Intro :
Pour concevoir un jeu vidéo multijoueur il vous faut utiliser dans le programme C++ des objets qu’on appelle sockets. Ceci afin de pouvoir faire communiquer des ordinateurs à distance.
Prérequis :
– savoir un peu lire et écrire du C++
– être sous Windows.
Explications :
Les sockets sont des objets représentants une interface de connexion liée à une machine afin de faire communiquer les ordinateurs à travers un réseau (a fortiori par Internet)
1 – Tout d’abord je vais vous présenter un petit programme qui affiche une page HTML dans la console à partir d’une URL web en utilisant les sockets. Rien ne vaut un bel exemple concret pour comprendre !
2 – Aussi, comme il est important de connaître de quoi l’on parle, je vais énumérer toutes les fonctions et mots-clés utilisés dans la programmation socket en C.
1 – Voici ce premier programme :
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/** Inspirez-vous des commentaires pour comprendre **/ #include <winsock2.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // Fonction qui permet d'afficher le contenu d'une page web void FetchAndPrintPage(SOCKET socket, const char* sHost, const char* sPage) { // Chaîne de caractère représentant la requête HTTP const char* sRequestFormat = "GET %s HTTP/1.0\r\nHost: %s\r\nUser-Agent: FetchAndPrint.c\r\n\r\n"; char* sMsg = new char[4096]; // On compose les paramètres dans une chaîne de caractères finale // représentant la requête HTTP à envoyer sprintf(sMsg, sRequestFormat, sPage, sHost); // La fonction send() permet d'envoyer des informations vers // l'ordinateur distant (le serveur) ; ici on envoit la requête HTTP if (send(socket, sMsg, strlen(sMsg), 0) != SOCKET_ERROR) { // Comme la fonction recv(), qui suit, ne réceptionne qu'une partie du message // reçu, il faut l'invoquer en boucle jusqu'à ce que le message // est entièrement réceptionné. while (true) { // Le nombre d'octet reçu int iBytes; // Le tampon de caractères stockant le contenu de la page web char sBuffer[4096]; // La fonction recv() ne réceptionne qu'une partie du message // reçu ; elle retourne le nombre d'octets reçu et stocke ce contenu // dans la variable tampon sBuffer iBytes = recv(socket, sBuffer, 4096, 0); // On sort de la boucle s'il n'y a plus de message à receptionner ou // qu'une erreur a eu lieu ! if (iBytes == 0 && iBytes == -1) { break; } // Pour finaliser la chaîne on doit rajouter le caractère nul à celle-ci sBuffer[iBytes-1] = '\0'; // On affiche le contenu de la page web dans la console printf("\n\n%s\n", sBuffer); // On met en pause le programme afin de lire la portion du texte reçu system("pause"); } } else { printf("Socket Error Code = %i\n", WSAGetLastError()); } delete sMsg; } int main() { // Ces deux suivantes instructions initialisent // l'utilisation des sockets sous Windows WSADATA WSAData; WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &WSAData); // Structure utilisée afin de stocker les informations d'un socket in_addr addr; const char* sHost = "anthroponaute.fr"; // Cette fonction créé un socket SOCKET s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (s == INVALID_SOCKET) { // Affiche la signification de l'erreur printf("Socket Error Code = %i\n", WSAGetLastError()); system("pause"); exit(EXIT_FAILURE); } // Pour obtenir des informations socket sur cette adresse web hostent* pHost = gethostbyname(sHost); if (pHost != nullptr) { printf("Adress Name = %s\n", pHost->h_name); addr.s_addr = *(u_long*) pHost->h_addr_list[0]; printf("IP Address = %s\n", inet_ntoa(addr)); } else { printf("Socket Error Code = %i", WSAGetLastError()); system("pause"); exit(EXIT_FAILURE); } // On remplit cette structure afin de configurer et situer notre socket SOCKADDR_IN adress_in; adress_in.sin_family = AF_INET; adress_in.sin_addr = addr; adress_in.sin_port = htons(80); /*************/ // On se connecte sur le serveur web if (connect(s, (SOCKADDR*)&adress_in, sizeof(adress_in)) == SOCKET_ERROR) { printf("Socket Error Code = %i\n", WSAGetLastError()); system("pause"); exit(EXIT_FAILURE); } else { printf("Connected !\n"); } // On affiche la page du site en spécifiant son répertoire FetchAndPrintPage(s, sHost, "/blog-informatique/"); WSACleanup(); return 0; } |
Copiez / collez et compilez !
