WebSocket-сервер на СИ
Эта статья поможет тем, кто захочет разобраться в этой технологии и написать свой WebSocket-сервер на языке СИ.
Заранее скажу. В приведённом примере не реализована работа по протоколу "wss://..." (https), не поддерживается длина тела сообщения больше 65535-ти байт и не предусмотрена передача фрагментированных сообщений. Всё это будет делаться позже.
В сети можно найти определённое количество примеров ws-серверов написанных на разных языках (преимущественно node.js и php) однако все они слишком громоздки и/или требуют сторонних библиотек. Мне же, во-первых, хотелось во всём разобраться, а во вторых, был нужен компактный сервер, использующий минимальное количество ресурсов и с возможностью работы на роутере (без переноса системы на флешку) под управлением OpenWrt.
Если Вы совсем не знакомы с технологией WebSocket, то рекомендую прочесть вот это или если знаете английский, то лучше сразу это RFC 6455.
Говоря простым языком, протокол websoket — это когда сервер не закрывает соединение после обмена данными и может через любой промежуток времени передать клиенту (либо клиент серверу) какую-либо информацию без предварительных
В статье показан пример слегка урезанного WebSocket-сервера, и подробно рассказано, что и как там происходит внутри.
Алгоритм WebSocket таков: сервер работает как обычный web-сервер прослушивая какой-нибудь порт, например 86-ый
Когда клиент получает файл index.html содержащий специальный js-код, этот код, отработав, делает запрос на соединение по протоколу "ws://..." и отправляет секретный ключ. Сервер в свою очередь обрабатывает этот ключ (добавляет к нему идентификатор GUID ⇨ хеширует алгоритмом SHA1 ⇨ переводит в кодировку Base64) и отправляет клиенту новый ключ вместе со специальным заголовком, разрешающем ws-соединение. После этого соединение остаётся открытым и Websocket-соединение считается установленным.
Теперь нужно отвлечься от сервера и разобраться с клиентом, то есть с браузерной стороной (о написании своего клиента в следующей части).
К счастью, здесь уже всё сделано разработчиками браузеров и нам нужно только загрузить страничку (index.html) со «специальным» js-кодом…
index.html
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<!--<link rel="stylesheet" href="style.css" type="text/css" />-->
<link rel="shortcut icon" href="favicon.ico" type="image/x-icon" />
<!--<script src="jquery.js"></script>-->
<script src="https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.1.0/jquery.min.js"></script>
<style type="text/css">
.knopka {
height: 40px;
width: 120px;
text-align: center;
line-height: 2.1;
cursor: pointer;
border: 1px solid #999;
border-radius: 10px;}
v{}
</style>
<script type="text/javascript">
$(function() {
window.WebSocket = window.WebSocket || window.MozWebSocket;
var websocket = new WebSocket('ws://192.168.5.196:86/ws');
websocket.onopen = function () {
$('h1').css('color', '#65c178'); /* green */
};
websocket.onclose = function (e) {
console.log("WebSocket: ", e)
$('h1').css('color', '#fe457e'); /* red */
};
websocket.onerror = function () {
$('h1').css('color', '#fe457e'); /* red */
};
websocket.onmessage = function (message) {
console.log(message.data);
$('v').append($('<p>', { text: message.data }));
};
$('.knp0').click(function(e) {
e.preventDefault();
websocket.send($('input').val());
$('input').val('');
});
$("input[id='text-count']").keydown(function count() {
number = $("input[id='text-count']").val().length + 1;
$("#count").html(" The number of bytes: " + number);
});
$('.knp1').click(function(e) {
e.preventDefault();
websocket.send("hi");
});
$('.knp2').click(function(e) {
e.preventDefault();
websocket.send("ping");
});
$('.knp3').click(function(e) {
e.preventDefault();
websocket.send("close");
});
});
</script>
</head>
<body>
<h1>WebSocket</h1>
<div class='knopka knp1'>Hi...</div>
<div class='knopka knp3'>Close</div>
<div class='knopka knp2'>Call PING</div>
<div class='knopka knp0'>Send</div> <input type="text" id="text-count"/><span id="count"></span>
<v></v>
</body>
</html>
Выглядит она вот так:
Если надпись
Что касается браузера, то порекомендую использовать FireFox, так как, например, Chromium (и его производные) постоянно запрашивает favicon.ico, что порой мешает установлению ws-соединения.
Здесь и далее под словом — клиент, подразумевается браузер.
Итак вы открыли браузер по адресу 192.168.5.196:86 и получили index.html cо «специальной» строчкой…
var websocket = new WebSocket('ws://192.168.5.196:86/ws');… Это и есть запрос на соединение по протоколу websocket.
В скобках указывается протокол (ws://), адрес сервера (если порт 80-ый, то можно не писать), буквы (ws) после слеша могут быть любыми, а можно и вовсе без них, это просто «маячок» (см.ниже) для сервера, говорящий ему, что нужно распарсить весь пакет и поискать там заголовок — Sec-WebSocket-Key: с рандомным ключём — ViFipDSLZ5fyHuVf3PFDBQ== в кодировке Base64.
От разных браузеров запросы выглядят по разному, но в целом суть одна и та же, вот так от
Так от
Заголовки (браузер генерирует их сам), интересные нам содержат:
• Upgrade: websocket — запрос на websocket-соединение.
• Sec-WebSocket-Key: ViFipDSLZ5fyHuVf3PFDBQ== — ключ для сервера.
• Sec-WebSocket-Extensions: — расширения и подпротоколы будут описаны в следующих частях, для данной статьи (да и в целом для работы сервера) они не важны.
Соединение
Далее я буду сопровождать текст вырезками из кода, а после будет код целиком...
Сервер, получив «маячок» (ws) распарсивает весь пакет, вычленяет из него ключ — ViFipDSLZ5fyHuVf3PFDBQ== (ключ всегда постоянной длины) и кладёт его в массив…
...
char resultstr[64] = {0,};
...
if((p = strstr(buffer, "Sec-WebSocket-Key:")) != NULL)
{
char resultstr[64] = {0,};
int i = 0, it = 0;
for(i = 19; it < 24; i++, it++)
{
resultstr[it] = p[i];
}
...Теперь к ключу нужно прибавить специальную строку (GUID) определённую в спецификации RFC 6455:
...
char GUIDKey[] = "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11"; //36
...Это строка никогда не меняется.
Склеиваем ключ полученый от клиена с GUIDKey:
...
strcat(resultstr, GUIDKey);
...В итоге получаем вот такую строку — ViFipDSLZ5fyHuVf3PFDBQ==258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11
Блок отвечающий за эти действия:
...
/////////////////////////////////// WS /////////////////////////////////////////////////
else if((strstr(str_from_buf, "GET /ws ")) != NULL)
{
warning_access_log(buffer);
if((p = strstr(buffer, "Sec-WebSocket-Key:")) != NULL)
{
char resultstr[64] = {0,};
int i = 0, it = 0;
for(i = 19; it < 24; i++, it++)
{
resultstr[it] = p[i];
}
strcat(resultstr, GUIDKey);
...
Далее склеенную строку передаём в функцию…
...
////////////////////////////sha1///////////////////////////////////////
unsigned char temp[SHA_DIGEST_LENGTH] = {0,};
SHA1(temp, resultstr, strlen(resultstr));
...
