在我们不修改一下的话，编译时系统就会告诉我们sys_errlist发生了定义冲突。
　　另外我添加了一个函数类型定义：
　　　typedef void Sigfunc(int);
　　具体原因我将在后面向大家解释。

套接字和套接字地址结构定义

　　这段主程序是一段典型的服务器程序。网络通讯最重要的就是套接字的使用，在程序的一开始就对套接字描述符sockfd和newsockfd进行了定义。接下来定义客户机/服务器的套接字地址结构cliaddr和servaddr，存储客户机/服务器的有关通信信息。然后调用parse_args(argc,argv)函数处理命令参数。关于这个parse_args()函数我们待会儿再做介绍。

创建通信套接字

　　下面就是建立一个服务器的详细过程。服务器程序的第一个操作是创建一个套接字。这是通过调用函数socket()来实现的。socket()函数的具体描述为：
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　　#include <sys/types.h>
　　#include <sys/socket.h>
　　int socket(int domain, int type, int protocol);
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