1、四 川 大 学 计 算 机 学 院、软 件 学 院实 验 报 告 学号：_1143111172_ 姓名：柴承训 专业：软件工程 班级：9 班 第 7 周 课程名称 信息安全产品开发实践 实验课时 5实验项目并发服务器 II多线程 实验时间 2013.10.25实验目的 1）继续了解 Linux 下 C 语言程序开发的过程2）了解线程库 Pthreads 及提供的基本线程的操作线程的属性，了解线程的属性，线程的互斥和同步3）掌握多线程网络服务器模型4）能在 Linux 环境实现 TCP 多线程并发服务器模型5） 能编写多线程端口扫描程序 实验环境 X86，WindowsXP，VMware Wor
2、kstation 5.0.0，RedHat Linux ， SSHSecureShellClient-3.2.9 实验内容（算法、程序、步骤和方法） 试验题目 1修改远程控制程序服务器程序，将其从循环模式或多进程模式修改为多线程模式试验题目 2多线程端口扫描程序实现一个多线程端口扫描程序：要求：1. 能同时扫描 5 个 IP 地址；2. 针对每个 iP 地址，开设 100 个线程对其进行扫描；3. 如果端口打开，使用函数 getservbyport 获取其服务名，在屏幕上打印：IP port servername,如果是未知服务，则屏幕显示：ip port unkonown 实验一：先来回顾一
3、下上次实验实现的多进程并发服务器：Unix 下的大多数网络服务器程序都是这么编写的，即父进程接受连接，派生子进程，子进程处理与客户的交互。 虽然这种模型很多年来使用得很好，但是 fork 时有一些问题： （1）fork 是昂贵的。内存映像要从父进程拷贝到子进程，所有描述字要在子进程中复制等等。目前有的 Unix 实现使用一种叫做写时拷贝（copyonwrite）的技术，可避免父进程数据空间向子进程的拷贝。尽管有这种优化技术，fork 仍然是昂贵的； （2） fork 子进程后，需要用进程间通信（IPC）在父子进程之间传递信息。Fork 之前的信息容易传递，因为子进程从一开始就有父进程数据空间及
4、所有描述字的拷贝。但是从子进程返回信息给父进程需要做更多的工作。 ；而上述两个问题可以通过用线程代替进程的方法来克服，接下来我们再来看下进程的一些特点： 线程有助于解决这两个问题。线程有时被称为轻权进程（lightweight process），因为线程比进程“轻权”，一般来说，创建一个线程要比创建一个进程快 10100 倍。 一个进程中的所有线程共享相同的全局内存，这使得线程很容易共享信息，但是这种简易性也带来了同步问题。 一个进程中的所有线程不仅共享全局变量，而且共享：进程指令、大多数数据、打开的文件（如描述字）、信号处理程序和信号处置、当前工作目录、用户 ID 和组 ID。 但是每个线程
5、有自己的线程 ID、寄存器集合（包括程序计数器和栈指针）、栈（用于存放局部变量和返回地址）、error、信号掩码、优先级。 程序的编译gcc o test test.c -lpthread 有了这些理论准备之后我们就可以编程来实现我们的多线程并发服务器了。源代码：/* =* Filename: udpserver.c* Description: This program is used to demostrate how to implement a udp rpc server* Version: 1.0* Created: 2013骞?9鏈?4鏃?20鏃?9鍒?2绉? * Revision
6、: none* Compiler: gcc* Author: Gang Liang * Organization: Computer Science College, Sichuan Universtiy* =*/#include #include #include #include #include #include #include #include #include #define PORT 8888 /*server port */#define SIZE 2048 /* 2K BUFFER */void * start_routine(void* arg); /声明线程处理函数int
7、 exec (char* command,char* result)FILE * in;int len;char c;len=0;bzero(result,sizeof(result);in=popen(command,“r“);if (NULL=in)fprintf(stderr,“error in create a pipen“);return -1;while(c=fgetc(in)!=EOF)close(conn_sock);close(sockfd);return -1;recvbufrecvnum=0;fprintf(stderr,“the command is:%sn“,recv
8、buf);if (0=strcmp(recvbuf,“quit“)fprintf(stderr,“the client is quitn“);close(conn_sock);break;if (1=(cnt=exec(recvbuf,sendbuf)sprintf(sendbuf,“the invalid command,please try againn“);fprintf(stderr,“the result is n%s“,sendbuf);if (0=(sendnum=write(conn_sock,sendbuf,strlen(sendbuf)perror(“the commuca
9、tion errorn“);close(conn_sock);return -1;close(sockfd);/* - end of function main - */实验截图：实验二：实验思路；主要分为以下四个部分：（1）：从控制端接受用户的输入；（2） ：根据用户的输入结果，根据 IP 地址创建 100 线程进行扫描1.创建 100 个线程描述符pidthread_t * thread;thread = ( pthread_t * )malloc( THREAD_NUM * sizeof(pthread_t) );2.为每个线程创建扫描的分工for ( int j = 0; j #inc
10、lude#include#include#include#include#include#include#include#define NUM 100#define MAX_PORT 65535#define SEG_LEN 655typedef struct port_segmentint *ip;unsigned min_port;unsigned max_port;port_segment;void *scan(void*arg);int main(int argc, char *argv)int j, i; pthread_t *thread;thread = (pthread_t *
11、)malloc(NUM*sizeof(pthread_t);if(argc6)printf(“input error!n“);for(j = 1; j ip=argvj; port-min_port = i*SEG_LEN +1; if(i = (NUM -1) port-max_port = MAX_PORT; else port-max_port = port-min_port + SEG_LEN -1; if(pthread_create( free(thread); exit(-2); return 0;void *scan(void*arg)struct sockaddr_in se
12、rver; int i, sockfd ,con;pthread_detach(pthread_self(); port_segment *port= (port_segment *)arg; memset( server.sin_family = AF_INET; server.sin_addr.s_addr = inet_addr(port-ip); for(i = port-min_port; i max_port; i+) server.sin_port = htons(i);if(sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0) = -1) perro
13、r(“can not create socketn“); exit(1); if(con = connect(sockfd, (struct sockaddr *)sp=getservbyport(htons(i),“tcp“);if(sp!=NULL)printf(“%dt%sn“,i,sp-s_name);else printf(“%dtunkown!n“,i); close(sockfd); 截图：结 论（结 果） 运行正确，能同时支持多客户端小 结 通过本实验，我掌握了：1）进一步熟悉了 Linux 下 C 语言程序开发的过程；2）了解了一些基本的线程函数3）掌握了如何利用多线程实现并发服务器4）会编写多线程端口扫描程序指导老师评 议 成绩评定： 指导教师签名：