… и получаем обратно хеш-сумму этой строки — 32b97b0ab1fd13594ac7817f16bd6f95fee075e3 (всегда постоянной длины).
Далее с помощью функции…
...
////////////////////////////Base64////////////////////////////////////
unsigned char key_out[64] = {0,};
base64_encode(temp, key_out, sizeof(temp));
...
… переводим хеш-сумму в кодировку Base64 и получаем ключ, который нужно отдать клиенту — s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo= (он тоже всегда постоянной длины).
Ну и наконец собираем и отправляем ответ клиенту…
...
char resp[131] = {0,};
snprintf(resp, 130, "%s%s%s", response_ws, key_out, "\r\n\r\n");
if(send(client_fd, resp, sizeof(char) * strlen(resp), MSG_NOSIGNAL) == -1) warning_access_log("send response_ws.");
...
… который выглядит вот так:
__________________________________________________
HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=
__________________________________________________
В заголовках мы сообщаем клиенту что переключились на протокол WS и отправляем ему наш ключ.
Соединение не закрывается и передаётся в отдельный поток:
...
//////////////////////////// START WS /////////////////////////////////
if(pthread_create(&ws_thread, NULL, &ws_func, &client_fd) != 0) error_log("creating WS.");
pthread_detach(ws_thread);
sem_wait(&sem);
...
Если клиента удовлетворяет наш ключ, тогда ws-соединение установится, а надпись в браузере станет
Фреймы
Тут начинается самое интересное. Обмен данными производится с помощью хитроумных фреймов, которые выглядят вот так:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+
|F|R|R|R| опкод |М| Длина тела | Расширенная длина тела |
|I|S|S|S|(4бита)|А| (7бит) | 2 байта (16 бит) |
|N|V|V|V| |С| 0 - 125 | если длина тела |
| |1|2|3| |К| | больше 125 и меньше 65536 |
| | | | | |А| | |
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+
| Продолжение расширенной длины тела, если длина тела > 65535 |
+-------------------------------+-------------------------------+
| | Ключ маски, если МАСКА == 1 |
+-------------------------------+-------------------------------+
| Ключ маски (продолжение) | Данные фрейма ("тело") |
+---------------------------------------------------------------+
| Данные продолжаются ... |
+---------------------------------------------------------------+
| Данные продолжаются ... |
+---------------------------------------------------------------+
и т.д.
Так фрейм показан в RFC 6455.
Я перерисовал по-другому:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------+---------------------------------------------------------------+-------------------------------+
|F|R|R|R| опкод |М| Длина тела | Расширенная длина тела | 5-ый байт | 6-ой байт | 7-ой байт | 8-ой байт | 9-ый байт | 10-ый байт | 11-ый байт | 12-ый байт | 13-ый байт | 14-ый байт | 15-ый байт | 16-ый байт |
|I|S|S|S|(4бита)|А| (7бит) | 2 байта (16 бит) | | | | | | | | | | | | |
|N|V|V|V| |С| 0 - 125 | если длина тела | Продолжение расширенной длины тела, если длина тела > 65535 (6 байт) | Ключ маски, если МАСКА == 1 (4 байта) | Отсюда и далее идёт тело | и т.д.
| |1|2|3| |К| | больше 125 и меньше 65535 | | | | | | | | | | | сообщения |
| | | | | |А| | | | | | | | | | | | | | | |
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------+---------------------------------------------------------------+-------------------------------+
Фреймы могут быть разной длины и передаваться либо целиком, либо фрагментами (несколько фреймов).
Фреймы бывают разных типов:
• Фрейм для передачи текста.
• Фрейм для передачи бинарных данных.
• Фрейм сообщающий о закрытии соединения.
• Фрейм PING.
• Фрейм PONG.
• Фрейм сообщающий о том, что это фрагмент сообщения.
Подробнее о типах фреймов см. ниже.
Первый байт
0 1 2 3 4 5 6 7
+-+-+-+-+-------+
|F|R|R|R| опкод |
|I|S|S|S|(4бита)|
|N|V|V|V| |
| |1|2|3| |
| | | | | |
+-+-+-+-+-------+
Первые четыре бита первого байта содержат…
0 1 2 3
+-+-+-+-+
|F|R|R|R|
|I|S|S|S|
|N|V|V|V|
| |1|2|3|
+-+-+-+-+
• 0-ой бит (FIN) — если сообщение передаётся одним фреймом (сообщение не фрагментированно), то FIN == 1. Если сообщение передаётся нескольким фреймами (сообщение фрагментированно), тогда FIN == 1 только у последнего фрейма, у всех предыдущих фреймов FIN == 0.
То есть FIN == 1 — это конец передачи (final — true), а FIN == 0 — это не конец передачи (final — false).
• 1-ый бит (RSV1), 2-ой бит (RSV2) и 3-й бит (RSV3) — нужны при использовании подпротоколов (Sec-WebSocket-Extensions), если подпротоколы не используются, то эти три бита равны нулю (подпротоколы в этой статье рассматриваться не будут, поэтому эти биты для нас не важны).
Следующие четыре бита первого байта — это опкод, который определяет тип передаваемого фрейма:
4 5 6 7
+-------+
|opcode |
| (4) |
| |
| |
+-------+
0x1 — текстовый фрейм (информация передаётся в виде текста).
0x2 — двоичный фрейм (информация передаётся в виде бинарных данных).
0x3-7 — зарезервированы на будущее.
0x8 — закрытие соединения (при получении клиентом или сервером такого опкода соединение закрывается).
0x9 — обозначает PING (сервер отправляет этот опкод клиенту для проверки связи. Послать PING может только сервер).
0xA — обозначает PONG (браузер отвечает этим опкодом на PING от сервера).
0xB-F — зарезервированы на будущее.
0x0 — если фрейм фрагментирован, то все фреймы кроме первого имеют такой опкод.
Второй байт
8 9 0 1 2 3 4 5
+---------------+
|М| Длина тела |
|А| (7бит) |
|С| 0 - 125 |
|К| |
|А| |
+-+-------------+
Первый бит второго байта несёт в себе признак наличия или отсутствия битовой маски (1 или 0).
Сама битовая маска, идущая после длины «тела сообщения», состоит из четырёх байт и выступает в роли контрольной суммы (см. ниже).
Следующие 7 бит второго байта содержат в себе длину «тела сообщения» если это сообщение меньше 126 байт (0 — 125).
от 0 до 125 байт
Если длина «тела сообщения» лежит в пределах 0 — 125 байт, то следующие 4 байта содержат битовую маску, а после идёт само сообщение.
То есть, сообщение от браузера ⇨ серверу с текстом "stD" будет выглядеть вот так:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
+-+-+-+-+-------+-+-------------+---------------------------------------------------------------+-----------------------------------------------+
|F|R|R|R| опкод |М| Длина тела | 3-й байт | 4-ый байт | 5-ый байт | 6-ой байт | 7-ой байт | 8-ой байт | 9-ый байт |
|I|S|S|S|(4бита)|А| | | | | | | | |
|N|V|V|V| |С| 3 | Ключ маски 4 байта | s t D |
| |1|2|3| |К| | | | | | (3 байта) |
| | | | | |А| | | | | | | | |
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+-------------------------------------------------------------------------------+
• FIN == 1.
• RSV1,2,3 == 0.
• МАСКА == 1.
• Длина тела — 3 байта.
• 4 байта — маска.
• Тело сообщения (stD) — 3 байта.
