مقاله ای فارسی در رابطه با برنامه نویسی سوکت (Soket programing)

[Bad Sector]

آموزش Socket Programming
----------------------------------------------
Socket Programming در ارتباطات شبکه قراردادهايی استفاده می شود تحت عنوان Protocol ,
پروتکولهای مختلفی ايجاد شده اما در ارتباطات اينترنتی و شبکه هايی که ارتباط ۲ طرفه است
بيشتر از نوع( TCP/IP ) استفاده ميشه که اساس اون به صورت خيلی مختصر اينه که برای هر
کامپيوتر که به شبکه (که اینترنت هم یه شبکه هستش !!) وصله يه IP مخصوص به خودش رو داره و به نوعی آدرس اون کامپيوتر محسوب ميشه که تمام خصوصيات يه آدرس رو که ميشه متصور شد داراست .
اما چرا گفتم در شبکه هايی که ارتباط ۲ طرفه نيازه از ( TCP/IP ) استفاده ميشه ؟
چون انواع ديگری هم از جمله UDP هستند که تقريبا ارتباط يکطرفه ميباشد مثلا برای پخش برنامه های راديويی .
-----------------------------------------------------------------------------------
اصلی ترين عامل در يک ارتباط شبکه ای Socket ميباشد که اعمال شبکه را بصورت خواندن و
نوشتن در يک فايل شبيه سازی نموده است . سوکت در اصل مانند يک کانال ارتباطی است
که ميان دو نقطه ايجاد شده و پيغامها رد و بدل ميشود.
برای داشتن يک ارتباط شبکه ای بايد يک سوکت ايجاد کنيم ( منظور نرم افزاری هستشا !! )
که لازمه اين کار اينه که بدانيم برای گوش دادن داريم ايجاد ميکنيم يا برای فرستادن پيام .
اگه برای فرستادن پيام باشه که پر واضحه که نياز به آدرس مقصد داريم . اما اين کافی نيست !!!
امروزه آپارتمان نشينی رونق گرفته و تو کامپيوتر هم نفوذ کرده !!!!
برای فرستادن نامه امروزه تنها آدرس ساختمون طرف کافی نيست و نياز به شماره واحد اون هو هست .
اين فقط يه تمثيل بود ! درسته تو کامپيوتر هم فقط IP کافی نيست و شماره واحد برنامه ای که گوش به زنگه هم نيازه که به اون Port ميگن . يعنی شماره پورت هم نيازه .
اما يه چيز يادم رفت بگم که IP از ۴ عدد ۰تا۲۵۵ تشکيل شده که با نقطه از هم جدا ميشن مثلا : ۱۶۸.۲۳.۵۶.۹۸ يه IP هستش . اما پورت اعدادی بين ۱ تا (بصورت رایج) ۶۵۰۰۰ را ميتونه شامل بشه .(بله بزرگتر از این عدد هم میتونه شماره پورت بشه اما چه کاریه !!!)

اينجا ممکنه يه سوال پيش بياد که مگه نه اينکه هر کامپيوتر فقط يه IP داره پس يعنی در يه لحظه آيا فقط به يه کامپيوتر ميتونه وصل شه ؟؟
جواب منفی است
درسته که IP يکی بيشتر نيست اما تعداد معتنابهی پورت داريم
يعنی با هر پورت به يه کامپيوتر متصل ميشيم و ميتونيم تا ۶۵۰۰۰ (می دونم بیشتره ;-) ) ارتباط از صدقه سری پورتها داشته باشيم .

اما اگه سوکت برای گوش دادن باشه تنها کافیه که برای ایجاد سوکت بگیم با چه شماره پورتی می خوایم ایجادش کنیم .

-----------
اولين نکته ای که لازمه بگم اينه که تو استفاده از سوکت در اول ايجاد پروژه حتما بايد چک باکس مربوط به WinSock رو تيک کنيد که تو درس بعدی با جزئيات بيشتری خواهم گفت .

