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IPv4/IPv6 ソケット・プログラムサンプル(LINUX gcc 版)

ソケット・プログラミング」のサーバプログラム例について、IPv4、IPv6 の両方で接続を受け入れる対応を追加します。

getaddrinfo() で取得したすべてのアドレスについて、ソケットの生成を行います。なお、IPv6 をサポートするソケットは、setsockopt() で IPV6_ONLY ソケット・オプションを設定します。

select() にて、接続要求を待ちます。

受信と送信は、fork() の子プロセスで行います。

ストリーム・ソケットのサーバプログラム例(LINUX gcc 版)



#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> 
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>

#define BUF_SIZE 1024

int main(int argc, char *argv[]) {
 struct addrinfo hints;
 struct addrinfo *res, *rp;
 int rc, retval, pt;
 int sock[FD_SETSIZE];
 int sockcnt = 0;
 int on = 1;
 int fd_size;
 int ix, somax;
 fd_set rfd, rfd_init;
 struct sockaddr_storage sock_addr;
 socklen_t sock_addr_len;

 if (argc != 2) {
  fprintf(stderr, "Usage: %s port\n", argv[0]);
  exit(EXIT_FAILURE);
 }

 memset(&hints, 0, sizeof(struct addrinfo));
 hints.ai_family = AF_UNSPEC;     /* Allow IPv4 or IPv6 */
 hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; /* Stream socket */
 hints.ai_flags = AI_PASSIVE;     /* For wildcard IP address */
 hints.ai_protocol = 0;           /* Any protocol */
 hints.ai_canonname = NULL;
 hints.ai_addr = NULL;
 hints.ai_next = NULL;

 rc = getaddrinfo(NULL, argv[1], &hints, &res);
 if (rc != 0) {
  fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(rc));
  exit(EXIT_FAILURE);
 }

 fd_size = sizeof(sock) / sizeof(int);
 for (rp = res; rp != NULL; rp = rp->ai_next) {
  sock[sockcnt] = socket(rp->ai_family, rp->ai_socktype, rp->ai_protocol);
  if (sock[sockcnt] == -1)
   continue;

  if (rp->ai_family == AF_INET6) {
   if (setsockopt(sock[sockcnt], IPPROTO_IPV6, IPV6_V6ONLY, &on, sizeof(on)) < 0) {
    close(sock[sockcnt]);
    continue;
   }
   else
    printf("socket[%d] set IPV6_V6ONLY\n", sockcnt);
  }
  if (rp->ai_family == AF_INET || rp->ai_family == AF_INET6) {
   if (setsockopt(sock[sockcnt], SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0) {
    close(sock[sockcnt]);
    continue;
   }
   else
    printf("socket[%d] set SO_REUSEADDR\n", sockcnt);
  }
  if (bind(sock[sockcnt], rp->ai_addr, rp->ai_addrlen) == -1) {
   perror("bind");
   close(sock[sockcnt]);
   continue;
  }
  if (listen(sock[sockcnt], 5) == -1) {
   perror("listen");
   close(sock[sockcnt]);
   continue;
  }
  sockcnt++;
  if (sockcnt >= fd_size)
   break;
 }

 freeaddrinfo(res);

 if (sockcnt == 0) {
  fprintf(stderr, "Could not bind/listen\n");
  exit(EXIT_FAILURE);
 }

 FD_ZERO(&rfd_init);
 somax = -1;
 for (ix = 0; ix < sockcnt; ix++) {
  FD_SET(sock[ix], &rfd_init);
  if (sock[ix] > somax)
   somax = sock[ix];
 }

 for(;;) {
  rfd = rfd_init;
  retval = select(somax + 1, &rfd, NULL, NULL, NULL);
  if (retval < 0) {
   perror("select");
   exit(EXIT_FAILURE);
  }
  for (ix = 0; ix < sockcnt; ix++) {
   if (FD_ISSET(sock[ix], &rfd)) {
    sock_addr_len = sizeof(struct sockaddr_storage);
    if ((pt = accept(sock[ix], (struct sockaddr *) &sock_addr, &sock_addr_len)) == -1) {
     perror("accept");   
     exit(EXIT_FAILURE);
    }
  
    if (fork() == 0) {
     char host[NI_MAXHOST], service[NI_MAXSERV];
     rc = getnameinfo((struct sockaddr *) &sock_addr, sock_addr_len, host, NI_MAXHOST, service, NI_MAXSERV, NI_NUMERICSERV);
     if (rc == 0)
      printf("accept socket[%d] %s:%s\n", ix, host, service);
     else
      fprintf(stderr, "getnameinfo: %s\n", gai_strerror(rc));

     ssize_t rcv_len;
     char buf[BUF_SIZE];
     for (;;) {
      memset(buf, 0, sizeof buf);
      rcv_len = read(pt, buf, BUF_SIZE);
      if (rcv_len == -1) {
       perror("read");
       break;
      }
      if (rcv_len == 0)
       break;

      printf("Received %zd bytes from %s:%s\n", rcv_len, host, service);

      if (write(pt, buf, rcv_len) != rcv_len)
       fprintf(stderr, "Error sending response\n");
     }
     close(pt);
     close(sock[ix]);
     exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    close(pt);
   }
  }
 }
 exit(EXIT_SUCCESS);
}

