Náš klient bude ještě jednodušší než server. Jednoduše se připojí k serveru a pak střídavě čte řádky ze standardního vstupu a socketu a vypisuje je do socketu respektive na standardní výstup. Pokud se na standardním vstupu objeví prázdný řádek, klient spojení uzavře a skončí.

Stejně jako v případě serveru začínáme vytvořením socketu:

s:=socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,PF_UNIX);
if s=-1 then begin
  halt(1);
end;

Voláme naprosto stejnou funkci socket(2), která naprosto stejně buďto vrací deskriptor socketu nebo -1 v případě chyby.

Nyní vytvoříme spojení:

if not connect(s,fileName,sin,sout) then halt(2);

Funkce connect(2) vytvoří proudové spojení k jinému programu resp. počítači (kdo by to byl řekl, že? ^_~). Opět voláme formu specifickou pro Free Pascal, jenž přijímá jako adresu rovnou cestu ve filesystému a v posledních dvou parametrech vrací pascalské "soubory" pro náš socket.

Dále se "soubory" sin a sout naprosto běžně pracujeme a nakonec je zavřeme funkcí close.

Ukažme si, jak může vypadat použití naší jednoduché ukázky použití socketů:

$ ./unix-server &
[1] 21522
$ ./unix-client
Server: prichozi spojeni od:
Mnauu
foobar
raboof
quux
xuuq

$ ps
  PID TTY       TIME CMD
21110 pts/6 00:00:00 bash
21522 pts/6 00:00:00 unix-server
21524 pts/6 00:00:00 unix-server <defunct>
21550 pts/6 00:00:00 ps
$ killall unix-server
[1]+ Terminated ./unix-server
$

Nejprve jsem pomocí shellového operátoru &, který způsobí start procesu na pozadí, spustil server. Dále jsem spustil klienta, ten se připojil k serveru a vypsal první řádek,který od něho přišel (Mnauu). Poté jsem zadal dvě řádky (foobar a quux) a od serveru přišly odpovídající odpovědi, které klient vypsal (raboof a xuuq). Všimněte si ve výstupu příkazu ps procesu s číslem 21524, jedná se o proces zombie, o němž jsme mluvili ve druhém dílu. Vzniká tak, že proces, který obsluhoval klienta, sice skončil, ale jeho rodičovský proces(21522) si nevyzvedl jeho návratovou hodnotu.

---

Protokol TCP/IP se po stránce obsluhy socketů příliš neliší od Unix Domain Sockets, jediným rozdílem je, že musíme řešit převod adres a čísel portů do tzv. síťového pořadí bytů (tj. big-endian, zatímco procesory x86 používají little-endian). Také je nanejvýše vhodné umožnit uživateli zadávat adresy jako jména počítačů a nikoli jejich číselné adresy. Oba tyto problémy řeší jednotka inet.

Tato jednotka obaluje většinu funkcí specifických pro sockety v doméně AF_INET. Tedy funkce pro převod jmen počítačů na adresy a naopak, funkce pro převod názvů služeb na čísla portů a naopak a také funkce pro převod pořadí bytů mezi tzv. hostitelským(tj. takovým, které používá cílová platforma) a výše zmíněným síťovým pořadím.

O TCP/IP a socketech v doméně INET by se dalo teoretizovat jistě ještě dlouho, ale vrhněme se na vlastní přepis pro použití TCP/IP. Provedl jsem několik úprav předchozího příkladu. Forma patche nám umožní si jednoduše ukázat změny oproti variantě s Unix Domain Sockets.

• Server (patch)
• Klient (patch)

Změny proběhly logicky v obou částech našeho programu. Pro komunikaci nejdůležitější části kódu jsou ovšem víceméně duplikovány jak v serverové tak klientské části. Protože klient je jednodušší, začnu popis úprav tam:

s:=socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,PF_UNIX);
if paramcount<>1 then begin
  writeln('Usage: ',paramstr(0),' <address>');
  halt(4)
end;
s:=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

Na začátku programu si pro jistotu zkontrolujeme, jestli uživatel zadal právě jeden parametr a případně uživatele poučíme, že chceme jeden parametr. Poté vytvoříme socket v doméně AF_INET, což není nic jiného než IPv4, konkrétně v případě SOCK_STREAM protokol TCP.

