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Windows上的C套接字編程(服務器,使用select()和fd_set進行多執行緒)

2021-11-21 23:42:33 後端開發

我嘗試創建一個簡單的應用程式,其中服務器同時為局域網中的多個客戶端提供服務,客戶端將資料發送到服務器。問題是服務器不知道如何同時與多個客戶端通信,它仍然只與最后連接的客戶端通信。

在應用層部署了Salt通道加密協議,保證了傳輸資料的完整性和安全性。我用C語言編程,我使用Mingw編譯器,我使用select()函式和fd_set結構同時處理多個套接字。我寫了客戶端和服務端的代碼,這里握手成功,可以同時和所有客戶端交換資料。隨后,我嘗試在代碼中部署了鹽通道應用協議。但是,當我部署協議時,服務器只為最后登錄的客戶端提供服務。

我創建了客戶端的結構,我考慮它是否包含所有需要的東西。我無法弄清楚為什么服務器一次不能為多個客戶端提供服務的錯誤。我試圖測驗我是否將多個客戶端連接到服務器,但客戶端不發送任何訊息,因此服務器持有它們的套接字,當我關閉服務器時,所有客戶端 - 服務器連接都被關閉,但是一次客戶端發送訊息,當前只有一個客戶端-服務器連接。我有一個while回圈通信,我在fd_set結構中添加一個服務器套接字并呼叫select()函式,當套接字可用于握手時,我呼叫accept()并且回傳值是一個特定的客戶端套接字,然后我將其添加到fd_set 結構,回圈繼續,它會尋找可用的套接字,當它們檢查它是否適合握手時,如果不適合,則呼叫一個函式來接收來自客戶端的訊息并對其進行解密。

//Libraries for working with network tools in Windows
#ifndef _WIN32_WINNT
#define _WIN32_WINNT 0x0600
#endif
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>

//pragma comment nie je potrebny, lebo vyuzivam v Makefile subore flag -lws2_32
//#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

//Constants for working with sockets in Windows
#define ISVALIDSOCKET(s) ((s) != INVALID_SOCKET)
#define CLOSESOCKET(s) closesocket(s)
#define GETSOCKETERRNO() (WSAGetLastError())

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>

//Libraries of Salt channelv2
#include "salt.h"
#include "salt_io.h"
#include "salti_util.h"

#include <time.h>

//Function for reads encrypted message
salt_ret_t salt_read_begin_pom(salt_channel_t *p_channel, 
                               uint8_t *p_buffer, 
                               uint32_t buffer_size, 
                               salt_msg_t *p_msg, 
                               uint8_t *p_pom, 
                               uint32_t *p_size);


//Ready sk_sec key for server
static uint8_t host_sk_sec[64] = { 
    0x7a, 0x77, 0x2f, 0xa9, 0x01, 0x4b, 0x42, 0x33,
    0x00, 0x07, 0x6a, 0x2f, 0xf6, 0x46, 0x46, 0x39,
    0x52, 0xf1, 0x41, 0xe2, 0xaa, 0x8d, 0x98, 0x26,
    0x3c, 0x69, 0x0c, 0x0d, 0x72, 0xee, 0xd5, 0x2d,
    0x07, 0xe2, 0x8d, 0x4e, 0xe3, 0x2b, 0xfd, 0xc4,
    0xb0, 0x7d, 0x41, 0xc9, 0x21, 0x93, 0xc0, 0xc2,
    0x5e, 0xe6, 0xb3, 0x09, 0x4c, 0x62, 0x96, 0xf3,
    0x73, 0x41, 0x3b, 0x37, 0x3d, 0x36, 0x16, 0x8b
};

typedef struct{
    SOCKET sock_fd;
    salt_channel_t channel;
    struct sockaddr_storage client_address;
    socklen_t client_len;
} CLIENT;

void connection_and_servicing(CLIENT *p_client, SOCKET p_socket);

int main() { 

#if defined(_WIN32)

    //Variables
    SOCKET socket_listen;;
    CLIENT *client_info;

    uint8_t rx_buffer[UINT16_MAX * 4];
    uint8_t hndsk_buffer[SALT_HNDSHK_BUFFER_SIZE];
    uint8_t pom_buffer[SALT_HNDSHK_BUFFER_SIZE];
    salt_msg_t msg_in;
    salt_protocols_t protocols;
    salt_msg_t msg_out;
     salt_ret_t ret_msg;
     uint32_t verify = 0, decrypt_size;

    //The MAKEWORD macro allows us to request Winsock version 2.2
    WSADATA d;
    if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &d)) { //inicializacia Winscok-u
        fprintf(stderr, "Failed to initialize.\n");
        return 1;
    }
    
    printf("Configuring local address...\n");
    //Struct addrinfo hints
    struct addrinfo hints; 
    memset(&hints, 0, sizeof(hints));
    //Looking address IPv4
    hints.ai_family = AF_INET; 
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; //TCP connection
    //We ask getaddrinfo () to set the address, for the availability of any network device
    hints.ai_flags = AI_PASSIVE;

