TCP/IPプログラミング

Question

２台のコンピュータＡ，Ｂがあるとします。１つのポートを使って、ある時はＡから送信します。またある時はＢから送信します。場合によれば、お互い同時に送信を開始するかもしれません。
こういう条件の時、Ａ，Ｂに送信、受信のプログラムをそれぞれに置いて、特に問題ないでしょうか？
要は１つのポートを使って４本のプログラムが動作することになります。
問題が起こるとすれば、どういうことが考えられるでしょうか？
宜しくお願いします。

tatsu99 · Accepted Answer

>「データ送信前に、データを受信し、その後、送信する」という意味はselectで待ってFD_ISSETで受信データの有無を調べるという風に解釈しました。
はい、それでＯＫです。
>その場合、前者の方法で実現するとなるとselectから何らかの方法で抜けないと2)のヘルスチェックを送る処理に移行できないような気がします。selsectの第３パラメータのwritefdsを使用するのでしょうか？
selectでタイムアウト時間を指定します。
selectの戻り値＞０の時、受信有り
selectの戻り値＜０の時、selectのエラー
selectの戻り値＝０の時、受信なし
となります。

>「この間ヘルスチェックは送れなくなるが、送れなくてもかまわないはず。」になるのでしょうか？
はい、その通りです。ヘルスチェックは、双方の生存確認のためですから、データ送信中は、このこと自体が生存確認を行っていると考えて良いはずです。

>最後に後者の作り方について、ＵＲＬ、サンプルプログラムなど御座いましたらご教示願えないでしょうか？

役にたつかどうか不明ですが、参考ＵＲＬをあげときます。（私もこのサイトを詳細に見たわけではありませんので、その点あらかじめ了承下さい。）

参考URL：http://www.ncad.co.jp/~komata/c-frame.htm

tatsu99 · Answer

１．一定間隔でＡからＢにヘルスチェックが送られ、Ｂからその応答を返す。
２．ＢでＡからの取得要求が、発生したときは、ＢからＡに取得要求を送る。
そのあとのことが、記述されていませんが、それを受けて、Ａは取得要求に対応したデータ（たぶん大量のデータ）をなくなるまで送る。・・ということで良いのでしょうか。

上記の前提で、良いとすれば、以下のよう手順になると思います。
------------------------------------------------
１つのセッションで実現する方法です。
どちらをサーバとしてもかまいませんが、今回はＡをサーバとします。Ａがポート５０００でリッスンし、接続が完了後の処理です。
１．Ａは以下の処理を繰り返します。
１）Ｂからの電文の受信がないかチェックする。
２）無ければ、ヘルスチェックをＢへ送る。（但し一定間隔の時間が到来時のみ送る）
３）Ｂからの受信があれば、以下の処理を行う。
(1)ヘルスチェックの応答なら受け捨て。
(2)データ取得要求なら、それに応じたデータをＢへデータが無くなるまで送る。（この間ヘルスチェックは送れなくなるが、送れなくてもかまわないはず。）
２．Ｂは以下の処理を繰り返す。
１）Ａからの電文を受ける。
２）ヘルスチェックならその応答を返す。
３）Ａからのデータ電文であれば、無くなるまで受け続ける。
４）データ取得要求が発生したかチェックする。
発生していれば、Ａへデータ取得要求を送る。
-----------------------------------------------
>データ送信前に、データを受信し、その後、送信するようなことはやりたくないのです。いや、やりたくないというより、そういうスペックが設定されていないからです。
この意味が不明ですが、「スペックが設定されていない」とは、どういうことですか。「データ送信前に、データを受信し、その後、送信する」のは内部の処理手順の話ですので、スペックが設定されていなくても問題ないと思いますが、いかがでしょうか。
１プロセスで強引に２セッションを作成する場合は、
以下のようになると思います。
-----------------------------------------
Ａ側の仕様
１．Ａがサーバと５０００でＢからの接続をまつ。
２．Ｂから接続された場合、以下の処理に遷移。
３．一定間隔でＢへヘルスチェックを送り、その応答を受けとる処理を行う。
４．Ｂにクライアントとして接続し、接続完了後は、
Ｂからのデータ要求を受信する。受信後は、Ｂへデータを送る。
上記で３と４は見かけ上、並行して動作する必要があります。シングルスレッドの場合は、上記３，４を交互に呼び指す仕組みが必要です。マルチスレッドの場合は、３と４は別スレッドにします。（又はforkして別プロセスという手もあります）
---------------------------------------------
Ｂ側の仕様
１．ヘルスチェック処理
１）クライアントとして、Ａに接続する。
２）Ａからの電文を受信後、応答を返す。

２．データ取得処理
１）サーバーとして、ポート５０００でリッスンする。
２）Ａからの接続を確認後、データ取得要求の発生をまつ。
３）データ取得要求の発生時、Ａへデータ取得要求を送信する。
４）Ａからのデータを受信する。

上記で１と２は、見かけ上並行して、動作する必要があります。マルチスレッド、又はforkする場合は、Ａ側の処理
と考え方は同じです。
-----------------------------------
私、個人としては、最初の方法を勧めます。（それがもっとも簡単だと思われますので）

tatsu99 · Answer

>例えばマシンＡのプロセスからＢに対して送信した場合はＢのプロセスはサーバの役割をする。その逆も対応する。
>つまり、１つのプロセスである時はサーバの役割をし、またある時はクライアントの役割をするといった感じです。

