什么是多协议服务例程呢？
简单说，一个多协议服务例程由一个单执行线程构成，这个线程既可以在TCP也可以在UDP之上使用异步I/O来进行通信。服务器最初打开两个套接字：一个使用无连接的传输（udp），一个使用面向连接的传输（tcp）。接着，服务器使用异步I/O等待两个套接字之一就绪。如果TCP套接字就绪，就说明客户请求了一个TCP连接，服务器就使用accept获得新的连接，并在这个新的连接上和客户通信。如果UDP套接字就绪，就说明客户以UDP数据报的形式发来一个请求，服务器就用recvfrom读取这个请求，并记录此发送者的端点地址，当服务器计算出响应后，服务器就用sendto将响应发回给客户。
当然，也可以针对不同的协议，提供多个服务器例程，一个用来处理来自TCP的请求，一个用来处理来自UDP的请求。但相比之下，多协议服务例程有至少以下几点好处：
1. 减少重复的代码，每种协议使用一个服务器例程主要的缺点就是重复，这样就使软件管理和排错变的冗长乏味。而多协议服务例程，很显然可以使代码维护起来更为方便。
2. 为一个协议运行一个服务例程的另一个缺点来自于对资源的使用，多个服务例程不必要的消耗了进程表的许多表相以及其他系统资源。
下面给出一个例子，它由一个线程构成，这个线程可以同时为udp和tcp提供DAYTIME服务。
Makefile
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OBJ=passivesock.c passiveTCP.c passiveUDP.c errexit.o daytimed.o
daytime:$(OBJ)
gcc -g -o $@ $(OBJ)
clean:
-rm -f *.o daytime
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passiveTCP.c
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/* passiveTCP.c - passiveTCP */
int passivesock(const char *service, const char *transport,
int qlen);
/*------------------------------------------------------------------------
* passiveTCP - create a passive socket for use in a TCP server
*------------------------------------------------------------------------
*/
int
passiveTCP(const char *service, int qlen)
/*
* Arguments:
* service - service associated with the desired port
* qlen - maximum server request queue length
*/
{
return passivesock(service, "tcp", qlen);
}
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passiveUDP.c
-------------------
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/* passiveUDP.c - passiveUDP */
int passivesock(const char *service, const char *transport,
int qlen);
/*------------------------------------------------------------------------
* passiveUDP - create a passive socket for use in a UDP server
*------------------------------------------------------------------------
*/
int
passiveUDP(const char *service)
/*
* Arguments:
* service - service associated with the desired port
*/
{
return passivesock(service, "udp", 0);
}
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passivesock.c
---------------------
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/* passivesock.c - passivesock */
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <errno.h>
int errexit(const char *format, ...);
unsigned short portbase = 0; /* port base, for non-root servers */
/*------------------------------------------------------------------------
* passivesock - allocate & bind a server socket using TCP or UDP
*------------------------------------------------------------------------
*/
int
passivesock(const char *service, const char *transport, int qlen)
/*
* Arguments:
* service - service associated with the desired port
* transport - transport protocol to use ("tcp" or "udp")
* qlen - maximum server request queue length
*/
{
struct servent *pse; /* pointer to service information entry */
struct protoent *ppe; /* pointer to protocol information entry*/
struct sockaddr_in sin; /* an Internet endpoint address */
int s, type; /* socket descriptor and socket type */
memset(&sin, 0, sizeof(sin));
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
/* Map service name to port number */
if ( pse = getservbyname(service, transport) )
sin.sin_port = htons(ntohs((unsigned short)pse->s_port)
+ portbase);
else if ((sin.sin_port=htons((unsigned short)atoi(service))) == 0)
errexit("can't get \"%s\" service entry\n", service);
/* Map protocol name to protocol number */
if ( (ppe = getprotobyname(transport)) == 0)
errexit("can't get \"%s\" protocol entry\n", transport);
/* Use protocol to choose a socket type */
if (strcmp(transport, "udp") == 0)
type = SOCK_DGRAM;
else
type = SOCK_STREAM;
/* Allocate a socket */
s = socket(PF_INET, type, ppe->p_proto);
if (s < 0)
errexit("can't create socket: %s\n", strerror(errno));
/* Bind the socket */
if (bind(s, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin)) < 0)
errexit("can't bind to %s port: %s\n", service,
strerror(errno));
if (type == SOCK_STREAM && listen(s, qlen) < 0)
errexit("can't listen on %s port: %s\n", service,
strerror(errno));
return s;
}
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errexit.c
---------------
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/* errexit.c - errexit */
#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/*------------------------------------------------------------------------
* errexit - print an error message and exit
*------------------------------------------------------------------------
*/
int
errexit(const char *format, ...)
