2017-2018-1 20155214 《信息安全系统设计基础》第13周学习总结

2017-2018-1 20155214 《信息安全系统设计基础》第13周学习总结

教材学习内容总结

本章主要学习网络编程，重点研究 客户端-服务器编程模型 。本章学习的知识承接了我们之前学习的计算机网络课程，与本学期的 信息安全技术 和 网络安全编程 课程息息相关。对于信息安全系学生而言不可谓不重要。

在本章学习中，重点实现了：

1. socket服务器和客户端搭建
2. daytime服务器
3. echo服务器
4. wc服务器
5. 服务器迭代
6. 服务器并发
7. 服务器文件简单加密

第11章习题解答

• 练习题11.1

十六进制地址	点分十进制地址
0x0	0.0.0.0
0xffffffff	255.255.255.255
0x7f000001	127.0.0.1
0xcdbca079	205.188.160.121
0x400c950d	64.12.149.13
0xcdbc9217	205.188.146.23

• 练习题11.2
  编程hex2dd.c,将他的十六进制参数转换为点分十进制字符串并打印出结果。

hex2dd.c 码云链接

• 练习题11.3
  编程dd2hex.c,将他的点分十进制参数转换为十六进制数并打印出结果。

dd2hex.c 码云链接

• 练习题11.4
  编写HOSTINFO的一个版本，用inet_pton而不是getnameinfo将每个套接字地址转换成点分十进制地址字符串。

Hostinfo 码云链接

• 练习题11.5
  在10.11节中，我们警告过你关于在网络应用中使用标准I/O函数的危险，然而，CGI程序却能没有任何问题地使用标准I/O。为什么？

在子进程中运行的CGI程序不需要显式地关闭他的输入输出流。当子进程终止时，内核会自动关闭所有描述符。

详细总结本章要点

socket服务器和客户端搭建

• 如何创建服务器：

在服务器端建立套接字所涉及的步骤如下：

1. 创建一个socket可使用socket()的系统调用
2. 使用bind()系统调用套接字绑定到一个地址。对于互联网上的服务器套接字，地址包括主机的端口号。
3. 连接监听listen()系统调用
4. 接受连接使用accept()系统调用。此调用通常会阻塞，直到客户端与服务器连接。
5. 发送和接收数据read()和write()系统调用.

• 如何创建客户端:

1. 系统调用有所不同的客户端和服务器建立连接，但两者套接字涉及的基本构造。这两个过程分别建立自己的套接字。
2. 在客户端建立套接字所涉及的步骤如下：
3. 创建一个socket可使用socket()的系统调用
4. 套接字连接的服务器地址使用connect()系统调用。
5. 发送和接收数据。做到这一点的方法有许多，但最简单的方法是使用read()和write()

daytime服务器实现

• 设计内容

设计一个daytime服务器，向客户端返回服务器当前时间。

• 设计思路

/*伪代码 serveri.c*/

int main(){
……

服务器与客户端建立连接

服务器阻塞监听

if(接收到客户端消息){
调用localtime()，将时间保存到缓冲区

将服务器时间发送至客户端。

……
}

    
}

• 运行截图

daytime服务器 码云链接

echo服务器实现

• 设计内容

设计一个echo服务器，当客户端向服务器发送消息时，向客户端返回它所发送的消息。

• 设计思路

/*伪代码 serveri.c*/

int main(){
……

服务器与客户端建立连接

服务器阻塞监听

if(接收到客户端消息){

调用echo()

将rbuf缓冲区接收到的信息保存到sbuf缓冲区中

将sbuf缓存区中的信息发送至客户端。

}

……
}

    
}

• 运行截图

echo服务器 码云链接

wc服务器实现

• 设计内容

设计一个wc服务器，当客户端向服务器发送一个文本文件时，服务器返回文本文件的字数。

• 设计思路

//client.c

int main(){
    ……
    客户端与服务器建立连接
    将对称密钥利用服务器端的公钥加密，并发送给服务器
    
    while(文件未到结尾){
    按缓冲区大小读取文件
    
    将缓冲区的数据发送给服务器
    }
    
    接受服务器返回的wc字数
    
}

//serveri.c

int main(){
    ……
    服务器与客户端建立连接
    服务器进入阻塞监听
    
    if(接受到客户端的消息){
    
    接收信息至缓存区
    
    利用wc函数计算缓冲区数据字数并加入count
    }
    
    将总字数count发送给客户端
    
    ……
}

• 运行截图

wc服务器 码云链接

服务器迭代

这是最简单形式的服务器的服务进程的客户端和第一个请求，然后完成后，需要从其他客户机的请求。同时，另一个客户端一直等待。

服务器并发

这种类型的服务器运行多个进程并发服务请求一次。因为一个进程可能需要更长的时间，但其他客户机又不能等太久。 Unix下写一个并发服务器的方法:

• 多进程
• 多线程

服务器文件简单加密

• 设计内容

设计一个混合密码系统。对“wc服务器”进行防护。

• 设计思路

/*
1.利用openSSL生成对称密钥
2.利用openSSL生成公钥和私钥
*/

//client.c

int main(){
    ……
    客户端与服务器建立连接
    将对称密钥利用服务器端的公钥加密，并发送给服务器
    
    while(文件未到结尾){
    按缓冲区大小读取文件
    将缓存区中的数据利用对称密钥加密
    将缓冲区的加密数据发送给服务器
    }
    
    接受并利用对称密钥解密服务器返回的wc字数
    
}

//serveri.c

int main(){
    ……
    服务器与客户端建立连接
    服务器进入阻塞监听
    
    if(接受到客户端的消息){
    利用服务器端私钥解密获得通信的对称密钥
    
    接收信息至缓存区
    利用对称密钥解密缓冲区内的数据
    
    利用wc函数计算缓冲区里解密后数据字数并加入count
    }
    
    将总字数count利用对称密钥加密后发送给客户端
    
    ……
}

• 运行截图

文件加密服务器 码云链接

结对及互评

结对学习搭档讲解问题

1.客户端/服务器及其子进程的参数和信息如何传递?

1. 客户端向服务器传参
   通过URI传递,
   “?”字符分隔文件名和参数，参数之间用“&”分隔开，特殊字符有对应编码。

2. 服务器向子程序传参
   遵循CGI标准，子进程通过设置CGI环境变量。程序在运行时通过Linux getenv来引用。

3. 服务器向子进程传参
   服务器通过设置CGI环境变量，传递信息。

2._in后缀是什么，有什么用?
“_in”后缀是互联网活动缩写，在“socket.h”库中代表着函数变量格式应用于网络层传输。

结对学习搭档链接

http://www.cnblogs.com/LeeX1997/p/8047327.html

结对学习照片

其他（感悟、思考等，可选）

通过第11章网络编程的学习，我对于用c语言搭建服务器和客户端有了深入理解，并且更加实质性的明白了音频、文件等在网络中以二进制传输。

代码托管

码云链接：https://gitee.com/besti155214/BESTI.IS.ISSDB.20155214/

参考资料

• 《深入理解计算机系统V3》学习指导
• ...