并发服务器一.docx
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并发服务器一
四川大学计算机学院、软件学院
实验报告
课程名称
信息安全产品开发实践
实验课时
5
实验项目
并发服务器
（一）
实验时间
2011年10月09号
实验目的
1）继续了解Linux下C语言程序开发的过程
2）掌握服务器分为哪几种模型
3）能在Linux环境实现TCP多进程并发服务器模型
4）了解什么是僵尸程序及相应的解决方法
实验环境
VMware5.0，RedHatLinux9.0
实验内容（算法、程序、步骤和方法）
试验题目1
∙自己编写程序实现远程控制系统中使用到函数popen功能；
试验题目2
∙修改远程控制服务器代码，使得服务器同时能够向多个用户提供服务。
在开始这次实验之前，我们先来了解一下现在常见的服务器模型：
现在的服务器一般分为两种模型：
（1）循环（重复）服务器模型：
每次只能处理一个客户的请求，但上一个客户的请求完成后，才能处理下一个客户的请求；
（2）并发服务器模型：
服务器在同一时刻可以响应多个客户的请求；
接着我们需要了解如何去实现这两类服务器模型，通常来说实现服务器程序不外乎利用UDP和TCP两种方式。
下面来看下具体的流程：
UDP：
（1）：
UDP重复模型
UDP循环服务器的实现非常简单:
UDP服务器每次从套接字上读取一个客户端的请求,处理, 然后将结果返回给客户机.
socket（...）;
bind（...）;
while
（1）
{
recvfrom（...）;
process（...）;
sendto（...）;
}
（2）：
UDP并发服务器
人们把并发的概念用于UDP就得到了并发UDP服务器模型. 并发UDP服务器模型其实是简单的.和并发的TCP服务器模型一样是创建一个子进程来处理的 算法和并发的TCP模型一样.
除非服务器在处理客户端的请求所用的时间比较长以外,人们实际上很少用这种模型.
TCP：
（1）：
TCP重复服务器模型
socket（...）;
bind（...）;
listen（...）;
while
（1）
{
accept（...）;
while
（1）
{
read（...）;
process（...）;
write（...）;
}
close（...）;
}
TCP服务器接受一个客户端的连接,然后处理,完成了这个客户的所有请求后,断开连接.
（2）：
TCP多进程并发服务器模型
socket（...）;
bind（...）;
listen（...）;
while
（1）
{
accept（...）;
if（fork（..）==0）
{
Close（listenfd）
while
（1）
{
read（...）;process（...）;write（...）;
}
close（...）;exit（...）;
}
close（...）;
}
elseif（fork（）>0）
{
close（accept）;
continue;
}
}
接下来我们在来看一下在Linux下支持并发服务器模型的方式。
一般来说有下面的三种方式：
（1）多进程
（2）多线程
（3）I/O多路复用
在经过上面这么多得理论的分析之后，我们对服务器的类别及实现方法有了大致的了解。
回顾第四周做得实验，我们知道之前做得用TCP和UDP实现服务器端和客户端的方式都属于循环服务器模型，即服务器在一个阶段之内只能处理一个客户，并且只有在一个客户被处理完之后才能继续相应下一个客户的请求。
那门我们今天就要实现并发服务器模型。
进一步分析，我们得之，如果是用UDP实现的循环服务器，那么它同时也是并发服务器，即不需要任何修改，之前的循环UDP服务器就能实现UDP并发服务器的功能，因为UDP在服务器与客户端通信是不需要建立连接的。
所以我们今天的工作就是编程实现TCP并发服务器模型。
由于基本原理之前类似，所以我们只需要在原来的程序上做少量的修改，就可以实现TCP的并发服务器。
下面进入实验。
实验一：
实验步骤：
（1）：
popen（）函数的作用是用创建管道的方式启动一个进程。
在第四周的试验中我们通过这个函数完成了远程控制系统的编写。
今天我们就自己编写函数来代替popen（）函数，达到同样的效果。
（2）：
先来分析一下思路：
我们可以利用使用管道pipe（intf_des[2]）函数（参数f_des[0]用于读取管道，f_des[1]用于向管道写入数据）,通过管道实现父子进程间通讯。
（3）所以程序可以分为以下四个部分：
1.创建管道；
2.创建子进程；
3.在父进程中：
关闭f_des[1],使用wait操作与等待子进程，然后将管道中的数据读出打印显示；
4.在子进程:
关闭f_des[0],将管道f_des[1]与标准输出进行重定向（dup2（f_des[1],STDOUT_FILENO）），然后调用execvp（）函数执行程序中接收到的命令；
（4）接下来我们就可以编写自己的程序了，打开虚拟机，利用VI编辑器将我们的程序命名为mypopen.c