    //Setting a pointer to a structure that contains return information from the getaddrinfo () function
    struct addrinfo *bind_address; 
    getaddrinfo("192.168.100.8", "8080", &hints, &bind_address); //port 8080, generate an address suitable for the bind () function

    //Creating socket
    printf("Creating socket...\n");
    socket_listen = socket(bind_address->ai_family, 
            bind_address->ai_socktype, bind_address->ai_protocol);
    if (!ISVALIDSOCKET(socket_listen)) {
        fprintf(stderr, "socket() failed. (%d)\n", GETSOCKETERRNO());
        return 1;
    }

    //Binding socket to local address
    printf("Binding socket to local address...\n");
    if (bind(socket_listen,
                bind_address->ai_addr, bind_address->ai_addrlen)) {
        fprintf(stderr, "bind() failed. (%d)\n", GETSOCKETERRNO());
        return 1;
    }

    //After we've called bind(), we use the freeaddrinfo() function to free the memory for bind_address
    puts("Bind done");
    freeaddrinfo(bind_address); 

    printf("Listening...\n");
    if (listen(socket_listen, 5) < 0) {
        fprintf(stderr, "listen() failed. (%d)\n", GETSOCKETERRNO());
        return 1;
    }

    //Define fd_set structure master that stores all of the active sockets 
    fd_set master;
    FD_ZERO(&master);
    FD_SET(socket_listen, &master);
    SOCKET max_socket = socket_listen;


    printf("Waiting for connections...\n");

    while(1) {
        fd_set reads;
        reads = master;

        //The select function determines the status of one or more sockets, waiting if necessary, to perform synchronous I/O
        if (select(max_socket 1, &reads, 0, 0, 0) < 0) {
            fprintf(stderr, "select() failed. (%d)\n", GETSOCKETERRNO());
            return 1;
        }

        SOCKET i;
        //Loop through each possible socket 
        for(i = 1; i <= max_socket;   i) {
            if (FD_ISSET(i, &reads)) {

                //If socket_listen, create TCP connection of accept() function
                 if (i == socket_listen) {
                    client_info = (CLIENT *) malloc(sizeof(CLIENT));
                    client_info->client_len = sizeof(client_info->client_address);
                    client_info->sock_fd = accept(socket_listen,
                            (struct sockaddr*) &client_info->client_address,
                            &client_info->client_len);

                    if (!ISVALIDSOCKET(client_info->sock_fd)) {
                        fprintf(stderr, "accept() failed. (%d)\n",
                                GETSOCKETERRNO());
                        return 1;
                    }

                    FD_SET(client_info->sock_fd, &master);
                    if (client_info->sock_fd > max_socket)
                        max_socket = client_info->sock_fd;
                
                    //Prints the client address using the getnameinfo() function
                    char address_buffer[100];
                    getnameinfo((struct sockaddr*)&client_info->client_address,
                            &client_info->client_len,
                            address_buffer, sizeof(address_buffer), 0, 0,
                            NI_NUMERICHOST);
                    printf("New connection %s\n", address_buffer);
                    
                    printf("\nWaiting for succeses Salt handshake...\n");

                    connection_and_servicing(client_info, socket_listen);
                    printf("handshake\n");
        
                
                
                
                } else {
                    ret_msg = SALT_ERROR;
                    memset(rx_buffer, 0, sizeof(hndsk_buffer));
                     ret_msg = salt_read_begin_pom(&client_info->channel, rx_buffer, sizeof(rx_buffer), &msg_in, pom_buffer, &decrypt_size);
                        continue;
                    }
            } //if FD_ISSET
        } //for i to max_socket
    } //while(1)
    
    printf("Closing listening socket...\n");
    free(client_info);
    CLOSESOCKET(socket_listen);

    WSACleanup();
#endif

    printf("Finished.\n");
    return 0;
}


void connection_and_servicing(CLIENT *p_client, SOCKET p_socket)
{

    //CLIENT *p_client = (context *);
    //SOCKET sock = p_client->sock_fd;

    uint8_t hndsk_buffer[SALT_HNDSHK_BUFFER_SIZE];
    uint8_t rx_buffer[UINT16_MAX * 4];
    uint8_t pom_buffer[SALT_HNDSHK_BUFFER_SIZE];
    uint8_t tx_buffer[UINT16_MAX * 4];
    uint8_t protocol_buffer[128];
    uint32_t verify = 0, decrypt_size;

    salt_msg_t msg_out;
    salt_ret_t ret;
    salt_ret_t ret_msg;
    salt_msg_t msg_in;
    salt_protocols_t protocols;

    clock_t start_t, end_t;

    ret = salt_create(&p_client->channel, SALT_SERVER, my_write, my_read, &my_time);
    assert(ret == SALT_SUCCESS);

    //Initiates to add information about supported protocols to host
    ret = salt_protocols_init(&p_client->channel, &protocols, protocol_buffer, sizeof(protocol_buffer));
    assert(ret == SALT_SUCCESS);

    //Add a protocol to supported protocols
    ret = salt_protocols_append(&protocols, "ECHO", 4);
    assert(ret == SALT_SUCCESS);