Браузер сам заполняет первые байты и маску, нам нужно только написать сообщение.
Вот так сервер получит данные:
Общая длина посылки 9 байт, 6 «служебных» байт и 3 байта полезной нагрузки (тело сообщения).
Блок отвечающий за приём текста < 126 байт и обработку его битовой маской:
...
else if(opcode == WS_TEXT_FRAME && payload_len < 126) // от клиента получен текст
{
masking_key[0] = inbuf[2];
masking_key[1] = inbuf[3];
masking_key[2] = inbuf[4];
masking_key[3] = inbuf[5];
unsigned int i = 6, pl = 0;
for(; pl < payload_len; i++, pl++)
{
payload[pl] = inbuf[i]^masking_key[pl % 4];
}
printf("Payload_len: %d\n", inbuf[1] & 0x7F);
printf("\nReciv TEXT_FRAME from %d client, payload: %s\n", client_fd, payload);
...
Нужно обратить внимание на то, что если используются русские буквы, тогда каждый символ займёт два байта:
больше 125 и меньше 65535 байт
Если длина «тела сообщения» больше 125 и меньше 65535 байт, тогда в последние 7 бит второго байта записывается число 126, оно не имеет отношения к длине сообщения:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5
+-+-+-+-+-------+-+-------------+
|F|R|R|R| опкод |М| |
|I|S|S|S|(4бита)|А| |
|N|V|V|V| |С| 126 |
| |1|2|3| |К| |
| | | | | |А| |
+-+-+-+-+-------+-+-------------+
Цифра 126 — это просто «код», сообщающий серверу, что размер отправленных данных лежит в пределах от 126 до 65535 байт.
В следующие два байта пишется длина сообщения (16-ти битное число типа unsigned int):
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+
|F|R|R|R| опкод |М| | | |
|I|S|S|S|(4бита)|А| | Длина тела |
|N|V|V|V| |С| 126 | например 24458 байт |
| |1|2|3| |К| | | |
| | | | | |А| | | |
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+
В следующие четыре байта записывается маска:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+---------------------------------------------------------------+
|F|R|R|R| опкод |М| | | | 5-ый байт | 6-ой байт | 7-ой байт | 8-ой байт |
|I|S|S|S|(4бита)|А| | Длина тела | | | | |
|N|V|V|V| |С| 126 | например 24458 байт | Ключ маски, если МАСКА == 1 (4 байта) |
| |1|2|3| |К| | | | | | | |
| | | | | |А| | | | | | | |
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+---------------------------------------------------------------+
После маски идёт «тело сообщения»:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+---------------------------------------------------------------+-------------------------------+---------------+-------
|F|R|R|R| опкод |М| | | | 5-ый байт | 6-ой байт | 7-ой байт | 8-ой байт | 9-ый байт | 10-ый байт | 11-ый байт и т.д.
|I|S|S|S|(4бита)|А| | Длина тела, | | | | | | |
|N|V|V|V| |С| 126 | например 24458 байт | Ключ маски, если МАСКА == 1 (4 байта) | отсюда и далее идёт тело сообщения размером 24458 байт
| |1|2|3| |К| | | | | | | | | | |
| | | | | |А| | | | | | | | | | |
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+---------------------------------------------------------------+-------------------------------+---------------+-------
Вот так сервер получит эти данные:
Получен «код» — 126. Общее кол-во полученных данных 24466 байт == 8 служебных байт и 24458 байт полезной нагрузки.
А это блок отвечающий за приём текста размером от 126 до 65535 байт и обработку его битовой маской:
...
else if(opcode == WS_TEXT_FRAME && payload_len == 126) // от клиента получен текст
{
unsigned char len16[2] = {0,};
unsigned int payload_len16 = 0;
len16[0] = inbuf[2];
len16[1] = inbuf[3];
payload_len16 = (len16[0] << 8) | len16[1];
masking_key[0] = inbuf[4];
masking_key[1] = inbuf[5];
masking_key[2] = inbuf[6];
masking_key[3] = inbuf[7];
unsigned int i = 8, pl = 0;
for(; pl < payload_len16; i++, pl++)
{
payload[pl] = inbuf[i]^masking_key[pl % 4];
}
printf("Payload_code: %d\n", inbuf[1] & 0x7F);
printf("Payload_len16: %u\n", payload_len16);
printf("\nReciv TEXT_FRAME from %d client, payload: %s\n", client_fd, payload);
}
...
больше 65535 байт
Если длина «тела сообщения» больше 65535 байт, тогда в последние 7 бит второго байта записывается число 127, оно так же не имеет отношения к длине сообщения, а только сообщает серверу, что размер отправленных данных больше 65535 байт:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5
+-+-+-+-+-------+-+-------------+
|F|R|R|R| опкод |М| |
|I|S|S|S|(4бита)|А| |
|N|V|V|V| |С| 127 |
| |1|2|3| |К| |
| | | | | |А| |
+-+-+-+-+-------+-+-------------+
В следующие восемь байт пишется длина сообщения (64-ёх битное число):
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+---------------------------------------------------------------+-------------------------------+
|F|R|R|R| опкод |М| | 3-ий байт | 4-ый байт | 5-ый байт | 6-ой байт | 7-ой байт | 8-ой байт | 9-ый байт | 10-ый байт |
|I|S|S|S|(4бита)|А| | | | | | | | | |
|N|V|V|V| |С| 127 | Длина тела 8 байт (64 бита), например 724458 байт |
| |1|2|3| |К| | | | | | | | | |
| | | | | |А| | | | | | | | | |
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+---------------------------------------------------------------+-------------------------------+
Следом так же идут 4 байта маски, после которой идёт «тело сообщения». Рисовать схему не буду, так как думаю, что всё понятно.
В моём примере сервера, не реализована работа с сообщениями > 65535 байт по причине отсутствия необходимости.
Все выше описанные механизмы передачи текстовых данных относились к посылке от браузера к серверу, посылки же от сервера к браузеру, выглядят точно так же, только у них отсутствует маска. То есть в первый бит второго байта записывается 0, а за байтами указывающими длину сообщения, сразу идёт само сообщение.
Эти условия оговорены в спецификации (RFC 6455) и если, к примеру, отправить браузеру Chromium маскированное сообщение то он выругается вот так:
Теперь поговорим о том, как формировать сообщения от сервера к клиенту и о управляющих фреймах (PING-PONG и фрейм закрытия)…
Сервер
закрытие соединения
Управляющие фреймы может посылать только сервер. Исключением является закрытие странички в браузере, тогда браузер посылает опкод закрытия — 0x08:
Блок отвечающий за это действо:
...
if(opcode == WS_CLOSING_FRAME) // от клиента получен код закрытия соединения
{
memset(reciv_r, 0, 48);
snprintf(reciv_r, 47, "%s%d\n", "Ws_func recive opcod - 0x08, DIE clien - ", client_fd);
warning_access_log(reciv_r); // пишем событие в лог
if(close(client_fd) == -1) warning_access_log("Error close client in WS_2."); // закрываем соединение с клиентом
pthread_exit(NULL); // убиваем поtok
}
...
Сервер формирует и посылает опкод закрытия вот так:
...
char close_client[] = {0x88, 0};
if(send(client_fd, close_client, 2, 0) == -1)
{
warning_access_log("Error CLOSE.");
if(close(client_fd) == -1) warning_access_log("Error close client in WS_4."); // закрываем соединение с клиентом
pthread_exit(NULL);
}
...