このようなプログラムがつくれるかということですが、結論から言えば、作れます。
しかしながら、そのようなプログラムにする必要性が判りません。
あなたが、１つのプロセスで、クライアントかつサーバーとして動作するプログラムを望んでいるのは、Ａ－＞ＢかつＢ－＞Ａのデータ送信を行いたいからではないでしょうか。もし、そうだとすると、
一方（Ａ）がクライアントとして起動され、他方（Ｂ）がサーバーとして起動された時、データの送信は、Ａ－＞Ｂの方向だけでなく、Ｂ－＞Ａの方向にも、送信が可能です。もちろん１つのセッションが確立された状態でです。
従って、一方はクライアント、他方はサーバーとして動作するプログラムがあれば、それで十分であると考えます。（通常はそのような作り込みをします）
この場合は、データ送信前に、データを受信し、その後、送信することが必要になります。但し、データの受信をどの程度行うかは、両者の取り決めが必要になるかと思いますが。又この場合は、ノンブロッキングモードで送受信を行うことが前提となります。
作りたいプログラムの要件としては、マシンＡ，Ｂ間でＡ－＞Ｂ、かつＢ－＞Ａのデータ送信が行えること、ということは、判るのですが、それだけでは、どのように実現するかについての回答ができません。もっと具体的にやりたいことを提示していただければ、具体的な、実現方法の回答が得やすくなるかと思います。
不明な点は、
１．１回のデータの送信が完了したら、１）その都度、セッションを切断するのか、２）それとも、接続した状態にしておきたいのか、３）それとも、プロセスを落としたいのでしょうか。
２．送るべきデータは、どのようなデータなのでしょうか。送るべきデータの発生するタイミングは、どのような時でしょうか。

terra5 · Answer

#1の補足にあるような処理なら動作自体は問題ありませんが、1つのポートを使うという考え方が実際のTCP通信と異なります。
通信はポートとポートの間で行なわれますから、単一のポートでは通信は行えません。

固定のポート番号は一つだけ使ってますが、確か実際に通信に使用しているポート番号は異なります。
プログラムを見ていないから正確には分かりませんが、補足説明の状態だと、多分実際は6つのポートを使っている(使っていた)ことになっていると思います。

1) マシンAの5000(サーバーが接続リクエストを受けるポート)
2) マシンBの5000(サーバーが接続リクエストを受けるポート)
3) マシンA上でサーバーがBとの通信で使うポート
4) マシンA上でクライアントがBとの通信で使うポート
5) マシンB上でサーバーがAとの通信で使うポート
6) マシンB上でクライアントがAとの通信で使うポート

3～4で使用されるポート番号は自動的に割り振られます。

リクエストを受けるポートと実際の通信を行うポートが同じなら、4ポート使ったことになると思いますが。

tatsu99 · Answer

>(1)マシンＡとＢでそれぞれ受信（サーバ）プロセスを動作させ受信可能状態にしておく。
>(2)マシンＡの送信（クライアント）プロセスからマシンＢへポート５０００で接続して・・・

この意味は、サーバ側でポート５０００でリッスンし、クライアント側で、サーバ側のポート５０００に対して接続すると解釈してよろしいでしょうか。
そうであれば、この方法で問題ありません。
この方法は、ｆｔｐのサーバーに対してｆｔｐのクライアントが接続するケースと同じです。
ｆｔｐサーバは２１のポートでリッスンし、ｆｔｐクライアントは２１のポートに対して接続します。これをお互いのマシンで、同時にサーバーとクライアントを起動しても、問題なく動作します。（２１のポートは制御用に使用しますが意味は同じです）

anmochi · Answer

> Ａ，Ｂに送信、受信のプログラムをそれぞれに置いて、
ここの意味がちょっとわからない。4つのEXEがあると思って良いのかな？　その場合は残念ながら実行する事はできない。

　TCP/IPのプログラムは、片方がサーバになり、もう一方がクライアントになる。具体的には、サーバがソケットを作りxxx.xxx.xxx.xxx:80で待ち受け、クライアントはxxx.xxx.xxx.yyy:zzzz（ポート番号はOSが決める）でソケットを作り、xxx.xxx.xxx.yyy:80に接続する。すると2点間に電話がつながった状態になる。
　ここで、サーバもクライアントもソケットに対して読み書きする事で相互にデータをやり取りできる。つまり、サーバ、クライアントともに送信と受信を1つのポートで行えるわけだ。

　典型的な例では、HTTPというプロトコルがあるが、基本的には
１．サーバは80番で待ち受け
２．クライアントは適当なポートからサーバの80番に接続
３．クライアントからHTTPリクエストを送信、サーバは受信
４．サーバからHTTPレスポンスを送信、クライアントは受信
５．クライアントからTCPを切断
という流れでページも画像も音楽もPDFも動作しており、記述の通り1つのTCP/IP通信でお互いが送信も受信も行っている。なので、2本のプログラムを作る事になる。

　お互いが同時に送信を開始しても、受信側でデータを受け取らないはずがない（バグ以外）ので、ソケットの基本的な使い方を学べばどうプログラムを組めばよいかは大丈夫だろう。

TCP/IPプログラミング

>「データ送信前に、データを受信し、その後、送信する」という意味はselectで待ってFD_ISSETで受信データの有無を調べるという風に解釈しました。

１．一定間隔でＡからＢにヘルスチェックが送られ、Ｂからその応答を返す。

>例えばマシンＡのプロセスからＢに対して送信した場合はＢのプロセスはサーバの役割をする。

#1の補足にあるような処理なら動作自体は問題ありませんが、1つのポートを使うという考え方が実際のTCP通信と異なります。

>(1)マシンＡとＢでそれぞれ受信（サーバ）プロセスを動作させ受信可能状態にしておく。

> Ａ，Ｂに送信、受信のプログラムをそれぞれに置いて、

この回答への補足

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