Unix-Netzwerkprogrammierung mit Threads, Sockets und SSL

Vernetzte Rechnersysteme und insbesondere das weltumspannende Internet haben unsere Welt verändert. Die Anziehungskraft derartiger Rechnernetze steht und fällt mit der Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der darüber verfügbaren Anwendungen. Ohne Online-Enzyklopädien, Online-Shopping, File-Sharing und vieles mehr wäre das Internet wohl nach wie vor nur für Wissenschaftler und Computerexperten von Interesse.

Bei der Entwicklung netzwerkfähiger Anwendungen sind neben der Kenntnis der Netzwerk-APIs auch fundierte Einsichten in die Systemprogrammierung unabdingbar. Aufbauend auf einer kompakten Einführung in die Unix-Systemprogrammierung erläutert der Autor anhand zahlreicher praktischer Beispiele die Programmierung nebenläufiger Abläufe mittels Unix-Prozessen und POSIX-Threads. Die Grundlagen der Netzwerkprogrammierung mit TCP/IP und der Sockets-API werden durch fünf einschlägige Implementierungsmuster für typische Server-Programme vertieft. Das Themenspektrum der Netzwerkprogrammierung wird durch die ausführliche Darstellung der Absicherung des Datenaustauschs mittels SSL/TLS am Beispiel von OpenSSL abgerundet.

Ausgehend von der Programmierung mehrerer, parallel zueinander arbeitender Prozesse erfolgt eine kompakte Einführung in die UNIX-Systemprogrammierung und in die Programmierung von POSIX-Threads (Pthreads), die insbesondere für parallele Anwendungen Effizienzsteigerungen bietet. Basierend auf den Prinzipien des TCP/IP-Protokolls erfolgt eine fundierte Darstellung der Programmierung von UNIX-Sockets, dem De-facto-Standard der UNIX-Netzwerkprogrammierung, und aller wichtigen Socket-Funktionen und -Optionen sowie der IP-Namens- und IP-Adressumwandlungen. Der Autor geht auf Sicherheitsaspekte insbesondere durch die ausführliche Darstellung des SSL- und TLS-Protokolls ein.

Autorentext

Markus Zahn war nach Abschluß seines Mathematik-Studiums im Jahr 1994 als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Informatik I an der Universität Augsburg tätig und hat dort 1999 mit einer umfassenden Dissertation zum Thema "Konsistenzmechanismen in Software-DSM-Systemen" promoviert. Seit 1997 leitet Herr Zahn die Arbeitsgruppe "Betriebssysteme und parallele Server" am Rechenzentrum der Uni Augsburg. Die thematischen Schwerpunkte seiner Arbeit liegen in der parallelen und verteilten Programmierung von UNIX-Clustern und in den Bereichen POSIX-Threads, Remote Procedure Calls und Message Passing.

Inhalt
Programmieren mit UNIX-Prozessen.- Ein- und Ausgabe (Filedeskription, Sockets) unter UNIX.- Parallelität mit Prozessen.- Das UNIX-Prozessmodell.- Parallele Prozesse mit fork() und exec().- Daemon-Prozesse und inetd.- Beliebte Fallstricke.- Programmieren mit Threads.- Multithreading vs. Multiprocessing.- Parallelität mit Threads.- Thread Lifetime.- Synchronisation (gegenseitiger Ausschluss, Bedingungsvariablen, Signale, Broadcasts).- Einsatzarten für Threads (Pipeline, Workcrew, Master/Slave) und beliebte Stolpersteine.- Programmieren mit Sockets.- TCP/IP-Protokoll: Aufbau und Abbau (Drei-Wege-Handshake).- Was sind Sockets?- Wichtige Adress-, Socketstrukturen und -funktionen.- Wichtige Socketoptionen.- Programmierung von Clients.- Programmierung von Servern.- Parallelität mit Sockets.- TCP vs. UDP.- IPv4 vs. IPv6.- Netzwerkprogrammnutzung mit SSL/TLS.