拙著「Linuxネットワークプログラミング」の紹介

拙著「Linuxネットワークプログラミング」に関する情報ページです。 サンプルプログラムダウンロード、はじめに/目次/Chapter 1〜3までのサンプルPDF、書籍中の間違いに関する情報を扱っています。

参考：拙著に関して発売時に書いたブログ記事。拙著中のコラムを書く過程で書いたブログ記事「いいから殺せ。後はこっちでなんとかするから」。

サンプルプログラム

(間違い箇所の修正対応済み)

まとめてダウンロード(tar.gz)

• 2-2 IPv4＋TCPによるソケット実装例
• 2-4 ファイルディスクリプタが0となる場合
• 2-5 単純なTCPサーバの実装
• 2-6 単純なTCPクライアントの実装
• 2-9 socket()システムコールを失敗させる
• 2-10 注意すべきエラー処理
• 2-11 printfをperrorの前に実行したケース
• 2-12 bind()を行わない場合
• 2-19 単純な名前解決プログラム
• 2-22 単純なTCPサーバ（getaddrinfo()版）
• 2-23 ファイル送信側
• 2-24 ファイル受信側
• 2-25 単純なHTTPクライアント
• 2-26 単純なHTTPサーバプログラム
• 3-3 単純なUDP受信プログラム
• 3-6 単純なUDP送信プログラム
• 3-7 getaddrinfo()を利用したUDP送信プログラム
• 3-8 getaddrinfo()を利用したUDP受信プログラム
• 3-9 IPv6が未設定の環境を想定する
• 3-10 ブロードキャスト送信プログラム
• 3-11 マルチキャスト送信プログラム
• 3-12 マルチキャスト受信プログラム
• 3-15 ソケットの名前を取得する
• 3-16 bind()を使った名前確認
• 3-17 UDPパケットのやりとりを行うサンプルプログラム
• 3-18 UDPパケットの送信&受信プログラム
• 4-3 インターフェース番号とインターフェース名を取得する
• 4-7 インターフェース一覧を取得する
• 4-8 if_nameindex()を利用してインターフェース一覧のみを取得する
• 4-10 ioctl()を利用してインターフェース一覧のみを取得する
• 4-11 インターフェース名を変更する
• 4-13 IPv4アドレスを設定する
• 4-15 IPv6アドレスを設定する
• 4-16 IPアドレスを削除する
• 4-17 ネットマスクを変更する
• 4-18 インターフェースをdown状態にする
• 4-19 インターフェースをup状態にする
• 4-20 ハードウェアアドレスを設定する
• 4-21 MTUを取得する
• 4-22 MTUを設定する
• 5-9 インターフェース情報の取得
• 5-11 インターフェースのdown
• 5-12 MTUの設定
• 5-14 IPアドレスの取得
• 5-15 IPアドレス変更通知の受け取り
• 5-18 IPアドレスの設定
• 6-1 ノンブロッキングでUDPを受信する
• 6-2 16ビットと32ビットの扱い
• 6-3 バイトオーダーを知る
• 6-13 SO_SNDTIMEOを利用したタイムアウト
• 6-16 slenの変化を知る
• 6-25 INET_ADDESTRLENの利用
• 6-26 INET6_ADDRSTRLENの利用
• 7-3 プロセスを生成するサンプルプログラム
• 7-4 値を共有しないプロセスの生成サンプルプログラム
• 7-5 スレッドの生成サンプルプログラム
• 7-8 SIGUSR1シグナルの補足
• 7-9 UNIXソケットサーバプログラム
• 7-10 UNIXソケットクライアントプログラム
• 7-11 UNIXソケットSOCK_DGRAM送信側
• 7-12 UNIXソケットSOCK_DGRAM受信側
• 7-14 socketpair()を利用する
• 7-16 pipe()システムコールを利用する
• 7-17 コマンド出力の取得サンプル
• 7-21 共有メモリを利用する
• 7-22 共有メモリへのアクセス
• 7-25 共有メモリの解放
• 7-30 セマフォセットの作成と初期化
• 7-31 セマフォの操作
• 7-32 セマフォの初期化
• 7-36 メッセージキューの作成
• 7-37 メッセージキューへのメッセージ送信
• 7-38 メッセージキューからのメッセージ取得
• 7-41 pthread mutexをプロセス間で利用する
• 8-5 epollを使ったデータ受信プログラム
• 8-6 epollサンプルへのデータ送信プログラム
• 8-7 送信バッファが溢れる例：受信側プログラム
• 8-8 送信バッファが溢れる例：送信側プログラム
• 8-9 送信可能かどうかのチェック
• 8-10 タイムアウトのチェック
• 8-11 connect()処理の終了にepoll_wait()を使う
• 8-12 シグナルを利用したepoll_wait()の解除
• 8-13 socketpairを利用したepoll_wait()の解除
• 8-15 select()を使ったデータ受信プログラム
• 8-16 select()を使ったデータ送信プログラム
• 8-18 poll()を利用したデータ受信プログラム
• 8-19 送信可能かチェックする
• 8-20 タイムアウトのチェック
• 10-1 fork()を利用した並列処理
• 10-2 スレッドを利用した並列処理
• 10-3 epoll による並列処理
• 10-4 SO_REUSEADDR を有効にしたTCP サーバ
• 10-6 shutdown()を利用する
• 10-7 クライアント側サンプルプログラム
• 10-9 chroot jailを抜ける
• 10-14 syslog()関数を利用したサンプルプログラム
• 11-12 IPv4射影アドレスを利用したサーバプログラム
• 12-1 RAWソケットを利用したpingコマンド
• 12-5 AF_PACKETを利用したICMP ECHO
• 12-7 AF_PACKETソケットをプロミスキャスモードにする
• 12-8 bind()によるインターフェースの指定
• 12-11 単純なpcapキャプチャ
• 12-12 フィルタを利用する
• 12-13 ファイルへの書き出し
• 12-14 ファイルからの読み込み
• 13-1 マルチキャストTTLの設定（IPv4）
• 13-2 マルチキャストTTLの設定（IPv6）
• 13-5 SSMへの送信
• 13-6 SSMからの受信
• 13-7 出力インターフェースを指定する（IPv4）
• 13-8 出力インターフェースを指定する（IPv6）
• 13-9 ASMにおけるマルチキャストソースフィルタ設定例
• 13-16 旧APIでのマルチキャスト受信プログラム
• A-2 gethostbyname()の利用例
• A-4 gethostbyaddr()の利用例
• A-9 inet_ntoa()とinet_addr()を利用する
• A-10 inet_ntoa()/inet_addr()の落とし穴