2 – Voici maintenant tous les principes, concepts et fonctions de la programmation de sockets :
Voici les fichiers d’en-tête nécessaires :
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#include <winsock2.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> |
Voici les #define préétablis :
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SOCKET pour l'utilisation de socket (à la place de int) SOCKADDR_IN pour struct sockaddr_in SOCKADDR pour struct sockaddr IN_ADDR pour struct in_addr INVALID_SOCKET -1 SOCKET_ERROR -1 |
Voici la structure principale à utiliser :
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struct sockaddr_in { short sin_family; unsigned short sin_port; struct in_addr sin_addr; char sin_zero[8]; }; |
Elle est utilisée pour configurer la socket.
Voici comment l’utiliser :
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SOCKADDR_IN sin; sin.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(23); |
– sin.sin_addr.s_addr : c’est l’adresse qu’on affecte à cette configuration de socket (c’est peut-être l’adresse représentant un client ou un serveur, cela dépend du rôle de notre socket)
– INADDR_ANY : adresse IP automatique
Pour spécifier une adresse manuellement on peut utiliser la fonction inet_addr()
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sin.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); |
– sin.sin_family = AF_INET : spécifie que l’on passe la socket en mode Internet
– sin.sin_port : spécifie le numéro de port de la socket à utiliser
En occurrence, qu’est-ce qu’un port ?
Un port sert à spécifier à quel service d’application les informations doivent être envoyées.
En effet sur le réseau Internet global, chaque ordinateur est représenté par un numéro d’IP, mais cette adresse IP ne spécifie pas à quelle application de l’ordinateur l’information doit être envoyé.
En conséquence les applications / services sont identifiés par des numéros de port (ex : port 80 pour
le service HTTP)
Ces deux fonctions doivent être appelées pour initialiser ou clôturer l’utilisation des sockets :
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// Au début du programme : WSADATA WSAData; WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &WSAData); // A la fin du programme : WSACleanup(); |
Pour initialiser une socket :
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SOCKET sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); |
Voici les différents paramètres de cette fonction :
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AF_INET // Spéficie que l'on va utiliser le mode Internet |
Types de socket :
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SOCK_STREAM // Spéficie que l'on va utiliser le protocole TCP/IP. SOCK_DGRAM // Spéficie que l'on va utiliser le protocole UDP/IP. |
– Le protocole TCP est un protocole dit connecté. Il contrôle si le paquet
est arrivé à destination si ce n’est pas le cas il le renvoie.
– Le procotole UDP est un protocole dit non connecté. A l’inverse du protocole TCP
il ne contrôle pas si le paquet est arrivé à destination.
Cette fonction permet de convertir une addresse IP (en char*) afin d’être
affectée à la structure IN_ADDR.
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inet_addr("127.0.0.1"); |
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inet_ntoa() |
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int connect(int socket, struct sockaddr* addr, socklen_t addrlen); |
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int bind(int socket, const struct sockaddr* addr, socklen_t addrlen); |
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int listen(int socket, int backlog); |
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int accept(int socket, struct sockaddr* addr, socklen_t* addrlen); |
Résumé :
Nous avons créé un programme qui affiche une page web afin de comprendre la programmation sockets.
Au final nous avons énuméré tous les concepts liés à la programmation sockets.
Références :
– http://pub.phyks.me/sdz/sdz/les-sockets.html