Linux网络编程实验指导书.docx
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Linux网络编程实验指导书
Linux网络编程实验指导书
辽宁科技大学软件学院
2015年8月30日
实验一TCP数据发送与接收
【实验目的】
1、熟练掌握套接字函数的使用方法。
2、应用套接字函数完成基本TCP通信，实现服务器与客户端的信息交互。
【实验学时】
4学时
【实验内容】
实现一个服务器与一个客户之间通讯。
具体功能如下：
（1）服务器端：
服务器端等待客户的连接，一旦连接成功，则显示客户的IP地址、端口号；
循环接收客户发来的信息并在终端上显示，同时在信息前加入序号并返回给客户端；当从客户接收到bye后不再发送给各户并退出程序。
（2）客户端：
根据用户从终端输入的服务器IP地址及端口号连接到相应的服务器；
连接成功后，循环从终端输入信息，并将信息发送给服务器，再从服务器接收信息，并显示在终端上。
当从终端输入bye并发送给服务器后，程序退出。
实验二UDP数据发送与接收
【实验目的】
1、熟练掌握套接字函数的使用方法。
2、应用套接字函数完成基本UDP通讯，实现服务器与客户端的文件传送
【实验学时】
4学时
【实验内容】
要求：
（1）客户可以从服务器下载文件、或向服务器上传文件。
（2）客户可向服务器发送多种指令：
DOWNLOAD、UPLOAD、YES、NO、START、END、SHUTDOWN、CONTENT、OKDOWLOAD格式：
DOWLOAD[filename]表示从服务器下载filename文件，如果服务器存在该文件，返回YES，否则返回NO；客户接收如果是YES，可发送START表示开始下载，之后，服务器将文件传送给客户，客户接收并保存；UPLOAD格式：
UPLOAD[filename]表示向服务器上传filename文件，服务器发送NO表示拒绝接收。
服务器发送START表示开始传送，之后向服务器传输文件；END:
表示文件传送结束SHUTDOWN:
表示通讯结束，双方退出。
实验三多进程服务器
【实验目的】
1、熟练掌握进程的创建与终止方法；
2、熟练掌握进程间通信方法；
2、应用套接字函数完成多进程服务器，实现服务器与客户端的信息交互。
【实验学时】
4学时
【实验内容】
通过一个服务器实现最多5个客户之间的信息群发。
服务器显示客户的登录与退出；
客户连接后首先发送客户名称，之后发送群聊信息；
客户输入bye代表退出，在线客户能显示其他客户的登录于退出。
实现提示：
1、服务器端：
服务器进程称之为主进程，主进程创建一个转发子进程和最多5个通信子进程。
主进程与转发子进程之间：
信号量（初值5，主进程接受一个客户连接后执行P操作判断是否超过5，转发子进程有一个客户退出后执行V操作,并发消息队列标识符）
命名管道SERVER（转发子进程将可用的消息队列标识符写入管道，主进程从管道中读取消息队列标识符）
转发子进程与通信子进程之间：
命名管道CLIENT（通信子进程向命名管道写入客户端发来的消息，转发子进程从管道中读取消息并发送给对应的客户端）
消息队列（转发子进程将客户发来的信息通过消息队列发送给每个通信子进程）
（1）主进程：
从转发子进程获取一个可用的消息队列标识符；
接收客户连接请求，如果连接数超过最大连接数，向客户发送退出标志，否则发送OK标志；
每接受一个连接，创建一个通信子进程并将连接socket、消息队列标识符、客户地址传递给通信子进程。
（2）通信子进程：
创建一个子进程负责从消息队列中读取消息，发送给客户。
通信子进程负责接收客户发来信息，通过命名管道CLIENT发送给转发子进程；
若信息为用户名，附带消息队列、客户地址发送给转发子进程；
若信息为退出，终止子进程，程序结束
（3）转发子进程：
创建5个消息队列；
维护客户信息表：
消息队列、客户名、客户IP、客户端口、状态。
从命名管道CLIENT中读取通信子进程发来的消息，消息类型为：
用户名、退出及一般信息；
若为用户名，依据消息队列在更新客户信息表，状态为可用；
若为一般信息，将信息转换后写入可用客户的消息队列，等待其他通信子进程读取；
若为退出，在客户信息表中状态设为不可用，执行信号量V操作，并将可用客户的消息队列标识符写入到命名管道SERVER；
2、客户端：
根据用户从终端输入的服务器IP地址及端口号连接到相应的服务器；
连接成功后，先发送客户名称；
创建一个子进程负责接收服务器发来的信息，并显示；
主进程循环从终端输入信息，并将信息发送给服务器；
当发送给服务器为bye后，关闭子进程，程序退出。
实验四多线程服务器
【实验目的】
1、熟练掌握线程的创建与终止方法；
2、熟练掌握线程间通信同步方法；
3、应用套接字函数完成多线程服务器，实现服务器与客户端的信息交互。
【实验学时】
4学时
【实验内容】
通过一个服务器实现最多5个客户之间的信息群发。
服务器显示客户的登录与退出；
客户连接后首先发送客户名称，之后发送群聊信息；
客户输入bye代表退出，在线客户能显示其他客户的登录于退出。
实现提示：
1、服务器端：
主线程：
定义一个全局客户信息表：
socket描述符、客户名、客户IP、客户端口、状态。
主线程循环接收客户连接请求，如果连接数超过最大连接数，向客户发送EXIT标志，否则发送OK标志；
否则，将socket描述符、客户IP、客户端口号写入客户信息表，并修改状态为1表示可用；
同时创建一个通信线程并将客户索引号index传递给通信线程。
通信线程：
通信子进程负责接收客户发来信息并显示，同时查询全局客户信息表，向状态为1的客户发送接收的信息。
若信息为用户名，修改全局客户信息表中index客户的用户名name。
若信息为退出，终止线程，程序结束。
2、客户端：
根据用户从终端输入的服务器IP地址及端口号连接到相应的服务器；连接成功后，先发送客户名称；创建一个线程负责接收服务器发来的信息，并显示，当接收的长度小于等于0时终止线程；主进程循环从终端输入信息，并将信息发送给服务器；当发送给服务器为bye后，程序退出。
实验五名字与地址解析
【实验目的】
1、理解从域名到IP以及从IP到域名的解析过程；
2、熟练从域名到IP以及从IP到域名的解析方法；
【实验学时】
2学时
【实验内容】
（1）编写一段程序解析TCP中1~100号端口代表的服务；
（2）编写一段程序解析UDP中1~100号端口代表的服务；
（3）编写一段程序解析http、dns、ftp、smtp、pop3协议使用的端口号。
实验六组播通信
【实验目的】
1、熟练掌握线程的创建与终止方法；
2、应用组播技术实现组播通信。
【实验学时】
2学时
【实验内容】
应用组播通信和多线程实现多人聊天室程序。
每个用户通过组播向组播组发送信息，同时可以接收来自组播组任何成员发来的组播信息，从而实现客户之间的信息交互。
每个客户输入用户名，在每次组播发送前将用户名作为信息前缀发送。
提示：
主线程：
socket；输入组播地址、端口号、用户名；创建子线程（组播地址、端口号）；设置组播发送；循环输入信息并发送，当输入bye时结束循环关闭子线程并退出组播
子线程（组播地址、端口号）：
socket；加入组播组；bind；循环接收并显示
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