Errata

書籍中の間違い一覧

拙著の内容

はじめに、目次、Chapter 1〜Chapter 3のPDFダウンロード

chapter 1 インターネットの仕組み

1-1 インターネットとは

• ネットワークとインターネット
• 初期のインターネット設計思想
• パケットという考え方

1-2 OSI 7層モデル

• 物理層とリンク層
• ネットワーク層
• トランスポート層
• セッション層とプレゼンテーション層、アプリケーション層

1-3 TCPとUDPの概要

• コネクション型プロトコル〜TCP
• コネクションレス型プロトコル〜UDP

1-4 IPアドレス

• ネットワーク部とホスト部
• IPアドレスの種類
• IPアドレスの一意性
• プライベートアドレス

1-5 ドメイン名とホスト名

• ドメインネームシステム

1-6 Webとメールの仕組み

• Hyper Text Transfer Protocol
• Web ブラウザが行うURLの解釈処理
• メールの仕組み

1-7 IPv4とIPv6･

• IPv6への移行

1-8 Chapter 1 のまとめ

chapter 2 TCP通信の基礎

2-1 TCPによるプログラミングの流れ

• ソケットとプログラミング
• Linuxにおけるソケットの作成

2-2 TCP サーバ/クライアントの実装

• 単純なTCPサーバの実装
• 単純なTCPクライアントの実装

2-3 ソケットプログラミングのエラー処理

• errnoとperror
• ソケット作成の失敗とperror利用例
• perrorとスレッド処理
• printf()とperror()の実行順
• bind()の意味
• listen()の意味
• 無効になったソケットに対するデータ送信
• 文字列でのエラー内容取得