{
va_list args;
va_start(args, format);
vfprintf(stderr, format, args);
va_end(args);
exit(1);
}
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daytimed.c
------------------
|
/* daytimed.c - main */
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/time.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int daytime(char buf[]);
int errexit(const char *format, ...);
int passiveTCP(const char *service, int qlen);
int passiveUDP(const char *service);
#define MAX(x, y) ((x) > (y) ? (x) : (y))
#define QLEN 32
#define LINELEN 128
/*------------------------------------------------------------------------
* main - Iterative server for DAYTIME service
*------------------------------------------------------------------------
*/
int
main(int argc, char *argv[])
{
char *service = "daytime"; /* service name or port number */
char buf[LINELEN+1]; /* buffer for one line of text */
struct sockaddr_in fsin; /* the request from address */
unsigned int alen; /* from-address length */
int tsock; /* TCP master socket */
int usock; /* UDP socket */
int nfds;
fd_set rfds; /* readable file descriptors */
switch (argc) {
case 1:
break;
case 2:
service = argv[1];
break;
default:
errexit("usage: daytimed [port]\n");
}
tsock = passiveTCP(service, QLEN);
usock = passiveUDP(service);
nfds = MAX(tsock, usock) + 1; /* bit number of max fd */
FD_ZERO(&rfds);
while (1) {
FD_SET(tsock, &rfds);
FD_SET(usock, &rfds);
if (select(nfds, &rfds, (fd_set *)0, (fd_set *)0,
(struct timeval *)0) < 0)
errexit("select error: %s\n", strerror(errno));
if (FD_ISSET(tsock, &rfds)) {
int ssock; /* TCP slave socket */
alen = sizeof(fsin);
ssock = accept(tsock, (struct sockaddr *)&fsin,
&alen);
if (ssock < 0)
errexit("accept failed: %s\n",
strerror(errno));
daytime(buf);
(void) write(ssock, buf, strlen(buf));
(void) close(ssock);
}
if (FD_ISSET(usock, &rfds)) {
alen = sizeof(fsin);
if (recvfrom(usock, buf, sizeof(buf), 0,
(struct sockaddr *)&fsin, &alen) < 0)
errexit("recvfrom: %s\n",
strerror(errno));
daytime(buf);
(void) sendto(usock, buf, strlen(buf), 0,
(struct sockaddr *)&fsin, sizeof(fsin));
}
}
}
/*------------------------------------------------------------------------
* daytime - fill the given buffer with the time of day
*------------------------------------------------------------------------
*/
int
daytime(char buf[])
{
char *ctime();
time_t now;
(void) time(&now);
sprintf(buf, "%s", ctime(&now));
}
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在有root权限的shell中运行（因为要打开的是13端口）
# ./daytime
然后在另外一个shell窗口中
$ netstat -anp | grep 0.0.0.0:13
(Not all processes could be identified, non-owned process info
will not be shown, you would have to be root to see it all.)
tcp 0 0 0.0.0.0:139 0.0.0.0:* LISTEN -
tcp 0 0 0.0.0.0:13 0.0.0.0:* LISTEN - udp 0 0 0.0.0.0:137 0.0.0.0:* -
udp 0 0 0.0.0.0:138 0.0.0.0:* -
udp 0 0 0.0.0.0:13 0.0.0.0:* -可以看到upd和tcp的13端口都打开了。如果你想验证DAYTIME服务的正确性，可以很容易的写一个客户端程序试试。
我们的多协议DAYTIME服务器例子使用了循环的方法来处理请求。之所以采用这种循环的方案，其理由是：对每个请求，DAYTIME服务器所执行的计算很少，大部分时间都用在同客户端的通信上了。若每个请求要求更多的计算量，那循环的实现方案就不够了，这用情况下可将这用多协议设计扩展为并发的处理请求。关于并发的处理请求，读者可以参考后面的关于处理并发请求的文章。
reference:
<<用TCP/IP进行网际互联/客户-服务器编程与应用(linux/posix套接字版)>>
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