Построение и отправка двоичных данных по сети

Question

Я создаю клиент командной строки для minecraft.Существует полная спецификация протокола, которую можно найти здесь: http://mc.kev009.com/Protocol. Чтобы ответить на ваш вопрос заранее, да, я немного новичок в C ++.

У меня возникли различные проблемы при реализации этого протокола, из которых каждый критический.

1. Протокол гласит, что все типы являются байтовыми.Я понятия не имею, как я должен проверить, являются ли мои данные с прямым порядком байтов и если да, как преобразовать их в байты с прямым порядком байтов.
2. Строковый тип данных немного странный.Это модифицированная строка UTF-8, которой предшествует короткое, содержащее длину строки.Я понятия не имею, как мне упаковать это в простой массив char [] и как конвертировать мои простые строки в модифицированные UTF-8.
3. Даже если бы я знал, как преобразовать мои данные в big-endian исоздавать модифицированные строки UTF-8 Я до сих пор не знаю, как упаковать это в массив char [] и отправить его как пакет.Все, что я делал раньше, - это простое сетевое соединение HTTP, которое является простым ASCII.

Пояснения, ссылки, имена связанных функций и короткие фрагменты очень ценятся!

EDIT

1 и 3 ответили сейчас.1 ответил ниже user470379.Ответ 3 на этот поток AWESOME объясняет, что я хочу сделать очень хорошо: http://cboard.cprogramming.com/networking-device-communication/68196-sending-non-char*-data.html Я пока не уверен насчет модифицированного UTF-8.

Answer 1

Традиционный подход заключается в определении структуры сообщения C ++ для каждого сообщения протокола и реализации для него функций сериализации и десериализации.Например, Запрос на вход в систему можно представить так:

#include <string>
#include <stdint.h>

struct LoginRequest
{
    int32_t protocol_version;
    std::string username;
    std::string password;
    int64_t map_seed;
    int8_t dimension;
};

Теперь необходимы функции сериализации.Во-первых, ему нужны функции сериализации для целых чисел и строк, так как это типы членов в LoginRequest.

Целочисленные функции сериализации должны выполнять преобразования в и из представления с прямым порядком байтов.Поскольку элементы сообщения копируются в буфер и из него, при копировании можно изменить порядок следования байтов:

#include <boost/detail/endian.hpp>
#include <algorithm>

#ifdef BOOST_LITTLE_ENDIAN

    inline void xcopy(void* dst, void const* src, size_t n)
    {
        char const* csrc = static_cast<char const*>(src);
        std::reverse_copy(csrc, csrc + n, static_cast<char*>(dst));
    }

#elif defined(BOOST_BIG_ENDIAN)

    inline void xcopy(void* dst, void const* src, size_t n)
    {
        char const* csrc = static_cast<char const*>(src);
        std::copy(csrc, csrc + n, static_cast<char*>(dst));
    }

#endif

// serialize an integer in big-endian format
// returns one past the last written byte, or >buf_end if would overflow
template<class T>
typename boost::enable_if<boost::is_integral<T>, char*>::type serialize(T val, char* buf_beg, char* buf_end)
{
    char* p = buf_beg + sizeof(T);
    if(p <= buf_end)
        xcopy(buf_beg, &val, sizeof(T));
    return p;
}

// deserialize an integer from big-endian format
// returns one past the last written byte, or >buf_end if would underflow (incomplete message)
template<class T>
typename boost::enable_if<boost::is_integral<T>, char const*>::type deserialize(T& val, char const* buf_beg, char const* buf_end)
{
    char const* p = buf_beg + sizeof(T);
    if(p <= buf_end)
        xcopy(&val, buf_beg, sizeof(T));
    return p;
}

И для строк (обработка измененного UTF-8 аналогичнастроки asciiz ):

