PDF de programación - Programación con Sockets - Introducción

Redes
Ingeniería Informática

Universidad de Oviedo

Programación con
Sockets

INTRODUCCIÓN

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¿Qué son los Sockets ?
• Son un mecanismo de comunicación entre

procesos:
– Dentro de una misma máquina.
– Distribuidos en diferentes máquinas.

• Que pueden ser identificados mediante un nombre.
• Proporcionan un interfaz estándar para el acceso a

diferentes protocolos de comunicaciones.

• Soportan, entre otros, la pila de protocolos TCP/IP.
– Acceso a servicios de transporte orientados a conexión

(TCP)

– Acceso a servicios de transporte orientados a datagrama

(UDP)

– Acceso a servicios de capa de red (IP)

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Tipos de Sockets
• Stream (SOCK_STREAM):

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– Flujo de datos bidireccional, fiable, ordenado y sin duplicados.
– En la recepción no se conservan marcas relacionadas con la

forma en que fueron enviados.
• Datagrama (SOCK_DGRAM):

– Flujo de datos bidireccional, sin garantías de fiabilidad, orden

o evitación de duplicados.

– Los datos se recibes en los mismos bloques en que fueron

enviados.
• Otros tipos:

– Raw (SOCK_RAW)
– Paquetes Secuenciados (SOCK_SEQPAQUET)

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Dominios de Sockets
• Cada socket está asociado a un dominio de

comunicaciones.

• Un dominio es una abstracción introducida para
encapsular propiedades comunes de los sockets
involucrados en la comunicación:
– Esquema usado para nombre el socket.
– Tipos de sockets disponibles dentro del dominio.
– Protocolos de comunicaciones utilizados.
– ...

• La familia que soporta la pila de protocolos TCP/IP es:

PF_INET o AF_INET

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Nombres (I)
• La estructura del nombre o dirección de un socket

depende de la familia a la que pertenece.

• La API utiliza una estructura genérica en la declaración

de las funciones.
struct sockaddr {

uint8_t
sa_family_t
char

sa_len;
sa_family;
sa_data[14];

// address family: AF_XXX value
// protocol specific address

};

• Proporciona estructuras particularizadas para cada

familia de sockets soportada.
– struct sockaddr_in
– struct sockaddr_un

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Nombres (II)

longitud

familia

datos (14 bytes)

longitud AF_INET
nº puerto (2 bytes)

Dir IPv4 (4 bytes)

relleno (8 bytes)

Longitud fija:

16 bytes

Longitud fija:

16 bytes

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longitud AF_LOCAL

pathname

(hasta 104 bytes)

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Longitud variable

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Rellenando la una dirección:
Ejemplo I:

sock_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
sock_addr.sin_port = htons(0);
sock_addr.sin_family = AF_INET;

Ejemplo II:

sock_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(“128.59.69.7”);
sock_addr.sin_port = htons(5115);
sock_addr.sin_family = AF_INET

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Programación con Windows Sockets (I)
• Tipo de dato del socket: SOCKET

– La validez de un socket se comprueba comparando con

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INVALID_SOCKET
Estilo BSD:

Estilo recomendado:

/* or s < 0 */

s = socket(...);
if (s == -1)
{...}
s = socket(...);
if (s == INVALID_SOCKET)
{...}

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Programación con Windows Sockets (II)
• Función Select() y FD_*

– La sintaxis y funcionalidad se mantiene, aunque:

• Sólo es aplicable a sockets.
• El número máximo de descriptores a comprobar no se

emplea

– Los conjuntos de sockets se representan con el tipo fd_set,

aunque se implementan como un array de sockets.

– Para evitar problemas de compatibilidad se recomienda

emplear las macros FD_XXX para:

• Activar
• Inicializar
• Borrar
• Comprobar

dichos conjuntos.

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Programación con Windows Sockets (III)
• Códigos de Error

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– La causa de un error no está disponible a través de la

variable errno.

– Para acceder a los códigos de error debe usarse la función

WSAGetLastError().

– Para mantener compatibilidad a nivel de código con BSD,

se puede hacer la siguiente definición:

#define errno WSAGetLastError()

En Windows:
En UNIX:
int WSAGetLastError() {return errno}

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Programación con Windows Sockets (IV)
• Códigos de Error (cont.)

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Estilo BSD:
r = recv(...);
if (r == -1 && errno == EWOULDBLOCK)
{...}
Estilo recomendado:
r = recv(...);
if (r == -1 && WSAGetLastError()== EWOULDBLOCK)
{...}

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Programación con Windows Sockets (V)
• Cambio de nombre en funciones:

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– En dos casos ha sido necesario cambiar el nombre de las

funciones usadas por la librería Berkeley Sockets:

• close() ⇔ closesocket()
• ioct() ⇔ ioctlsocket() / WSAIoctl()

• Número máximo de sockets soportados

– El número máximo de sockets que puede usar una

determinada aplicación depende de la implementación de
Winsock empleada y se conoce a través de WSAStartUp()

– Además existe la constante FD_SETSIZE que fija el

tamaño máximo de las estructuras fd_set. Por defecto es
64.

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Programación con Windows Sockets (VI)
• Fichero de inclusión:

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– Winsock2.h

• Comprobación del fallo de una función:

Estilo BSD:
r = recv(...);
if (r == -1 && errno == EWOULDBLOCK)
{...}
Estilo recomendado:
r = recv(...);
if (r == SOCKET_ERROR && WSAGetLastError()==
EWOULDBLOCK)
{...}

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Programación con Windows Sockets (VII)
• Orden de los bytes:

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– El orden de los bytes en la arquitectura Intel es diferente

del empleado por la red.

•

– Cualquier referencia a direcciones IP o números de puerto
pasadas desde o hacia una función WinSock debe estar en
orden de red.

Inicialización y terminación de los programas:
– Es necesario usar la función WSAStartup() antes de hacer
ninguna llamada a las funciones de sockets para inicializar
la DLL compartida (winsock.dll)

– Es necesario ejecutar la función WSACleanup() al finalizar

para liberar los recursos ocupados en la DLL

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