در برنامه نويسی سوکت ۲ نوع ارتباط خواهيم داشت :

الف ) در هنگام دريافت يا ارسال پيغام تمام برنامه متوقف می شود که در بسیاری از موارد اصلا مطلوب نيست

ب) بر اساس Event پايه گذاری می شود که هر موقع پيغامی منتظر دريافت شدن بود آنرا دريافت کند و هر موقع پيغام آماده فرستادن بود آنرا بفرستد و کل برنامه از کار نيافتد که در اکثر موارد اين روش استفاده می شود .

-----------------------------------------------
تمام نيازهای مارا يک کلاس به نام CAsyncSocket تامين می کند . که با ساختن شئ از آن می توانيم به امکاناتی نظير send , Receive ,... دسترسی داشته باشيم که مفصلترش رو توضيح خواهم داد . که هرچی بعد از این از توابع اسم میبرم مربوط به این کلاس هستش

برای اين نوع ارتباط که داريم بحث می کنيم ۲ جور سوکت بايد بسازيم :



۱- برای فرستادن ۲- برای گوش دادن یا همون دریافت
برای ايجاد سوکت از متد;( ) Create استفاده میشه که ۲ نوع آن به این شکل است که :

۲- برای نوع دریافت کردن ۱ پارامتر نیاز دارد و آن شماره پورت برای دریافت کردن میباشد که به طور مثال :;( ۱۷۵۳) Create
۱- برای نوع فرستادن تنها کافیست که این متد بدون پارامتر صدا زده شود : ;( ) Create
-----------------------------------------------
بعد از ایجاد سوکت کار بعدی وصل شدن به برنامه مقصد هستش که منتظر دریافت پیغام هستش .
این کار از جانب فرستنده پیغام شروع میشه که باید متد;( ) Connect صدا زده بشه .
این متد ۲ پارامتر نیاز دارد :



۱- IP کامپیوتر مقصد یا آدرس تحت وب آن مثلا :" www.taraf.com" ( اگر در یک شبکه محلی میخواید وصل بشید اسم کامپیوتر هم میتونه جای IP به کار بره ) که بصورت یه رشته خواهد بود ۲- شماره پورت کامپيوتر مقصد که گوش به زنگ هستش
مثلا : ;(۱۳۶۵,"192.۱68. 12 .39")Connect

---------------------------------------------------
اما قبل وصل شدن نيازه که گوش به زنگ بشيم تا بتونيم درخواستهای اتصال رو جواب بديم برای اين کار از متد;( ) Listen بدون هيچ پارامتری استفاده ميکنيم تا سوکت دريافت آماده بشه .

---------------------------------------------------
حالا که به اينجا رسيديم وقتی تقاضای وصل شدن از سمت يه کامپيوتر ديگه به ما ميرسه رو بايد قبول کنيم :
گوش به زنگ هستيم که اگه تقاضايی رسيد با متد ;( ) Accept قبولش کنيم
اين متد يه پارامتر ميگيره و اون يه شئ از کلاس CAsyncSocket هستش که وظيفه دريافت متن پيغامهای بعد از متصل شدن رو به عهده ميگيره .

--------------------------------------------------
برای فرستادن پيغام از متد ;( ) Send استفاده ميکنيم که ۲ پارامتر ميگيرد :



۱- اشاره گر به بافر داده مورد نظر برای فرستادن است که با استفاده از تابع;(‌ ) LPCTSTR استفاده ميکنيم که يک پارامتر ورودی دارد و آن متغييری است که پيغام ما در آن است . ۲- طول بافر که همان طول پيغام می باشد
مثلا اگه پيغام در متغييری به نام str باشه به شکل زير ميفرستيم :
; (()str.GetLengthو(Send(LPCTSTR(str

-------------------------------------------------
وقتی پیغام به گوش دهنده برسه یه Eventبه نام;( ) OnReceive فعال میشه که با متد ;( )Receive پيغام را دريافت می کند که ۲ پارامتر می گيرد :



۱- اشاره گر به يک بافر که ميتواند يک رشته کاراکتری باشد ۲- طول بافر مورد نظر که به چه طولی از پيغام را مي خاهيم دريافت کنيم
بعد از اتمام کار با سوکت باید انرا ببندیم که این کار با متد ;( ) Close صورت میگیرد


منبع : irvirus.com

[Bad Sector]

عنوان مقاله: with C++ Socket Programing


IP: در شبکه هر کامپیوتر دارای آدرس میباشد , این عدد آدرس 32 بیتی , به عبارتی 4 قسمتی را IP گویند.
TCP: یکی از پروتکل های لایه انتقال در شبکه اتصالگرا میباشد Transmission Control Protocol .
UDP: یکی از پروتکل های لایه انتقال در شبکه غیراتصالگرا میباشد .
CLIENT:کامپیوتری که در شبکه سرویس گیرنده است.
SERVER:کامپیوتری که به در خواستهای سرویس گیرنده ها پاسخ میدهد.