// serialize a UTF-8 string
// returns one past the last written byte, or >buf_end if would overflow
char* serialize(std::string const& val, char* buf_beg, char* buf_end)
{
    int16_t len = val.size();
    buf_beg = serialize(len, buf_beg, buf_end);
    char* p = buf_beg + len;
    if(p <= buf_end)
        memcpy(buf_beg, val.data(), len);
    return p;
}

// deserialize a UTF-8 string
// returns one past the last written byte, or >buf_end if would underflow (incomplete message)
char const* deserialize(std::string& val, char const* buf_beg, char const* buf_end)
{
    int16_t len;
    buf_beg = deserialize(len, buf_beg, buf_end);
    if(buf_beg > buf_end)
        return buf_beg; // incomplete message
    char const* p = buf_beg + len;
    if(p <= buf_end)
        val.assign(buf_beg, p);
    return p;
}

И пара вспомогательных функторов:

struct Serializer
{
    template<class T>
    char* operator()(T const& val, char* buf_beg, char* buf_end)
    {
        return serialize(val, buf_beg, buf_end);
    }
};

struct Deserializer
{
    template<class T>
    char const* operator()(T& val, char const* buf_beg, char const* buf_end)
    {
        return deserialize(val, buf_beg, buf_end);
    }
};

Теперь, используя эти примитивные функции, мы можем легко сериализовать и десериализовать сообщение LoginRequest:

template<class Iterator, class Functor>
Iterator do_io(LoginRequest& msg, Iterator buf_beg, Iterator buf_end, Functor f)
{
    buf_beg = f(msg.protocol_version, buf_beg, buf_end);
    buf_beg = f(msg.username, buf_beg, buf_end);
    buf_beg = f(msg.password, buf_beg, buf_end);
    buf_beg = f(msg.map_seed, buf_beg, buf_end);
    buf_beg = f(msg.dimension, buf_beg, buf_end);
    return buf_beg;
}

char* serialize(LoginRequest const& msg, char* buf_beg, char* buf_end)
{
    return do_io(const_cast<LoginRequest&>(msg), buf_beg, buf_end, Serializer());
}

char const* deserialize(LoginRequest& msg, char const* buf_beg, char const* buf_end)
{
    return do_io(msg, buf_beg, buf_end, Deserializer());
}

Использование описанных выше вспомогательных функторов и представление буферов ввода / вывода в виде char диапазонов итераторов. Для выполнения сериализации и десериализации сообщения требуется только один шаблон функции.

И сборка всех вместе, использование:

int main()
{
    char buf[0x100];
    char* buf_beg = buf;
    char* buf_end = buf + sizeof buf;

    LoginRequest msg;

    char* msg_end_1 = serialize(msg, buf, buf_end);
    if(msg_end_1 > buf_end)
        ; // more buffer space required to serialize the message

    char const* msg_end_2 = deserialize(msg, buf_beg, buf_end);
    if(msg_end_2 > buf_end)
        ; // incomplete message, more data required
}

Answer 2

с макушки головы ...

const char* s;  // the string you want to send
short len = strlen(s);

// allocate a buffer with enough room for the length info and the string
char* xfer = new char[ len + sizeof(short) ];

// copy the length info into the start of the buffer
// note:  you need to hanle endian-ness of the short here.
memcpy(xfer, &len, sizeof(short));

// copy the string into the buffer
strncpy(xfer + sizeof(short), s, len);

// now xfer is the string you want to send across the wire.
// it starts with a short to identify its length.
// it is NOT null-terminated.

Answer 3

Для # 1 вам нужно использовать ntohs и друзей. Используйте *s (короткие) версии для 16-разрядных целых чисел и *l (длинные) версии для 32-разрядных целых чисел. hton* (хост-сеть) преобразует исходящие данные в порядок с прямым порядком байтов независимо от порядкового номера платформы, на которой вы находитесь, а ntoh* (сеть-хост) преобразует входящие данные обратно (опять же, независимо от порядкового номера платформы). )