Для восстановления соединения нужно обновить страничку.
PING-PONG
Служит для проверки связи между сервером и браузером. Сервер посылает PING — это команда на которую браузер должен отправить команду PONG (опкод 0x0A). PING может содержать произвольный текст, который вернётся вместе с PONGом от браузера, а может быть и пустым, без текста.
char ping[] = {0x89, 0x00};Только сервер может послать PING браузеру, браузер может только отвечать.
Вот так сервер посылает PING со словом «Hello»:
...
char ping[] = {0x89, 0x05, 0x48, 0x65, 0x6c, 0x6c, 0x6f}; // Ping - не маскированный, тело содержит слово Hello, это же слово вернётся с Понгом
// char ping[] = {0x89, 0x05, 'H', 'e', 'l', 'l', 'o'}; // можно так
if(send(client_fd, ping, 7, 0) == -1)
{
warning_access_log("Error PING.");
if(close(client_fd) == -1) warning_access_log("Error close client in WS_3."); // закрываем соединение с клиентом
pthread_exit(NULL);
}
...
А вот так получает ответ — PONG:
...
else if(opcode == WS_PONG_FRAME) // от клиента получен PONG (маскированный)
{
masking_key[0] = inbuf[2];
masking_key[1] = inbuf[3];
masking_key[2] = inbuf[4];
masking_key[3] = inbuf[5];
unsigned int i = 6, pl = 0;
for(; pl < payload_len; i++, pl++)
{
payload[pl] = inbuf[i]^masking_key[pl % 4];
}
printf("Payload_len: %d\n", inbuf[1] & 0x7F);
printf("\nRecive PONG and text \"%s\"\n", payload);
}
...
На страничке сделаны (для удобства отладки) кнопки, которые «заставляют» посылать сервер команду закрытия (Close) и команду PING (Call PING).
Если нажать на страничке кнопку "Hi...", тогда сервер ответит фразой с номером клиента "Hi client — 4".
Вот так сервер формирует и отправляет сообщение < 126 байт с номером клиента:
...
if(payload[0] == 'h' && payload[1] == 'i') // от клиента получен текст "hi"
{
char messag[] = "Hi client - ";
int message_size = (int) strlen(messag);
char out_data[128] = {0,};
memcpy(out_data + 2, messag, message_size); // копируем сообщение в массив "out_data" начиная со второго байта (первые два байта для опкода и длины тела)
char nom_client[5] = {0,};
sprintf(nom_client, "%d", client_fd); // номер клиента
int nom_client_size = (int) strlen(nom_client);
memcpy(out_data + 2 + message_size, nom_client, nom_client_size); // копируем номер клиента в массив "out_data" следом за сообщением
message_size += nom_client_size; // получаем длину тела сообщения
out_data[0] = 0x81;
out_data[1] = (char)message_size;
printf("\nSize out Msg: %d\n", message_size);
if(send(client_fd, out_data, message_size + 2, 0) == -1) // отправка
{
warning_access_log("Error Hi.");
if(close(client_fd) == -1) warning_access_log("Error close client in WS_5."); // закрываем соединение с клиентом
pthread_exit(NULL);
}
}
...
Вот так будет попроще, только фраза «Hi client!»:
char messag[] = "Hi client!";
int message_size = (int) strlen(messag); // получаем длину тела сообщения
char out_data[32] = {0,};
out_data[0] = 0x81;
out_data[1] = (char)message_size;
memcpy(out_data + 2, messag, message_size); // копируем сообщение в массив "out_data" начиная со второго байта (первые два байта для опкода и длины тела)
printf("\nSize out Msg1: %d\n", message_size);
if(send(client_fd, out_data, message_size + 2, 0) == -1)
{
warning_access_log("Error Hi.");
if(close(client_fd) == -1) warning_access_log("Error close client in WS_5."); // закрываем соединение с клиентом
pthread_exit(NULL);
}
А вот так формируются и отправляются сообщения 126 — 65535 байт:
...
else if(payload[0] == 'H' && payload[1] == 'I') // от клиента получен текст "HI"
{
char messag[] = "istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru";
unsigned short message_size = strlen(messag);
char out_data[SW_BUF] = {0,};
memcpy(out_data + 4, messag, message_size); // копируем сообщение в массив "out_data" начиная со второго байта (первые два байта для опкода и длины тела)
out_data[0] = 0x81; // == 10000001 == FIN1......opcod 1 (текст)
out_data[1] = 126; // пишем цифру 126, которая в двоичном виде == 01111110, соответственно маска 0, остальные 7 бит == 126
out_data[3] = message_size & 0xFF; // собираем длину сообщения
out_data[2] = (message_size >> 8) & 0xFF; // собираем длину сообщения
printf("\nSize out Msg2: %d\n", message_size);
if(send(client_fd, out_data, message_size + 4, 0) == -1) // отправка
{
warning_access_log("Error Hi.");
if(close(client_fd) == -1) warning_access_log("Error close client in WS_5."); // закрываем соединение с клиентом
pthread_exit(NULL);
}
}
...
На веб-страничке впишите в поле ввода слово HI (большими буквами) и нажмите кнопку Send, в ответ сервер отправит сообщение больше 125-ти байт.
Описание конкретных задач, будь то сервер для чата или отдачи графиков не входит в рамки статьи, а того что написано вполне хватает, при частичном изменении и дополнении, для многих задач.
Ну и наконец исходник целиком. Код не «причёсан», содержит много ненужной отладочной информации и всяких логов (чтоб видеть происходящее).
Функция хеширования включена в код, чтоб не подключать библиотеку openssl (на роутере она занимает много места).
Есть некоторые неправильности, например, везде используются статистические массивы и потоки обращаются к одной и той же функции.