2-4 名前解決の実装

• 名前解決のサンプルプログラム
• エラー解析関数
• IPv6とIPv4両方に対応する
• getaddrinfo()をbind()で使う

2-5 単純なファイル転送プログラム

• ファイル送信側サンプルプログラム
• ファイル受信側サンプルプログラム

2-6 単純なHTTPクライアント/サーバ

• HTTPクライアントの実装
• HTTPサーバの実装

2-7 Chapter2 のまとめ

chapter 3 UDP通信の基礎

3-1 UDPの特徴とプログラミング

3-2 UDP のプログラミング

• 単純なUDP受信プログラム
• 単純なUDP送信プログラム
• getaddrinfo()を利用したUDP プログラム
• IPv6が未設定の環境を想定する

3-3 ブロードキャストプログラミング

• ブロードキャスト送信プログラム

3-4 マルチキャストプログラミング

• マルチキャスト送信プログラム
• マルチキャスト受信プログラム

3-5 UDP ソケットの「名前」とbind()

• UDPでの「返信」

3-6 ソケットバッファ

3-7 Chapter3 のまとめ

chapter 4 ネットワーク情報の取得と設定

4-1 ネットワークインターフェース

• インターフェース名とインターフェース番号
• インターフェース情報一覧の取得
• インターフェース一覧のみの取得
• インターフェース名の変更
• ハードウェアアドレスの取得
• IPアドレスの設定
• ネットマスクの設定
• up/down状態
• ハードウェアアドレスの設定
• MTUの取得/設定

4-2 /procインターフェース

• 経路テーブル
• ネットワークデバイス統計情報
• IPv6アドレス
• ARP
• 開いているソケット情報

4-3 Chapter 4 のまとめ

chapter 5 Netlinkによる情報取得と設定

5-1 Netlinkの概要

• Netlinkを使ったプログラムの流れ
• Netlinkソケットの作成

5-2 Netlinkメッセージの送受信

• NetlinkユニキャストとNetlink マルチキャスト
• sockaddr_nl構造体
• Netlinkメッセージフォーマット
• NETLINK_ROUTEプロトコル

5-3 インターフェース情報の取得

• インターフェースをdown状態にする
• MTUの設定

5-4 IPアドレスの取得

5-5 IPアドレス変更通知の受け取り

• マルチキャストに必要な特権

5-6 IPアドレスの設定

• IPアドレスの削除

5-7 Chapter 5 のまとめ

chapter 6 基本的な通信関連関数

6-1 ノンブロッキングモード

• ノンブロッキングでのUDP受信

6-2 エンディアンとネットワークバイトオーダー

• バイトオーダー
• エンディアン同士の相互変換
• 数値や構造体を送信するときの注意点
• 相互接続の注意点

6-3 ソケットの設定を取得する

• ソケットの名前を取得する
• 接続相手の情報を取得する

6-4 シグナルハンドリング

6-5 知っておくと便利なマクロ

• IPv4アドレス用マクロ
• IPv6アドレス用マクロ
• IPアドレス用文字列のサイズ

6-6 Chapter 6 のまとめ

chapter 7 プロセス間通信

7-1 プロセス

• プロセスを生成する

7-2 スレッド

7-3 プロセス間通信とは

7-4 シグナル

• kill()システムコール
• シグナルハンドラ

7-5 UNIX ソケット

• SOCK_DGRAMでUNIXソケットを使う

7-6 ソケットペア

7-7 パイプ

• コマンドラインのパイプ

7-8 System V IPC

• IPC資源とIPCキー
• 共有メモリ
• セマフォ
• メッセージキュー
• POSIX IPC関数
• pthread mutexをプロセス間で利用する

7-9 Chapter 7 のまとめ

chapter 8 複数のソケットを扱う

8-1 epoll とは

• epoll_create()システムコール
• epoll_ctl()システムコール
• epoll_wait システムコール

8-2 単純なepoll

• データの受信プログラム
• データの送信プログラム

8-3 epoll_wait()の活用

• 送信可能かどうかのチェック
• タイムアウトのチェック
connect()処理の終了v

8-4 epoll_wait()の解除

• シグナルを送信する
• ソケットペアを使う

8-5 select()とpoll()