Nyní ještě musíme zpracovar vstup od uživatele, tj. převést jméno počítače na jeho číselnou adresu. A poté vytvoříme spojení.

if not connect(s,fileName,sin,sout) then halt(2);
host.NameLookup(paramstr(1));
addr.family:=AF_INET;
addr.port:=ShortHostToNet(port);
addr.addr:=HostToNet(LongInt(host.IPAddress));
host.done;
if not connect(s,addr,sin,sout) then halt(2);

V jednotce inet je definováno několik objektů, jež obalují funkce pro převod jmen na adresy a naopak, čísel portů na názvy služeb a podobně. Zde právě vytváříme voláním konstruktoru NameLookup instanci objektu (úmyslně neříkám třídy, jedná se totiž o datový typ object) THost tak, že zadáme jméno počítače, který nás zajímá. Samozdřejmě je možno použít i IP adresu. Dále vyplníme strukturu TInetSockAddr, což je stejná struktura jako sockaddr_in v C. Zadáme tedy adresní doménu (AF_INET) a adresu a port protější strany v síťovém pořadí bytů. Poté tuto instanci opět zrušíme destruktorem done. A dále opět použití pro Free Pascal specifické varianty funkce connect(2), tentokráte pro datový typ TInetSockAddr.

A další kód klienta je naprosto identický jako v předchozí variantě, myslím, že na tom je krásně vidět o čem sockety vlastně jsou: ve skutečnosti jsme změnili dvě volání funkcí a máme fungující TCP klient. Zbytek úprav je zejména pro pohodlí uživatelů (převod jmen na adresy) a lepší přenositelnost našeho programu(převod na síťové pořadí bytů, to by totiž bylo možné implementovat aritmetickými operacemi a nebo dokonce ponechat na uživateli).

V serverové části již nebudu popisovat všechny úpravy, pouze se zaměřím na některé zajímavé:

function getName(addr :longint ):string;
var
  h : THost;
  a : longint;
begin
  a:=NetToHost(addr);
  h.AddressLookup(THostAddr(a));
  getName:=h.Name;
  h.done;
end;

Tato funkce slouží k převodu IP adresy příchozího spojení na jméno připojujícího se počítače. Jedná se vlastně o inverzi toho, co s instancí objektu THost děláme v klientské části.

addr.addr:=0;
if not bind(s,addr,sizeof(addr)) then halt(1);

Zde vyplňjeme položku addr naší vlastní IP adresou na, které chceme naslouchat klientům, speciální hodnota 0.0.0.0 (0 bez oddělení jednotlivých byte, vcelku nezávisle na jejich pořadí ^_~) znamená, že chceme použít všechny adresy rozhraní daného počítače.

Ostatní úpravy jsou většinou pouze o záměnách proměnných, a proto nepovažuji za nutné, je nějak dále rozebírat. Po upgradu na fpc 1.0.10 jsem na dvouch počítačích narazil na to, že program používající jednotku inet nešel zkompilovat a dostal jsem chybové hlášení linkeru o neexistenci proměnné h_errno. FPC 1.0.10 nainstalovaný apt-getem na debian unstable to nedělá, ale na gentoo instalované fpc z binárního balíčku to dělá. Není mě jasné co přesně toto chování způsobuje. Jednoduchým (a poněkud diskutabilním) řešením je ve zdrojovém kódu jednotky inet odstranit z definice promšnné GetDNSError část external name 'h_errno';, toto řešení ma ovšem ten důsledek, že poznáme že nastala chyba, nikoli už jaká.. Tím bych i uzavřel téma socketů a pomalu se přesuneme od obalů kolem knihovny jazyka C k programování v Pascalu.

Příště bych rád začal s knihovnou FCL, která ač je zatím neuplná a nedokončená, již nyní obsahuje mnoho zajímavých a užitečných tříd.