（5）保存mypopen.c，使用命令gcc–omypopenmypopen.c–g命令编译程序。
（6）执行./mypopen，输入命令：
ls
（7）再次执行./mypopen，输入命令who
（8）执行命令./mypopen，输入命令：
pwd
（9）经过以上步骤的验证，说明我们自己编写的mypopen.c函数正确的实现了popen（）的功能。
本函数与Linux中的popen（）函数实现最大的不同是不需要用专门的pclose（）函数来关闭文件指针，用普通的fclose（）即可。
实验二：
实验步骤：
（1）：
就像之前说得实现TCP并发服务器有三种方式，今天我们利用多进程的方式来实现这个目的。
在编写TCP的并发服务器之前，我们先来看下TCP多进程并发模型的流程图。
（2）：
根据流程图我们就可以在Linux进行程序的编写了，打开虚拟机，在Linux下的VI编辑器中编写服务器端程序tcpserver.c
上述红色区域是代码修改的地方，而且在头文件需加入#include
（3）使用命令gcc–otcpservertcpserver.c–g编译；
（4）：
编写客户端代码，客户端代码是不需要修改的，在vi下编辑tcpclient.c，保存，编译。
（5）打开一个终端，执行服务器端程序./tcpserver
（6）打开第二个终端，执行第一个客户端命令./tcpclient127.0.0.1
（7）打开第三个终端，执行第二个客户端命令./tcpclient127.0.0.1
（8）第一个客户端程序继续输入命令：
who
（9）:
第二个客户端程序继续输入命令：
who
（接上）
实验内容（算法、程序、步骤和方法）
（10）:
第一个客户端程序继续输入命令：
quit
（11）:
第二个客户端程序继续输入命令：
quit
（12）：
从上面的演示效果来看程序很好的实现了并发服务器的功能，即服务器在同一阶段能与多个客户进行通信。
附试验源代码：
mypopen.c
//mypopen.c
#include
#include
#include
#include
intmain（intargc,char**argv）
{
pid_tpid;
intf_des[2];
charcmd[1024];
printf（"Pleaseinputyourcommand:
"）;
scanf（"%s",&cmd）;
if（-1==pipe（f_des））
{
perror（"createpipeerror\n"）;
exit
（1）;
}
if（pid=fork（）<0）
{
perror（"createforkerror\n"）;
exit
（1）;
}
elseif（pid=fork（）>0）
{
printf（"Thisisinparentprocess\n"）;
close（f_des[1]）;
wait（）;
charbuffer[1024];
intreadByte=read（f_des[0],buffer,sizeof（buffer））;
buffer[readByte]='\0';
printf（"Themessageis:
%s\n",buffer）;
exit（0）;
}
else
{
close（f_des[0]）;
dup2（f_des[1],STDOUT_FILENO）;
char*argv[]={cmd,NULL};
execvp（cmd,argv）;
exit（0）;
}
}
tcpserver.c
//tcpserver.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#definePORT8900
#defineBUFSIZE2048
intexecute（char*command,char*buf）
{
FILE*fp;
intcount;
charcommandbuf[2056];
if（（NULL==command）||（NULL==buf））
{
perror（"commandorbufisempty\n"）;
return-1;
}
count=0;
memset（commandbuf,0,2056）;
strcat（commandbuf,"sh-c"）;
strcat（commandbuf,command）;
fprintf（stderr,"thecommandis%s\n",commandbuf）;
if（NULL==（fp=popen（commandbuf,"r"）））
{
perror（"createpipeerror\n"）;
return-1;
}
while（（count<2047）&&（EOF!
=（buf[count++]=fgetc（fp））））;
buf[count-1]='\0';
returncount;
}
intmain（）
{
intsockfd;
//pid_tpid;
intconn_sock;
charsendbuf[BUFSIZE];
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