• select()システムコール
• poll()システムコール
• 送信可能かどうかのチェック
• タイムアウトのチェック

8-6 Chapter 8 のまとめ

chapter 9 通信プログラムのデバッグ

9-1 パケットキャプチャによるデバッグ

• 機器内で直接パケットを見る方法
• 通信路でパケットを見る方法
• パケットキャプチャと暗号化

9-2 インターネットとカプセル化

• プロミスキャスモード

9-3 Wireshark

• Wiresharkの基本動作
• キャプチャフィルタ
• Follow TCP Stream
• フィルタ機能

9-4 各種ヘッダ

• IPv4ヘッダ
• IPv6ヘッダ
• TCPヘッダ
• UDPヘッダ
• ICMPヘッダ

9-5 tcpdump

• 主なオプション
• キャプチャパケットをファイルに保存
• 条件式を指定してフィルタリング

9-6 デバッグTIPS

• なぜ接続できないのか？
• TCP接続を切断したのはどちら？
• TCPでデータがこない？
• パケットが出てる？来てる？

9-7 Chapter 8 のまとめ

chapter 10 TCPサーバプログラミング

10-1 複数セッションの並列処理

• fork()を利用する
• スレッドを利用する
• epollを利用する

10-2 TCP とTIME_WAIT

• TIME_WAIT状態
• ポート番号をすぐに再利用する

10-3 shutdown()の活用

10-4 ルートディレクトリを仮想的に変更

• chroot jailを抜ける

10-5 デーモン化

10-6 syslogへの対応

• syslog()の利用プログラム

10-7 Chapter 10 のまとめ

chapter 11 デュアルスタックプログラミング

11-1 sockaddr_in6構造体

11-2 sockaddr_storage構造体

11-3 IPv4射影アドレス

11-4 IPv4アドレス枯渇とIPv6

• インターネットアーキテクチャの変化
• Large Scale NAT
• 日本国内における影響

11-5 Chapter11 のまとめ

chapter 12 生パケットプログラミング

12-1 RAWソケット

12-2 AF_PACKET

• SOCK_DGRAMとSOCK_RAWの違い
• sockaddr_ll
• AF_PACKETを利用したICMP ECHOの送受信
• プロミスキャスモード
• bind()

12-3 pcapを使ったキャプチャ

• インストールとコンパイル
• パケットキャプチャの流れ
• pcapを使ったキャプチャ
• フィルタを利用する
• ファイルへの書き出し
• ファイルからの読み込み

12-4 Chapter 12 のまとめ

chapter 13 マルチキャストプログラミング

13-1 マルチキャストアドレス

• 動的なマルチキャストアドレス割り当て
• TTLとスコープ
• IPv6でのマルチキャストアドレス
• マルチキャストTTL の設定（IPv4）

13-2 Source Specific Multicast

• SSMを利用する
• SSMへの送信

13-3 出力インターフェースの指定

• 出力インターフェースを指定する（IPv4）
• 出力インターフェースを指定する（IPv6）

13-4 ASMにおけるマルチキャストソースフィルタ

13-5 マルチキャストフィルタ情報の取得

13-6 IP_MULTICAST_LOOP

• JOINできる最大数

13-7 マルチキャスト関連の旧API

• IP_ADD_MEMBERSHIPの利用（IPv4）

13-8 Chapter 13 のまとめ

Appendix

• IPv4しか扱えない関数
• gethostbyname()
• gethostbyaddr()
• herror()、hstrerror()
• inet_ntoa()、inet_addr()
• IPv4専用関数の落とし穴

コラム一覧

• システムコールとは
• サンプルプログラムの実行について
• man と章番号
• 非同期シグナルセーフな関数
• サブネットブロードキャストを利用したDoS
• 困ったときのnet-tools ソースコード
• ビッグエンディアンとリトルエンディアンの語源
• SIGHUP
• IPC_PRIVATE？
• select()とMSG_OOB
• ぁゃτぃUNIX用語
• Wiresharkとethereal
• Bugzilla
• プリプロセッサで処理される組み込みマクロ