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chenshuo practical network programming implementation with C++.

Practical Network Prgramming

The C++ implementation of "Practical Network Prgramming" by chenshuo.

1 TTCP

1. The ttcp blocking implementation.

   # shell 1
   $ while true; do ./tests/ttcp_blocking -r; done
   
   #shell 2
   $ ./tests/ttcp_blocking -t localhost -l 10240
   $ ./tests/ttcp_blocking -t localhost -l 1024000

2. The simple echo server/client also may be blocked.

   # shell 1
   $ ./tests/echo_server 127.0.0.1 3100
   
   # shell 2
   $ ./tests/echo_client 127.0.0.1 3100 102400
   $ ./tests/echo_client 127.0.0.1 3100 2048000
   # blocking test
   $ ./tests/echo_client 127.0.0.1 3100 20480000  
   

2 Roundtrip

1. how to use roundtrip_udp.cc to measure clock error.

   # shell 1 as server
   $ ./tests/roundtrip_udp -s 3100
   
   # shell 2
   $ ./tests/roundtrip_udp 127.0.0.1 3100

3 Netcat

1. 如何正确使用 TCP

   主要体现在如何正确关闭 TCP 连接。

   • 在注释了 nc_sender 的 safe close conection 情况下，如果 nc_receiver 在 nc_sender sleep(10) 期间发送了数据，那么将导致其最终无法收到完成的数据。
   • 使用 nc_sender 的 safe close conection，无论 nc_receiver 在 nc_sender sleep(10) 期间发不发送数据都能完全接收数据。

    # shell 1
    $ ./nc_sender ttcp_blocking 1234 
    # shell 2
    $ ./nc_receiver 127.0.0.1 1234

2. 使用 TCP 注意事项

   • SIGPIPE： 在所有并发 TCP 服务器中忽略 SIGPIPE 信号。
   • Nagle's Algorithm： Nale's Algorithm 可以减少网络延迟，但可能会增加应用程序延迟。

   # shell 1
   $ ./nodelay_server 
   
   # shell 2
   $ ./nodelay_client localhost 1000
   $ ./nodelay_client -b localhost 1000
   $ ./nodelay_client -D localhost 1000
   
   # shell 3
   $ sudo tcpdump -i lo -n tcp port 3210

   TCP Client/Server 三部曲：

   • 打开 SO_REUSEADDR
   • 忽略 SIGPIPE
   • 打开 TCP_NODELAY

3. 不同版本的 netcat 实现

   • chargen.cc: 负载生成器。
   • netcat.cc : thread-per-connection。
   • netcat.py: IO 复用 + 阻塞 IO (python)。
   • netcat_nonblocking.py : IO 复用 (ET) + 非阻塞 IO (python)。

   # shell 1
   $ ./chargen -l 1234 
   # shell 2
   $ nc localhost 1234 > /dev/null
   $ nc localhost 1234 < /dev/zero > /dev/null  # 阻塞
   
   $ ./netcat localhost 1234 > /dev/null
   $ ./netcat localhost 1234 < /dev/zero > /dev/null  # 阻塞
   
   $ python netcat.py localhost 1234 > /dev/null
   $ python netcat.py localhost 1234 < /dev/zero > /dev/null # 阻塞
   
   $ python netcat_nonblocking.py localhost 1234 > /dev/null
   $ python netcat_nonblocking.py localhost 1234  < /dev/zero > /dev/null  # 正常

4. 进程监控 procmon

   基于 C++ 服务器框架 实现非侵入式进程监控 —— procmon。procmon 可以被看作为一个定制化的 HTTP Server，它不关心网络的收发（write/read），只对特定的输入产生特定的响应（即业务逻辑）。

   # shell 1: 负载生成器，c(余弦), 80(80% 负载), 1(1 个线程)
   $ dummyload c 80 1 
   pid 8169
   cycles=108322, secs=0.000963
   
   # shell 2 监控 dummyload: 8169(被监控的进程 id) 8080(procmon 所在的端口号)
   $ ./procmon 8169 8080
   
   # 浏览器查看进程信息
   http://192.168.233.128:8080/