websocketstd.c
#include "myws.h"
#define BUFSIZE 1024
#define FILESTR 32
#define ALLARRAY 64
#define SHA_DIGEST_LENGTH 20
#define SW_BUF 65552
char patch_to_dir[ALLARRAY] = {0,};
char fpfile[ALLARRAY] = {0,};
char buffer[BUFSIZE] = {0,};
int client_fd, count_warning_log =0;
struct stat stat_buf;
sem_t sem;
typedef struct
{
uint32_t state[5];
uint32_t count[2];
unsigned char buffer[64];
} SHA1_CTX;
/////////////////////////////////////////////// SHA1 /////////////////////////////////////////////////////////////
void SHA1Transform( uint32_t state[5], const unsigned char buffer[64])
{
uint32_t a, b, c, d, e;
typedef union
{
unsigned char c[64];
uint32_t l[16];
} CHAR64LONG16;
CHAR64LONG16 block[1];
memcpy(block, buffer, 64);
a = state[0]; b = state[1]; c = state[2]; d = state[3]; e = state[4];
R0(a, b, c, d, e, 0); R0(e, a, b, c, d, 1); R0(d, e, a, b, c, 2); R0(c, d, e, a, b, 3);
R0(b, c, d, e, a, 4); R0(a, b, c, d, e, 5); R0(e, a, b, c, d, 6); R0(d, e, a, b, c, 7);
R0(c, d, e, a, b, 8); R0(b, c, d, e, a, 9); R0(a, b, c, d, e, 10); R0(e, a, b, c, d, 11);
R0(d, e, a, b, c, 12); R0(c, d, e, a, b, 13); R0(b, c, d, e, a, 14); R0(a, b, c, d, e, 15);
R1(e, a, b, c, d, 16); R1(d, e, a, b, c, 17); R1(c, d, e, a, b, 18); R1(b, c, d, e, a, 19);
R2(a, b, c, d, e, 20); R2(e, a, b, c, d, 21); R2(d, e, a, b, c, 22); R2(c, d, e, a, b, 23);
R2(b, c, d, e, a, 24); R2(a, b, c, d, e, 25); R2(e, a, b, c, d, 26); R2(d, e, a, b, c, 27);
R2(c, d, e, a, b, 28); R2(b, c, d, e, a, 29); R2(a, b, c, d, e, 30); R2(e, a, b, c, d, 31);
R2(d, e, a, b, c, 32); R2(c, d, e, a, b, 33); R2(b, c, d, e, a, 34); R2(a, b, c, d, e, 35);
R2(e, a, b, c, d, 36); R2(d, e, a, b, c, 37); R2(c, d, e, a, b, 38); R2(b, c, d, e, a, 39);
R3(a, b, c, d, e, 40); R3(e, a, b, c, d, 41); R3(d, e, a, b, c, 42); R3(c, d, e, a, b, 43);
R3(b, c, d, e, a, 44); R3(a, b, c, d, e, 45); R3(e, a, b, c, d, 46); R3(d, e, a, b, c, 47);
R3(c, d, e, a, b, 48); R3(b, c, d, e, a, 49); R3(a, b, c, d, e, 50); R3(e, a, b, c, d, 51);
R3(d, e, a, b, c, 52); R3(c, d, e, a, b, 53); R3(b, c, d, e, a, 54); R3(a, b, c, d, e, 55);
R3(e, a, b, c, d, 56); R3(d, e, a, b, c, 57); R3(c, d, e, a, b, 58); R3(b, c, d, e, a, 59);
R4(a, b, c, d, e, 60); R4(e, a, b, c, d, 61); R4(d, e, a, b, c, 62); R4(c, d, e, a, b, 63);
R4(b, c, d, e, a, 64); R4(a, b, c, d, e, 65); R4(e, a, b, c, d, 66); R4(d, e, a, b, c, 67);
R4(c, d, e, a, b, 68); R4(b, c, d, e, a, 69); R4(a, b, c, d, e, 70); R4(e, a, b, c, d, 71);
R4(d, e, a, b, c, 72); R4(c, d, e, a, b, 73); R4(b, c, d, e, a, 74); R4(a, b, c, d, e, 75);
R4(e, a, b, c, d, 76); R4(d, e, a, b, c, 77); R4(c, d, e, a, b, 78); R4(b, c, d, e, a, 79);
state[0] += a; state[1] += b; state[2] += c; state[3] += d; state[4] += e;
a = b = c = d = e = 0;
memset(block, 0, sizeof(block));
}
void SHA1Init( SHA1_CTX * context)
{
context->state[0] = 0x67452301;
context->state[1] = 0xEFCDAB89;
context->state[2] = 0x98BADCFE;
context->state[3] = 0x10325476;
context->state[4] = 0xC3D2E1F0;
context->count[0] = context->count[1] = 0;
}
void SHA1Update( SHA1_CTX * context, const unsigned char *data, uint32_t len)
{
uint32_t i;
uint32_t j;
j = context->count[0];
if ((context->count[0] += len << 3) < j) context->count[1]++;
context->count[1] += (len >> 29);
j = (j >> 3) & 63;
if((j + len) > 63)
{
memcpy(&context->buffer[j], data, (i = 64 - j));
SHA1Transform(context->state, context->buffer);
for(; i + 63 < len; i += 64)
{
SHA1Transform(context->state, &data[i]);
}
j = 0;
}
else i = 0;
memcpy(&context->buffer[j], &data[i], len - i);
}
void SHA1Final( unsigned char digest[20], SHA1_CTX * context)
{
unsigned i;
unsigned char c, finalcount[8];
for(i = 0; i < 8; i++)
{
finalcount[i] = (unsigned char) ((context->count[(i >= 4 ? 0 : 1)] >> ((3 - (i & 3)) * 8)) & 255);
}
c = 0200;
SHA1Update(context, &c, 1);
while((context->count[0] & 504) != 448)
{
c = 0000;
SHA1Update(context, &c, 1);
}
SHA1Update(context, finalcount, 8);
for(i = 0; i < 20; i++)
{
digest[i] = (unsigned char) ((context->state[i >> 2] >> ((3 - (i & 3)) * 8)) & 255);
}
memset(context, 0, sizeof(*context));
memset(&finalcount, 0, sizeof(finalcount));
}
void SHA1(unsigned char *hash_out, const char *str, unsigned int len)
{
SHA1_CTX ctx;
unsigned int ii;
SHA1Init(&ctx);
for (ii=0; ii<len; ii+=1) SHA1Update(&ctx, (const unsigned char*)str + ii, 1);
SHA1Final((unsigned char *)hash_out, &ctx);
hash_out[20] = 0;
}
////////////////////////////////////// base64_encode ////////////////////////////////////////////
int base64_encode(unsigned char sha_key_in[], unsigned char base64_key_out[], int len)
{
int idx, idx2, blks, left_over;
blks = (len / 3) * 3;
for(idx=0, idx2=0; idx < blks; idx += 3, idx2 += 4)
{
base64_key_out[idx2] = charset[sha_key_in[idx] >> 2];
base64_key_out[idx2+1] = charset[((sha_key_in[idx] & 0x03) << 4) + (sha_key_in[idx+1] >> 4)];
base64_key_out[idx2+2] = charset[((sha_key_in[idx+1] & 0x0f) << 2) + (sha_key_in[idx+2] >> 6)];
base64_key_out[idx2+3] = charset[sha_key_in[idx+2] & 0x3F];
}
left_over = len % 3;
if(left_over == 1)
{
base64_key_out[idx2] = charset[sha_key_in[idx] >> 2];
base64_key_out[idx2+1] = charset[(sha_key_in[idx] & 0x03) << 4];
base64_key_out[idx2+2] = '=';
base64_key_out[idx2+3] = '=';
idx2 += 4;
}
else if(left_over == 2)
{
base64_key_out[idx2] = charset[sha_key_in[idx] >> 2];
base64_key_out[idx2+1] = charset[((sha_key_in[idx] & 0x03) << 4) + (sha_key_in[idx+1] >> 4)];
base64_key_out[idx2+2] = charset[(sha_key_in[idx+1] & 0x0F) << 2];
base64_key_out[idx2+3] = '=';
idx2 += 4;
}
base64_key_out[idx2] = 0;
return(idx2);
}
////////////////////////////////////// error_log ////////////////////////////////////////////
void error_log(char *my_error)
{
time_t t;
time(&t);
FILE *f;
f = fopen("/var/log/ErrorWsstd.log", "a");
if(f == NULL) printf("Error open /var/log/ErrorWsstd.log.\n");
fprintf(f, "%s", ctime( &t));
fprintf(f, "Error %s\n\n", my_error);
printf("Error %s Write to /var/log/ErrorWsstd.log.\n", my_error);
fclose(f);
exit(0);
}
//////////////////////////////// warning_access_log ////////////////////////////////////////
void warning_access_log(char *war_ac)
{
count_warning_log++;
