BSD Sockets em linguagem C

Venho neste artigo explicar como funciona sockets em ANSi C, explicar portabilidade e exemplos reais e diferentes de artigos semelhantes. Enfim, aqui você aprenderá a usar sockets na prática.

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Por: C00L3R_ em 06/07/2010 | Blog: https://github.com/CoolerVoid


Explanação ao UDP e exemplo de servidor e cliente



O User Datagram Protocol (UDP) é um protocolo simples da camada de transporte. Ele é descrito na RFC 768 e permite que a aplicação escreva um datagrama encapsulado num pacote IPv4 ou IPv6, e então enviado ao destino. Mas não há qualquer tipo de garantia que o pacote irá chegar ou não.

O protocolo UDP não é confiável. Caso garantias sejam necessárias, é preciso implementar uma série de estruturas de controle, tais como timeouts, retransmissões, acknowlegments, controle de fluxo etc.

Cada datagrama UDP tem um tamanho e pode ser considerado como um registro indivisível, diferentemente do TCP, que é um protocolo orientado a fluxos de bytes sem início e sem fim.

Vou ilustrar:
    Cabecalho UDP 
        +-----------------------+-----------------------+ 
        |     Porta de origem   |   Porta de destino    |  \
        |       (16 bits)       |       (16 bits)       |   \
        +-----------------------+-----------------------+    -- 8 bytes
        |        Tamanho        |       Checksum        |   /
        |       (16 bits)       |       (16 bits)       |  /
        +-----------------------+-----------------------+ 
        |                                               |  \
       <                      Dados                      >  -- Max. 65507 bytes
        |                     (...)                     |  /    (teoricamente)
        +-----------------------------------------------+

Vamos a exemplos com linhas comentadas. Chega de teoria e vamos a prática, fazer um servidor:

#include "sys/types.h"
#include "sys/socket.h"
#include "netinet/in.h"
#include "arpa/inet.h"
#include "netdb.h"
#include "stdlib.h"
#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "string.h"

#define LOCAL_SERVER_PORT 6666
#define MAX_MSG 100

int main(int argc, char *argv[]) {
  
  int sd, rc, n, cliLen;
  struct sockaddr_in cliAddr, servAddr;
  char msg[MAX_MSG];

  // criamos o socket usando SOCK_DGRAM para UDP
  sd=socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
  if(sd<0) {
    printf("%s: cannot open socket \n",argv[0]);
    exit(1);
  }

  // bind no local
  servAddr.sin_family = AF_INET;
  servAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
  servAddr.sin_port = htons(LOCAL_SERVER_PORT);
  rc = bind (sd, (struct sockaddr *) &servAddr,sizeof(servAddr));
  if(rc<0) {
    printf("%s: cannot bind port number %d \n",
      argv[0], LOCAL_SERVER_PORT);
    exit(1);
  }

  printf("%s: waiting for data on port UDP %u\n",
      argv[0],LOCAL_SERVER_PORT);

  // loop infinito pra escuta
  while(1) {
    
    // buffer
    memset(msg,0x0,MAX_MSG);


    // separando dados
    cliLen = sizeof(cliAddr);
    n = recvfrom(sd, msg, MAX_MSG, 0,
       (struct sockaddr *) &cliAddr, &cliLen);

    if(n<0) {
      printf("%s: cannot receive data \n",argv[0]);
      continue;
    }
      
    //mostrando dados
    printf("%s: from %s:UDP%u : %s \n",
      argv[0],inet_ntoa(cliAddr.sin_addr),
      ntohs(cliAddr.sin_port),msg);
    
  }

return 0;

}

Agora vamos ao cliente para o mesmo:

#include "sys/types.h"
#include "sys/socket.h"
#include "netinet/in.h"
#include "arpa/inet.h"
#include "netdb.h"
#include "stdlib.h"
#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "string.h"
#include "sys/time.h"

#define REMOTE_SERVER_PORT 6666
#define MAX_MSG 100


int main(int argc, char *argv[]) {
  
  int sd, rc, i;
  struct sockaddr_in cliAddr, remoteServAddr;
  struct hostent *h;

  // checamos o argumento
  if(argc<3) {
    printf("usage : %s <server> <data1> ... <dataN> \n", argv[0]);
    exit(1);
  }

