rust-network - 課題

概要

Rustで低レベルネットワークプログラミングを学び、TCPとUDPを使用した通信を実装する課題です。

マンダトリーパート

必須要件

• TCPエコーサーバー/クライアント

• UDPチャットシステム

• 簡易DNSリゾルバー

インターフェース

// TCPエコーサーバー
pub struct TcpEchoServer {
    listener: TcpListener,
}

impl TcpEchoServer {
    pub fn bind(addr: &str) -> io::Result<Self>;
    pub fn run(&self) -> io::Result<()>;
}

// UDPチャット
pub struct UdpChat {
    socket: UdpSocket,
    peers: Vec<SocketAddr>,
}

impl UdpChat {
    pub fn new(port: u16) -> io::Result<Self>;
    pub fn send_message(&self, msg: &str) -> io::Result<()>;
    pub fn receive(&self) -> io::Result<(String, SocketAddr)>;
}

// DNSリゾルバー
pub fn resolve(hostname: &str) -> io::Result<Vec<IpAddr>>;

使用例

// TCPエコーサーバー
let server = TcpEchoServer::bind("0.0.0.0:9000")?;
server.run()?;

// TCPクライアント
let mut stream = TcpStream::connect("127.0.0.1:9000")?;
stream.write_all(b"Hello")?;
let mut buf = [0u8; 1024];
let n = stream.read(&mut buf)?;
assert_eq!(&buf[..n], b"Hello");

// UDPチャット
let chat = UdpChat::new(5000)?;
chat.send_message("Hello, everyone!")?;
let (msg, from) = chat.receive()?;

// DNS解決
let addrs = resolve("example.com")?;
println!("{:?}", addrs);

ボーナスパート

ボーナス1: TCP接続プール

• 接続の再利用

ボーナス2: タイムアウト処理

• 読み書きタイムアウト

ボーナス3: NAT穴あけ

• UDPホールパンチング

提出要件

• src/tcp.rs - TCP実装
• src/udp.rs - UDP実装
• src/dns.rs - DNSリゾルバー
• Cargo.toml

制限事項

• tokio, async-std は使用不可
• 標準ライブラリの std::net のみ使用可能