خلاصه:

امروزه با گسترش ارتبا طات و انواع شبکه های کامپیوتری جهت انجام امور نیاز مبرم به بر نامه های تحت شبکه از جمله socket programing احساس میشود , لذا در این مقاله به ا رائه مطالبی در این زمینه و ایجاد یک برنامه تحت شبکه(برنامه chat) میپردازم. در حقیقت این مقاله نقطه آغازی برای همه بر نامه نویسانی خواهد بود که به نحوی مجبور خو اهند شد برنامه کار بردی تحت شبکه اینترنت بنویسند.برای یک ارتباط نیاز به موارد زیر است :

• ارتباط ادامه دار
• زبان مشترک
• معنای آدرس دهی

ارتباط عمومی:
پروتکلها : زبانهای مشترک اینترنت هستند.

انواع آدرس در اینترنت :

1- آدرس IP از جنس آدرس فیزیکی 161.12.188.167
2- نام Domain از جنس آدرس منطقی ex.iraji .com
آدرس IP آدرس 32 بیتی است که به 4 قسمت تقسیم می گردد محدوده اعداد در هر قسمت از 255- 0
می باشد.
5 طبقه بندی برای آدرس IP وجود دارد :

توابع API در C :
GETHOST BY NAME – NAME IP ADDRES
GET HOST BY ADDRES – IP ADDRES AQME

برنامه های کاربردی مشترک:
در هر مورد پروتکل نمونه تعریف شده است .

شماره پورت :
16 بیت صحیح است . برای ارتباط نیاز به آدرس IP و شماره پورت می باشد.

در TCP ارتباط تعریف می شود با Unix در unix 1024 پورت اول برای هر دو نوع پورتکلها است و weu known ports نامیده می شود.

مدل tcp مبتنی بر اتصال است
قابل اطمینان smtr،http ،telnet ،ftp
رشته ای است (مسیل و نهر) (transmission control protocol / internet protocol)

مدلp ud غیر قابل اتصال
غیر قابل اطمینان tftp، nfs
دیتا گرامی است . ( بر اساس packet) (user datagram protocol) چکسام

مفهوم socket :
فرض کنید در محیطی کار میکنید که فقط با فایل ها سر و کار داریم ,در چنین سیستمی ورودی خروجی هم (I/O) میتواند تو سط سیستم فایلها مدیریت شود.به عنوان مثال, صفحه نمایش را همانند یک فایل متنی در نظر بگیرید برای ا ینکه اطلاعا ت را در صفحه نمایش بفرستیم باید فایل را از نوع نوشتنی باز کنیم و اگر محتوای اشاره گر فایل خالی نبود یعنی سیستم عامل به فایل حافظه اختصاص داد میتوان در فایل اطلاعات را نوشت.

میتوانیم این ساختار را برای ارتباط دو بر نامه کاربردی روی دو کامپیوتر گسترش دهیم , یعنی باید یک ارتباط با یک کامپیوترروی شبکه) با یک آدرس Ip خاص (و برنامه ای خاص روی کامپیوتر با آدرس پورت مشخص بگشاییم.
سوکت ، ترکيبی از يک آدرس IP و پورت TCP ويا پورت UDP است . يک برنامه ، سوکتی را با مشخص نمودن آدرس IP مربوط به کامپيوتر و نوع سرويس ( TCP برای تضمين توزيع اطلاعات و يا UDP) و پورتی که نشاندهنده برنامه است، مشخص می نمايد. آدرس IP موجود در سوکت ، امکان آدرس دهی کامپيوتر مقصد را فراهم و پورت مربوطه ، برنامه ای را که داده ها برای آن ارسال می گردد را مشخص می نمايد.درزیر نام چند پروتکل برنامه کاربردی و آدرس پورت آنها مشخص شده است:

بسیاری از برنامه های کاربردی تحت شبکه از یک شماره پورت خاصی برای ارسال و در یافت اطلاعات استفاده میکنند.به عنوان مثال برنامه فرستادن ایمیل به پورت 25 گوش میکند , ما در برنامه های کاربردی خود می توانیم از پورت دلخواه استفاده کنیم , به عنوان مثال شماره سوکت در یک برنامه تحت شبکه میتواند :2000 127.67.78.97 باشد که قالب کلی این آدرس به صورت Ip:Port میباشد .
مفهوم Sap :
در سمت client & server بسته های شکسته شده برنامه های کاربردی مربوطه با عبور از پورت مربوطه از لایه های دیگر شبکه عبور میکنند.این شماره پورت واسط بین لایه برنامه کاربردی و انتقال در حقیقت همان Sap میباشد .

بنابراین ارتباط بین دو برنامه تحت شبکه مبادله اتلاعات بین دو نقطه TSap روی دو کامپیوتر در شبکه میباشد.همانطور که میتوان چندین فابل را همزمان باز نگه داشت در یک برنامه تحت شبکه همزمان میتوان چندین ارتباط باز و فعال داشته باشیم .مثلا از برنامه Yahoo messenger استفاده میکنیم در حقیقت ما از برنامه سمت client آن استفاده میکنیم و در server yahoo برنامه ای به پورتی که برنامه client اطلاعات را به آن میفرستد گوش میدهد.

انواع سوکت :

سوکت ها به طور کلی به 2 نوع میباشند:
1- سوکت های نوع stream که از نوع اتصالگرا هستند , یعنی باید قبل از مبادله اطلا عات یک اتصال به صورت لوله فرضی بین client و server بوجود میاید, این نوع سوکت ها بر مبنای tcp هستند.
2
- سوکت های datagramکه از نوع بدون اتصال هستند , یعنی نیاز به برقراری ارتباط فرضی ندارند , پس هیچ امنیتی در این نوع ارتباط وجود ندارد, این نوع سوکت ها بر مبنایudp هستند.
همواره باید به این نکته توجه کرد که در برنامه های تحت شبکه ارتباطات دو طرفه میباشد, یک برنامه ای که در سمت سرویس گیرنده اجرا میشود و دیگری در سمت سرویس دهنده.برنامه نویسی سوکت مربوط به لایه کاربردی میباشد و انتقال بسته های اطلاعاتی به لایه های دگر بر عهده سیستم عامل میباشد.
قبل از وارد شدن در مقوله برنامه نویسی سوکت بد نیست الگوریتم کل کاری که بایستی در سمت سرویس دهنده همچنین در سمت مشتری انجام شود را بررسی نماییم :

الف) یک سوکت را که مشخصه یک ارتباط است بوجود بیاوریم . این قسمت باید نوع ارتباط خود با سیستم عامل را (tcp یا upd ) معرفی نماییم . این کار در محیط یونیکس توسط تابع ()socket انجام می گیرد .

ب) به سوکتی که باز کرده اید آدرس پورت نسبت می دهیم بدین صورت تمام بسته های Tcp یا upd ای که آدرس پورت مقصدشان با شماره پورت برنامه شما مطابقت دارد به سمت برنامه شما فرستاده می شود این کار توسط تابع سیستمی() bind انجام می شود.به این پورت ، پورت منفعل می گویند .

ج) حال باید به سیستم عامل بگوییم کارش را برای پذیرش تقاضاهای ارتباط شروع نماید.این کار توسط تابع سیستمی ()listen انجام می شود . چون ممکن است تعداد تقاضاهای ارتباط زیاد باشد باید حد اکثر تعداد ارتباط tcp را که می توان پذیرفت مشخص کرد و برای آن بافر در نظر گرفت.

د) در پایان باید از سیستم عامل بخواهیم که یکی از ارتباطات معلق را به برنامه شما معرفی کند . این کار توسط تابع () accept انجام می گیرد.