  // verificamos o Host
  h = gethostbyname(argv[1]);
  if(h==NULL) {
    printf("%s: unknown host '%s' \n", argv[0], argv[1]);
    exit(1);
  }

  printf("%s: sending data to '%s' (IP : %s) \n", argv[0], h->h_name,
    inet_ntoa(*(struct in_addr *)h->h_addr_list[0]));

  remoteServAddr.sin_family = h->h_addrtype;
  memcpy((char *) &remoteServAddr.sin_addr.s_addr,
    h->h_addr_list[0], h->h_length);
  remoteServAddr.sin_port = htons(REMOTE_SERVER_PORT);

  // criamos nossa socket repare só o SOCK_DGRAM isso por que vamos usar UDP
  sd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
  if(sd<0) {
    printf("%s: cannot open socket \n",argv[0]);
    exit(1);
  }
  
  // bind na porta
  cliAddr.sin_family = AF_INET;
  cliAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
  cliAddr.sin_port = htons(0);
  
  rc = bind(sd, (struct sockaddr *) &cliAddr, sizeof(cliAddr));
  if(rc<0) {
    printf("%s: cannot bind port\n", argv[0]);
    exit(1);
  }


  // mandamos os dados
  for(i=2;i<argc;i++) {
    rc = sendto(sd, argv[i], strlen(argv[i])+1, 0,
      (struct sockaddr *) &remoteServAddr,
      sizeof(remoteServAddr));

    if(rc<0) {
      printf("%s: cannot send data %d \n",argv[0],i-1);
      close(sd);
      exit(1);
    }

  }
  
  return 1;

}

Rode os dois programas, um em cada terminal e veja o funcionamento. Tente entender o que está ocorrendo, não é muito difícil, já que o mesmo está comentado linha por linha...

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Páginas do artigo
   1. Introdução
   2. Explanação ao TCP/IP
   3. O que é socket
   4. Funções read(), send() e exemplo cliente HTTP
   5. Funções listen(), bind(), accept() e exemplo de servidor HTTP
   6. Na prática fazendo um FUZZER TCP
   7. Servidor e cliente com fork
   8. Servidor de comandos e scanner de portas
   9. Simple socket library
   10. Explanação ao UDP e exemplo de servidor e cliente
   11. Exemplo UDP Flood
   12. Portabilidade
   13. Conclusão
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Comentários
[1] Comentário enviado por VonNaturAustreVe em 06/07/2010 - 03:24h

Excelente cara vou ler tudo :)

[2] Comentário enviado por removido em 06/07/2010 - 05:29h

Hey C00L3R,
Parabéns, é um ótimo artigo. Minhas dúvidas surgiram após meus testes.
Um abraço.

[3] Comentário enviado por andrezc em 06/07/2010 - 08:12h

Cara, realmente esse é um dos melhores artigos que eu já li por aqui. Parabéns.

[4] Comentário enviado por werneral em 06/07/2010 - 11:18h

Muito bom! Obrigado!

[5] Comentário enviado por uberalles em 06/07/2010 - 11:43h

verdadeira aula, velho. parabéns!
muito bom "resumão" do Unix Network programming. Nunca consegui fazer nada decente em sockets e esta tua aula deverá me ajudar muito.

[6] Comentário enviado por stremer em 07/07/2010 - 15:28h

para quem interessar, ha algum tempo atras escrevi um script mostrando como criar um robo http e enviei ao VOL.

http://www.vivaolinux.com.br/script/Robo-HTTP-usando-socket-e-codigo-multiplataforma

Interessante para quem esta aprendendo sockets...

OTIMO ARTIGO

[7] Comentário enviado por andrezc em 07/07/2010 - 15:43h

Opa stremer, eu cheguei a ver este seu script, realmente fabuloso.

Um abraço.

[8] Comentário enviado por fernandopinheiro em 07/07/2010 - 20:23h

Parabens, muito bom!!

[9] Comentário enviado por brunosolar em 08/07/2010 - 09:48h

Parabens realmente muito bom. So queria fazer um comentario sobra a parte do UDP flood. Sim hoje em dia qualquer firewal simples pode recusar este tipo de pacote.

No entanto dependendo da quantidade de pacotes UDP enviados (leia-se DDOS) você poderá ser "derrubado" pois o firewall irá gastar muito processador para descatar todos os pacotes. A melhor solução (AINDA) para ataques DOS / DDOS é diretamente no ISP onde eles irão setar no roteador o IP do atacante para /dev/null (exemplo). claro que voce corre o risco de perder algum cliente que faça parte da rede redirecionada.

No mais excelente trabalho.

[10] Comentário enviado por shazaum em 24/09/2010 - 11:44h

opa, no fuzzer faltou uma lib...

#include <netinet/in.h>

[11] Comentário enviado por thomasawrd em 18/07/2014 - 12:41h

parabéns cara excelente artigo,me ajudou muito.


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