    //Sets the signature used for the salt channel
    ret = salt_set_signature(&p_client->channel, host_sk_sec);
    assert(ret == SALT_SUCCESS);

    //New ephemeral key pair is generated and the read and write nonce  is reseted
    ret = salt_init_session(&p_client->channel, hndsk_buffer, sizeof(hndsk_buffer));
    assert(ret == SALT_SUCCESS);

    //Sets the context passed to the user injected read implementation
    ret = salt_set_context(&p_client->channel, &p_client->sock_fd, &p_client->sock_fd);
    assert(ret == SALT_SUCCESS);

    //Set threshold for delay protection
    salt_set_delay_threshold(&p_client->channel, 20000);

    start_t = clock();
    //Salt handshake 
    ret = salt_handshake(&p_client->channel, NULL);
    end_t = clock();

    printf("\n");
    printf("\t\n***** SERVER:Salt channelv2 handshake lasted: %6.6f sec. *****\n", ((double) (end_t -
            start_t) / (CLOCKS_PER_SEC))); 
    printf("\n");

    //Testing success for Salt handshake
    while (ret != SALT_SUCCESS) {

        if (ret == SALT_ERROR) {
            printf("Error during handshake:\r\n");
            printf("Salt error: 0xx\r\n", p_client->channel.err_code);
            printf("Salt error read: 0xx\r\n", p_client->channel.read_channel.err_code);
            printf("Salt error write: 0xx\r\n", p_client->channel.write_channel.err_code);
            printf("Connection closed.\r\n");
            CLOSESOCKET(p_client->sock_fd);
            free(p_client);
            break;
        }

        ret = salt_handshake(&p_client->channel, NULL);
    }

    if (ret == SALT_SUCCESS) {
    printf("\nSalt handshake successful\r\n");
    printf("\n");
    verify = 1;
    }

這是服務器代碼,我創建了一個CLIENT包含套接字結構(它表示accept()握手時函式的值,salt_channel_T在連接和service()函式中創建握手所需結構)。

salt_read_begin_pom()函式從客戶端接收加密訊息,對其進行驗證、解密,然后將其列印到螢屏上。

uj5u.com熱心網友回復:

問題channel在于您傳遞給salt_read_begin_pom().

您沒有將分配的CLIENT實體存盤在任何有用的地方。您只有一個client_info變數,每次修改新客戶端時都會更新該變數accept()因此i,您的讀取回圈中的每個不是服務器套接字的套接字最終都會為最后一個'ed 客戶端呼叫salt_read_begin_pom()相同的CLIENT實體accept()

您需要將您的CLIENT實體存盤在某處,例如在陣列或查找表中,然后對于i讀取回圈中具有等待讀取的資料的每個非服務器套接字,找到相應CLIENTsock_fd匹配項i,然后使用找到的CLIENT來呼叫salt_read_begin_pom().

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/houduan/362105.html

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    什么是JVM? JVM,全稱Java Virtual Machine(Java虛擬機),是通過在實際的計算機上仿真模擬各種計算機功能來實作的。由一套位元組碼指令集、一組暫存器、一個堆疊、一個垃圾回收堆和一個存盤方法域等組成。JVM屏蔽了與作業系統平臺相關的資訊,使得Java程式只需要生成在Java虛擬機 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:31 more
  • 使用Java接入小程式訂閱訊息!

    更新完微信服務號的模板訊息之后,我又趕緊把微信小程式的訂閱訊息給實作了!之前我一直以為微信小程式也是要企業才能申請,沒想到小程式個人就能申請。 訊息推送平臺🔥推送下發【郵件】【短信】【微信服務號】【微信小程式】【企業微信】【釘釘】等訊息型別。 https://gitee.com/zhongfuch ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:59 more
  • java -- 緩沖流、轉換流、序列化流

    緩沖流 緩沖流, 也叫高效流, 按照資料型別分類: 位元組緩沖流:BufferedInputStream,BufferedOutputStream 字符緩沖流:BufferedReader,BufferedWriter 緩沖流的基本原理,是在創建流物件時,會創建一個內置的默認大小的緩沖區陣列,通過緩沖 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:49 more
  • Java-SpringBoot-Range請求頭設定實作視頻分段傳輸

    老實說,人太懶了,現在基本都不喜歡寫筆記了,但是網上有關Range請求頭的文章都太水了 下面是抄的一段StackOverflow的代碼...自己大修改過的,寫的注釋挺全的,應該直接看得懂,就不解釋了 寫的不好...只是希望能給視頻網站開發的新手一點點幫助吧. 業務場景:視頻分段傳輸、視頻多段傳輸(理 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:42 more
  • Windows 10開發教程_編程入門自學教程_菜鳥教程-免費教程分享

    教程簡介 Windows 10開發入門教程 - 從簡單的步驟了解Windows 10開發,從基本到高級概念,包括簡介,UWP,第一個應用程式,商店,XAML控制元件,資料系結,XAML性能,自適應設計,自適應UI,自適應代碼,檔案管理,SQLite資料庫,應用程式到應用程式通信,應用程式本地化,應用程式 ......

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