以下のようなコマンドラインで、コンパイルして実行できます。



$ gcc tcpserver.c -o tcpserver
$ ./tcpserver 8888

データグラム・ソケットのサーバプログラム例(LINUX gcc 版)



#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> 
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>

#define BUF_SIZE 1024

int main(int argc, char *argv[]) {
 struct addrinfo hints;
 struct addrinfo *res, *rp;
 int rc, retval, pt;
 int sock[FD_SETSIZE];
 int sockcnt = 0;
 int on = 1;
 int fd_size;
 int ix, somax;
 fd_set rfd, rfd_init;
 struct sockaddr_storage sock_addr;
 socklen_t sock_addr_len;

 if (argc != 2) {
  fprintf(stderr, "Usage: %s port\n", argv[0]);
  exit(EXIT_FAILURE);
 }

 memset(&hints, 0, sizeof(struct addrinfo));
 hints.ai_family = AF_UNSPEC;    /* Allow IPv4 or IPv6 */
 hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM; /* Datagram socket */
 hints.ai_flags = AI_PASSIVE;    /* For wildcard IP address */
 hints.ai_protocol = 0;          /* Any protocol */
 hints.ai_canonname = NULL;
 hints.ai_addr = NULL;
 hints.ai_next = NULL;

 rc = getaddrinfo(NULL, argv[1], &hints, &res);
 if (rc != 0) {
  fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(rc));
  exit(EXIT_FAILURE);
 }

 fd_size = sizeof(sock) / sizeof(int);
 for (rp = res; rp != NULL; rp = rp->ai_next) {
  sock[sockcnt] = socket(rp->ai_family, rp->ai_socktype, rp->ai_protocol);
  if (sock[sockcnt] == -1)
   continue;

  if (rp->ai_family == AF_INET6) {
   if (setsockopt(sock[sockcnt], IPPROTO_IPV6, IPV6_V6ONLY, &on, sizeof(on)) < 0) {
    close(sock[sockcnt]);
    continue;
   }
   else
    printf("socket[%d] set IPV6_V6ONLY\n", sockcnt);
  }
  if (rp->ai_family == AF_INET || rp->ai_family == AF_INET6) {
   if (setsockopt(sock[sockcnt], SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0) {
    close(sock[sockcnt]);
    continue;
   }
   else
    printf("socket[%d] set SO_REUSEADDR\n", sockcnt);
  }
  if (bind(sock[sockcnt], rp->ai_addr, rp->ai_addrlen) == -1) {
   perror("bind");
   close(sock[sockcnt]);
   continue;
  }
  sockcnt++;
  if (sockcnt >= fd_size)
   break;
 }

 freeaddrinfo(res);

 if (sockcnt == 0) {
  fprintf(stderr, "Could not bind\n");
  exit(EXIT_FAILURE);
 }

 FD_ZERO(&rfd_init);
 somax = -1;
 for (ix = 0; ix < sockcnt; ix++) {
  FD_SET(sock[ix], &rfd_init);
  if (sock[ix] > somax)
   somax = sock[ix];
 }

 for(;;) {
  rfd = rfd_init;
  retval = select(somax + 1, &rfd, NULL, NULL, NULL);
  if (retval < 0) {
   perror("select");
   exit(EXIT_FAILURE);
  }
  for (ix = 0; ix < sockcnt; ix++) {
   if (FD_ISSET(sock[ix], &rfd)) {
    if (fork() == 0) {
     ssize_t rcv_len;
     char buf[BUF_SIZE];
     memset(buf, 0, sizeof buf);
     sock_addr_len = sizeof(struct sockaddr_storage);
     rcv_len = recvfrom(sock[ix], buf, BUF_SIZE, 0, (struct sockaddr *) &sock_addr, &sock_addr_len);
     if (rcv_len == -1)
      continue;

     char host[NI_MAXHOST], service[NI_MAXSERV];
     rc = getnameinfo((struct sockaddr *) &sock_addr, sock_addr_len, host, NI_MAXHOST, service, NI_MAXSERV, NI_NUMERICSERV);
     if (rc == 0)
      printf("socket[%d] received %zd bytes from %s:%s\n", ix, rcv_len, host, service);
     else
      fprintf(stderr, "getnameinfo: %s\n", gai_strerror(rc));

     if (sendto(sock[ix], buf, rcv_len, 0, (struct sockaddr *) &sock_addr, sock_addr_len) != rcv_len)
      fprintf(stderr, "Error sending response\n");

     close(sock[ix]);
     exit(EXIT_SUCCESS);
    }
   }
  }
 }
 exit(EXIT_SUCCESS);
}

以下のようなコマンドラインで、コンパイルして実行できます。



$ gcc udpserver.c -o udpserver
$ ./udpserver 8888

『IPv4/IPv6 ソケット・サーバプログラムサンプル(LINUX gcc 版)』を公開しました。

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