プロジェクト概要

• 目的
  • 単純なHTTPサーバ・クライアントの実装を通して、ネットワークの基礎を理解する
• 要件
  • 言語：C
    • システムコールを使用
  • プロトコル：HTTP/1.1
    • 機能
      • クライアント側
        • リクエストの送信
          • 加算演算をリクエストする機能を実装
            • 加算演算はint型で行うため32ビット符号付き整数の範囲内
              • 具体的には[-2147483648, 2147483647]の範囲
            • 負の数も括弧を使わずにクエリに含めることができる
              • 例：5 + -3は5+-3としてクエリに含める
          • リクエスト例：GET /calc?query=2+10 HTTP/1.1
      • サーバ側
        • GETリクエストの処理
          • 加算演算を実行するAPIエンドポイントを提供
          • レスポンス例：HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Length:2\r\n\r\n12

実装内容

• ファイル構成

  • server.c：HTTPサーバのロジック 0. ソケットの作成とバインド

    • socket(): 通信エンドポイントを作成・ファイルディスクリプタを返す
      • domain: AF_INET（IPv4）
      • protocol: SOCK_STREAM (信頼性の高い通信)
    • bind(): ソケットにアドレスを割り当てる
      • socket address familyがAF_INETの場合、struct sockaddr_inを使用
    1. クライアントからの接続受付
    • listen(): accept()で接続を待機するための準備
    • accept(): クライアントからの接続を受け入れ、新しいソケットを作成
    2. リクエストの受信と解析
    3. 指定された処理の実行
    4. レスポンスの生成と送信
    5. ソケットのクローズ

  • client.c：HTTPクライアントのロジック 0. ソケットの作成

    1. サーバへの接続
    2. リクエストの生成と送信
    3. レスポンスの受信と表示
    4. ソケットのクローズ

  • Makefile：ビルド用Makefile

• ビルド手順

  • このディレクトリ直下で以下を実行

    make

• 実行手順

  • ビルド後、以下を実行してサーバを起動

    ./server

  • デフォルトでポート8080で待機
    • ブラウザまたはcurlでアクセス可能
      • 例：curl "http://localhost:8080/calc?query=5+3"
    • 終了するにはCtrl+Cを押す

補足

• そもそもソケットとは？
  • 任意のプロセス間通信行うための抽象化されたインタフェース
  • プロセス間通信の一つとしてインターネット通信があるという構造
• 全体の流れ
  1. 上位のサーバソケットの作成
  2. ポートをバインドする
  3. デーモンを初期化する
  4. デーモンプロセスで待機する
  5. 接続を許可してクライアント用のソケットを作成する
  6. リクエストの処理をする
  7. クライアント用のソケットを閉じる
  8. 4に戻る

参考資料

• FreeBSD Documentation
  • https://docs.freebsd.org/en/books/developers-handbook/sockets/#sockets-essential-functions