ه) از دستورات () send و ()recv برای مبادله داده استفاده می شود.
و) در پایان باید ارتباط خاتمه یابد . به دو صورت است:

در برنامه مشتری بایستی اعمال زیر را انجام داد :
الف) یک سوکت بوجود بیاوریم
ب) نیازی نیست مانند سرویس دهنده به سوکت خود آدرس پورت نسبت دهیم یعنی لزومی به استفاده از دستور bind نیست چرا که برنامه سمت client منتظر تقاضای دیگران نیست بلکه خودش متقاضی برقراری ارتباط است . بنا بر این با تابع connect تقاضا را به سمت server می فرستیم .
ج) از توابع ()send یا ()recv برای ارسال و در یافت داده اقدام کنید .
د) ارتباط را با توابع close یا shut down می بندیم .

توابع مورد استفاده در socket programming در :C
* توابع socket غیر واقعی :
Ret = parse _net work _args (args & argv & host & port &errmes)
تنظیمات مربوط به شبکه را انجام می دهد و ویرایش می کند. به دنبال host و port می گردد و آنها را منتقل می کند . در صورت موفقیت صفررا برمی گرداند.
**قسمت :server

1)-Port _sk = socket(af_inet ,sock_stream ):

2)-Port _sk = tcp _passive _ open (port)
در قسمت server اجرا می شود.
Port = تعداد rort هایی که به کار می رود .
است . Port- sk توصیفگر socket
3)-Bind (polt _ sk, &bind_ddr , addr _lenl);

4)- Client _sk = accept (port _sk , &bind _ addr ,&lenl);

:client قسمت ***
1)-Serr_ sk = tcp _active_open (host ,port)
Host = نام ماشین server
Port = شماره پورتی که به کار می رود
Server-sk = توصیفگر socket است .
آدرس IP و HOST پیدا می شود :
Host Ip = gethost by name(host name);
2) Ser v _sk = secket (af _ inetو sock _ stream;
3) connect( ser v _skو &bind _addr و addr _len);
سوکت Serv _sk می تواند برای صحبت با سرور به کار رود .
Header files های اصلی در زبان c برای برنامه نویسی socket :

.<sys/ typas.h> لازمه انواع داده ای است
.<errno.h> ها می باشد error شماره
.<sys/sochet.n> و سیستمی را شامل میباشد socke ساختارها و ثابت های
.<netdb.h.h> ساختارهای مربوطه به شبکه ای را شامل می باشد
.<netinet/in.h > را شامل می شود socketتوابع مربوط .<arpa/inet.h> توابع کاربردی را شامل می باشد
توابع مدیریت داده در شبکه :
IP و نام dns یک host را بر می گردان * get host by name -
نام service و پروتکل را بر می گرداند. * get serv by name -
نام host را در شبکه محلی بر می گرداند. * get host name -
* get server by name get serv by port get servent
* getproto by name get proto by number get protobyeat
* get net by name get net by add get net ent

مقایسه ارسال و دریافت داده ها به روش : udp
روال در هر دو برنامه سمت client ،server به یک شکل است :
الف ) یک سوکت از نوع دیتا گرام ایجاد کنید . این کار با فراخوانی تابع ()socket با پارامتر sock-dgram انجام می شود
ب) با تابع ()bind به سکوت ایجاد شده آدرس پورت مورد نظرتان را نسبت دهید.
ج ) حال می توانید منتظر دریافت و یا ارسال داده ها باشید ( در دریافت آدرس برنامه مبداء ( آدرس ip و port ) مشخص می گردد و ارسال امکان پذیر است).

ارسال و دریافت با توابع انجام می شود.

نتیجه گیری:

بر اساس تمام برنامه های کاربردی تحت شبکه لایه چهارم مفهومی به نام سوکت است . این مفهوم به منظور برقراری ارتباط برنامه های تحت شبکه و تبادل جریان داده ها بین پروسه ها ابداع شد . لذا این مقاله نقطه آغازی برای همه برنامه نویسانی خواهد بود که به نحوی مجبور خواهند شد برنامه کاربردی تحت شبکه اینترنت بنویسند.

نویسنده : مهندس محمد صا بر ایرجی
ایمیل: Shantia20042004@yahoo.com

[Bad Sector]

يه كتاب در مورد برنامه نویسی تحت شبکه socket programming