if(count_warning_log > 100)
{
system("gzip -f /var/log/Access_warning.log");
count_warning_log = 0;
time_t t;
time(&t);
FILE *f;
f = fopen("/var/log/Access_warning.log", "w");
fprintf(f, "%s", ctime( &t));
fprintf(f, "%s\n\n", war_ac);
printf("_______________________________________\nWrite to /var/log/Access_warning.log...\n%s\n", war_ac);
fclose(f);
}
else
{
time_t t;
time(&t);
FILE *f;
f = fopen("/var/log/Access_warning.log", "a");
fprintf(f, "%s", ctime( &t));
fprintf(f, "%s\n\n", war_ac);
printf("_______________________________________\nWrite to /var/log/Access_warning.log...\n%s\n", war_ac);
fclose(f);
}
}
//////////////////////////////// read_in_file ////////////////////////////////////////
void read_in_file(char *name_file)
{
off_t offset = 0;
memset(&stat_buf, 0, sizeof(stat_buf));
memset(fpfile, 0, ALLARRAY);
snprintf(fpfile, (int)strlen(patch_to_dir) + (int)strlen(name_file) + 1, "%s%s", patch_to_dir, name_file);
int file = open(fpfile, O_RDONLY);
if(file < 0)
{
if(close(client_fd) == -1) warning_access_log("open file close client_fd.");
warning_access_log("Not File.");
}
else
{
if(fstat(file, &stat_buf) != 0) error_log("fstat.");
if(sendfile(client_fd, file, &offset, stat_buf.st_size) == -1) warning_access_log("sendfile.");
if(close(file) == -1) error_log("close file.");
if(close(client_fd) == -1) warning_access_log("in function read_in_file() - close client_fd.");
warning_access_log(buffer);
printf("Trans %s\n\n", name_file);
}
}
///////////////////////////////////////// ws_func ///////////////////////////////////////////////////
void * ws_func(void *client_arg)
{
int client_fd = * (int *) client_arg;
sem_post(&sem);
warning_access_log("START_WS");
printf("\nClient ID - %d\n", client_fd);
char inbuf[SW_BUF] = {0,};
char reciv_r[48] = {0,};
while(1)
{
memset(inbuf, 0, SW_BUF);
long int rec_b = read(client_fd, inbuf, SW_BUF - 1); // ожидаем данные от клиента и читаем их по приходу
memset(reciv_r, 0, 48);
snprintf(reciv_r, 47, "%s%ld%s%d\n", "Ws_func recive ", rec_b, " bytes from clien ", client_fd);
warning_access_log(reciv_r); // пишем событие в лог
if(rec_b == 0 || rec_b == -1) // если клиент отвалился или что-то нехорошо, тогда...
{
memset(reciv_r, 0, 48);
snprintf(reciv_r, 47, "%s%ld%s%d\n", "Ws_func read return - ", rec_b, ", DIE clien - ", client_fd);
warning_access_log(reciv_r); // пишем ссобытие в лог
if(close(client_fd) == -1) warning_access_log("Error close client in WS_1."); // закрываем соединение с клиентом
pthread_exit(NULL);
}
if(rec_b > 0) // если чё то получили, то ...
{
char masking_key[4] = {0,}; // сюда положим маску
char opcode; // сюда тип фрейма
unsigned char payload_len; // сюда длину сообщения (тела), то есть без служебных байтов либо цифры 126 или 127
opcode = inbuf[0] & 0x0F;
printf("FIN: 0x%02X\n", inbuf[0] & 0x01);
printf("RSV1: 0x%02X\n", inbuf[0] & 0x02);
printf("RSV2: 0x%02X\n", inbuf[0] & 0x04);
printf("RSV3: 0x%02X\n", inbuf[0] & 0x08);
printf("Opcode: 0x%02X\n", inbuf[0] & 0x0F);
payload_len = inbuf[1] & 0x7F;
printf("Maska: 0x%02x\n", inbuf[1] & 0x80 ? 1:0);
unsigned char payload[SW_BUF] = {0,};
if(opcode == WS_CLOSING_FRAME) // от клиента получен код закрытия соединения
{
memset(reciv_r, 0, 48);
snprintf(reciv_r, 47, "%s%d\n", "Ws_func recive opcod - 0x08, DIE clien - ", client_fd);
warning_access_log(reciv_r); // пишем ссобытие в лог
if(close(client_fd) == -1) warning_access_log("Error close client in WS_2."); // закрываем соединение с клиентом
pthread_exit(NULL); // убиваем поtok
}
else if(opcode == WS_PONG_FRAME) // от клиента получен PONG (маскированный)
{
masking_key[0] = inbuf[2];
masking_key[1] = inbuf[3];
masking_key[2] = inbuf[4];
masking_key[3] = inbuf[5];
unsigned int i = 6, pl = 0;
for(; pl < payload_len; i++, pl++)
{
payload[pl] = inbuf[i]^masking_key[pl % 4];
}
printf("Payload_len: %d\n", inbuf[1] & 0x7F);
printf("\nRecive PONG and text \"%s\"\n", payload);
}
else if(opcode == WS_TEXT_FRAME && payload_len < 126) // от клиента получен текст
{
masking_key[0] = inbuf[2];
masking_key[1] = inbuf[3];
masking_key[2] = inbuf[4];
masking_key[3] = inbuf[5];
unsigned int i = 6, pl = 0;
for(; pl < payload_len; i++, pl++)
{
payload[pl] = inbuf[i]^masking_key[pl % 4];
}
printf("Payload_len: %d\n", inbuf[1] & 0x7F);
printf("\nReciv TEXT_FRAME from %d client, payload: %s\n", client_fd, payload);
if(payload[0] == 'p' && payload[1] == 'i' && payload[2] == 'n' && payload[3] == 'g') // от клиента получен текст "ping"
{
printf("\nPING client - %d\n", client_fd);
char ping[] = {0x89, 0x05, 0x48, 0x65, 0x6c, 0x6c, 0x6f}; // Ping - не маскированный, тело содержит слово Hello, это же слово вернётся с Понгом
// char ping[] = {0x89, 0x05, 'H', 'e', 'l', 'l', 'o'}; // можно так
if(send(client_fd, ping, 7, 0) == -1)
{
warning_access_log("Error PING.");
if(close(client_fd) == -1) warning_access_log("Error close client in WS_3."); // закрываем соединение с клиентом
pthread_exit(NULL);
}
}
else if(payload[0] == 'c' && payload[1] == 'l' && payload[2] == 'o' && payload[3] == 's' && payload[4] == 'e') // от клиента получен текст "close"
{
printf("\nClose client - %d\n", client_fd);
char close_client[] = {0x88, 0};
if(send(client_fd, close_client, 2, 0) == -1)
{
warning_access_log("Error CLOSE.");
if(close(client_fd) == -1) warning_access_log("Error close client in WS_4."); // закрываем соединение с клиентом
pthread_exit(NULL);
}
}
else if(payload[0] == 'h' && payload[1] == 'i') // от клиента получен текст "hi"
{
char messag[] = "Hi client - ";
int message_size = (int) strlen(messag);
char out_data[128] = {0,};
memcpy(out_data + 2, messag, message_size); // копируем сообщение в массив "out_data" начиная со второго байта (первые два байта для опкода и длины тела)
char nom_client[5] = {0,};
sprintf(nom_client, "%d", client_fd); // номер клиента
int nom_client_size = (int) strlen(nom_client);
memcpy(out_data + 2 + message_size, nom_client, nom_client_size); // копируем номер клиента в массив "out_data" следом за сообщением
message_size += nom_client_size; // получаем длину тела сообщения
out_data[0] = 0x81;
out_data[1] = (char)message_size;
printf("\nSize out Msg1: %d\n", message_size);
if(send(client_fd, out_data, message_size + 2, 0) == -1)
{
warning_access_log("Error Hi.");
if(close(client_fd) == -1) warning_access_log("Error close client in WS_5."); // закрываем соединение с клиентом
pthread_exit(NULL);
}
}
else if(payload[0] == 'H' && payload[1] == 'I') // от клиента получен текст "HI"
{
char messag[] = "istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru_istarik.ru";
unsigned short message_size = strlen(messag);
char out_data[SW_BUF] = {0,};
memcpy(out_data + 4, messag, message_size); // копируем сообщение в массив "out_data" начиная со второго байта (первые два байта для опкода и длины тела)
out_data[0] = 0x81; // == 10000001 == FIN1......opcod 1 (текст)
out_data[1] = 126; // пишем цифру 126, котороя в двоичном виде == 01111110, соответственно маска 0, остальные 7 бит == 126
out_data[3] = message_size & 0xFF; // собираем длину сообщения
out_data[2] = (message_size >> 8) & 0xFF; // собираем длину сообщения
printf("\nSize out Msg2: %d\n", message_size);
if(send(client_fd, out_data, message_size + 4, 0) == -1) // отправка
{
warning_access_log("Error Hi.");
if(close(client_fd) == -1) warning_access_log("Error close client in WS_5."); // закрываем соединение с клиентом
pthread_exit(NULL);
}
}
else
{
char messag[] = "I do not know what to tell you bro... Link OK. But what do you want I do not understand, explain how a human being...";
int message_size = (int) strlen(messag);
char out_data[128] = {0,};
memcpy(out_data + 2, messag, message_size); // копируем сообщение в массив "out_data" начиная со второго байта (первые два байта для опкода и длины тела)
out_data[0] = 0x81;
out_data[1] = (char)message_size;
printf("\nSize out Msg3: %d\n", message_size);
if(send(client_fd, out_data, message_size + 2, 0) == -1)
{
warning_access_log("Error Hi.");
if(close(client_fd) == -1) warning_access_log("Error close client in WS_5."); // закрываем соединение с клиентом
pthread_exit(NULL);
}
}
} // END if < 126
else if(opcode == WS_TEXT_FRAME && payload_len == 126) // от клиента получен текст
{
unsigned char len16[2] = {0,};
unsigned int payload_len16 = 0;
len16[0] = inbuf[2];
len16[1] = inbuf[3];
payload_len16 = (len16[0] << 8) | len16[1]; // собираем длину сообщения
masking_key[0] = inbuf[4];
masking_key[1] = inbuf[5];
masking_key[2] = inbuf[6];
masking_key[3] = inbuf[7];
unsigned int i = 8, pl = 0;
for(; pl < payload_len16; i++, pl++)
{
payload[pl] = inbuf[i]^masking_key[pl % 4];
}
printf("Payload_code: %d\n", inbuf[1] & 0x7F);
printf("Payload_len16: %u\n", payload_len16);
printf("\nReciv TEXT_FRAME from %d client, payload: %s\n", client_fd, payload);
}
/*else if(opcode == WS_TEXT_FRAME && payload_len == 127) // от клиента получен текст
{
// text > 65535
}*/
else
{
//
}
} // END if(n > 0)
} // END while(1)
} // END ws_func
int main(int argc, char *argv[])
{
if(argc != 3) error_log("not argumets.");
unsigned int PORTW = strtoul(argv[1], NULL, 0); // порт для web-сервера 80
strncpy(patch_to_dir, argv[2], 63); // путь к файлу index.html
warning_access_log("START");
pthread_t ws_thread;
///////////////////////////////////////////////////////// WEB ///////////////////////////////////////////////////////////////
int one = 1;
struct sockaddr_in svr_addr, cli_addr;
socklen_t sin_len = sizeof(cli_addr);
int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (sock < 0) error_log("not socket.");
setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &one, sizeof(int));
svr_addr.sin_family = AF_INET;
svr_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
svr_addr.sin_port = htons(PORTW);
if(bind(sock, (struct sockaddr *) &svr_addr, sizeof(svr_addr)) == -1)
{
close(sock);
error_log("bind.");
}
if(listen(sock, 5) == -1)
{
close(sock);
error_log("listen.");
}
signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
char str_from_buf[FILESTR] = {0,};
char result_file[FILESTR] = {0,};
for(;;)
{
client_fd = accept(sock, (struct sockaddr *) &cli_addr, &sin_len);
if(client_fd == -1) continue;
printf("Сonnected %s:%d client - %d\n", inet_ntoa(cli_addr.sin_addr), ntohs(cli_addr.sin_port), client_fd);
memset(buffer, 0, BUFSIZE);
memset(str_from_buf, 0, FILESTR);
memset(result_file, 0, FILESTR);
char *p = NULL;
if(read(client_fd, buffer, BUFSIZE - 1) == -1) warning_access_log("Error in main - read_client_fd.");
int i = 0;
for(; i < FILESTR; i++)
{
str_from_buf[i] = buffer[i];
if(str_from_buf[i] == '\n') break;
if(i > 31)
{
str_from_buf[i] = '\0';
break;
}
}
if((strstr(str_from_buf, "GET / ")) != NULL)
{
if(send(client_fd, response, (int)strlen(response), MSG_NOSIGNAL) == -1) warning_access_log("send response.");
read_in_file("index.html");
}
/////////////////////////////////// WS /////////////////////////////////////////////////
else if((strstr(str_from_buf, "GET /ws ")) != NULL)
{
warning_access_log(buffer);
if((p = strstr(buffer, "Sec-WebSocket-Key:")) != NULL)
{
char resultstr[64] = {0,};
int i = 0, it = 0;
for(i = 19; it < 24; i++, it++)
{
resultstr[it] = p[i];
}
strcat(resultstr, GUIDKey);
printf("\n_____________|Key ot clienta__________|GUIDKey____________________________\n");
printf("Result_stroka:%s\n", resultstr);
////////////////////////////sha1///////////////////////////////////////
unsigned char temp[SHA_DIGEST_LENGTH] = {0,};
SHA1(temp, resultstr, strlen(resultstr));
///////////////////// нужна только для того чтоб увидеть SHA1-хеш //////////////////////
char buf[SHA_DIGEST_LENGTH*2] = {0,}; //
for(i=0; i < SHA_DIGEST_LENGTH; i++) //
{ //
sprintf((char*)&(buf[i*2]), "%02x", temp[i]); //
} //
printf("\nSHA1_hash:%s\n", buf); //
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
////////////////////////////Base64////////////////////////////////////
unsigned char key_out[64] = {0,};
base64_encode(temp, key_out, sizeof(temp));
printf("\nKey_for_client:%s\n", key_out);
sem_init(&sem, 0, 0);
char resp[131] = {0,};
snprintf(resp, 130, "%s%s%s", response_ws, key_out, "\r\n\r\n");
if(send(client_fd, resp, sizeof(char) * strlen(resp), MSG_NOSIGNAL) == -1) warning_access_log("send response_ws.");
//////////////////////////// START WS /////////////////////////////////
if(pthread_create(&ws_thread, NULL, &ws_func, &client_fd) != 0) error_log("creating WS.");
pthread_detach(ws_thread);
sem_wait(&sem);
}
}
else if((p = strstr(str_from_buf, ".png")) != NULL)
{
int index = p - str_from_buf;
int i = 0;
int otbor = 0;
for(; i < index + 3; i++)
{
result_file[i] = str_from_buf[i];
if(result_file[i] == '/')
{
otbor = i;
}
}
memset(result_file, 0, FILESTR);
strncpy(result_file, str_from_buf + otbor - 3, index -1); // otbor + 1
if(send(client_fd, response_img, (int)strlen(response_img), MSG_NOSIGNAL) == -1) warning_access_log("Error send response_img.");
read_in_file(result_file);
}
else if((p = strstr(str_from_buf, ".css")) != NULL)
{
int index = p - str_from_buf;
int i = 0;
int otbor = 0;
for(; i < index + 3; i++)
{
result_file[i] = str_from_buf[i];
if(result_file[i] == '/')
{
otbor = i;
}
}
memset(result_file, 0, FILESTR);
strncpy(result_file, str_from_buf + otbor + 1, index -1);
if(send(client_fd, response_css, (int)strlen(response_css), MSG_NOSIGNAL) == -1) warning_access_log("Error send response_css.");
read_in_file(result_file);
}
else if((strstr(str_from_buf, "jquery.js")) != NULL)
{
if(send(client_fd, response_js, (int)strlen(response_js), MSG_NOSIGNAL) == -1) warning_access_log("Error send response_js.");
read_in_file("jquery.js");
}
else if((strstr(str_from_buf, "favicon.ico")) != NULL)
{
if(send(client_fd, response_xicon, (int)strlen(response_xicon), MSG_NOSIGNAL) == -1) warning_access_log("Error send favicon.ico.");
read_in_file("favicon.ico");
}
else
{
if(send(client_fd, response_403, sizeof(response_403), MSG_NOSIGNAL) == -1) warning_access_log("Error send response_403.");
if(close(client_fd) == -1) warning_access_log("Error close client_fd 403.");
warning_access_log(buffer);
}
}// end for(;;)
} //END main
// gcc -Wall -Wextra -Werror websocketstd.c -o websocketstd -pthread
myws.h
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <time.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <signal.h>
#include <sys/sendfile.h>
#define rol(value, bits) (((value) << (bits)) | ((value) >> (32 - (bits))))
#if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN
#define blk0(i) (block->l[i] = (rol(block->l[i],24)&0xFF00FF00) \
|(rol(block->l[i],8)&0x00FF00FF))
#elif BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
#define blk0(i) block->l[i]
#else
#error "Endianness not defined!"
#endif
#define blk(i) (block->l[i&15] = rol(block->l[(i+13)&15]^block->l[(i+8)&15] \
^block->l[(i+2)&15]^block->l[i&15],1))
#define R0(v,w,x,y,z,i) z+=((w&(x^y))^y)+blk0(i)+0x5A827999+rol(v,5);w=rol(w,30);
#define R1(v,w,x,y,z,i) z+=((w&(x^y))^y)+blk(i)+0x5A827999+rol(v,5);w=rol(w,30);
#define R2(v,w,x,y,z,i) z+=(w^x^y)+blk(i)+0x6ED9EBA1+rol(v,5);w=rol(w,30);
#define R3(v,w,x,y,z,i) z+=(((w|x)&y)|(w&x))+blk(i)+0x8F1BBCDC+rol(v,5);w=rol(w,30);
#define R4(v,w,x,y,z,i) z+=(w^x^y)+blk(i)+0xCA62C1D6+rol(v,5);w=rol(w,30);
#define WS_TEXT_FRAME 0x01
#define WS_PING_FRAME 0x09
#define WS_PONG_FRAME 0x0A
#define WS_CLOSING_FRAME 0x08
char response[] = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
"Content-Type: text/html; charset=UTF-8\r\n\r\n";
char response_404[] = "HTTP/1.1 404 Not Found\r\n"
"Content-Type: text/html; charset=UTF-8\r\n\r\n";
char response_img[] = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
"Content-Type: image/png; charset=UTF-8\r\n\r\n";
char response_xicon[] = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
"Content-Type: image/x-icon; charset=UTF-8\r\n\r\n";
char response_css[] = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
"Content-Type: text/css; charset=UTF-8\r\n\r\n";
char response_js[] = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
"Content-Type: text/js; charset=UTF-8\r\n\r\n";
char response_ttf[] = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
"Content-Type: font/ttf ; charset=UTF-8\r\n\r\n";
char response_text[] = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
"Content-Type: text/text; charset=UTF-8\r\n\r\n";
char response_403[] = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
"Content-Type: text/html; charset=UTF-8\r\n\r\n"
"<!DOCTYPE html><html><head><title>403</title>"
"<style>body { background-color: #312f2f }"
"h1 { font-size:4cm; text-align: center; color: #666;}</style></head>"
"<body><h1>403</h1></body></html>\r\n";
char GUIDKey[] = "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11"; //36
char response_ws[] = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n"
"Upgrade: websocket\r\n"
"Connection: Upgrade\r\n"
"Sec-WebSocket-Accept: "; //97
unsigned char charset[]={"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/"};
Makefile для Openwrt
include $(TOPDIR)/rules.mk
PKG_NAME:=websocketstd
PKG_VERSION:=1
PKG_RELEASE:=1
PKG_BUILD_DIR:= $(BUILD_DIR)/$(PKG_NAME)
include $(INCLUDE_DIR)/package.mk
define Package/websocketstd
SECTION:=utils
CATEGORY:=Utilities
TITLE:=websocketstd - Websocketstd utility
DEPENDS:=+libpthread
endef
define Package/websocketstd/description
websocketstd - Websocketstd utility
endef
define Build/Prepare
mkdir -p $(PKG_BUILD_DIR)
$(CP) ./src/* $(PKG_BUILD_DIR)/
endef
define Build/Compile
$(TARGET_CC) $(TARGET_CFLAGS) -c -o $(PKG_BUILD_DIR)/websocketstd.o $(PKG_BUILD_DIR)/websocketstd.c
$(TARGET_CC) $(TARGET_LDFLAGS) -o $(PKG_BUILD_DIR)/websocketstd $(PKG_BUILD_DIR)/websocketstd.o -pthread
endef
define Package/websocketstd/install
$(INSTALL_DIR) $(1)/
$(INSTALL_BIN) $(PKG_BUILD_DIR)/websocketstd $(1)/
endef
$(eval $(call BuildPackage,websocketstd))
make package/websocketstd/compile V=sКросс-компиляция описана здесь.
На роутере нужно установить пакет libpthread:
opkg update
opkg install libpthread
Готовый бинарник для
, который запускается с двумя параметрами — порт (86) и путь к папке sudo chmod +x /home/dima/c-websocket/websocketstd
sudo /home/dima/c-websocket/websocketstd 86 /home/dima/c-websocket/Всем спасибо. В следующих частях будет описание «своего» клиента, написание сервера/клиента для Андройд, а так же использование websocket`а в составе «умного дома».
П.С. Эта статья (в урезаном виде) публиковалась мной на geektimes.
- +22
- stD
30301
Поддержать автора
Комментарии (0)