perlでsocketを送受信する

DOS
2024.02.24

perlを使ってsocketを送信し、サーバで受信する様子をwiresharkで確認しました。
クライアントからTCP通信を使って２バイト文字を含むStringを送信したところ、文字コードが自動変換されていることが判明しました。

環境

●サーバ　
　VMware Ubuntu 22.04 ※perl 5.34 インストール済
　IP 192.168.19.129
●クライアント　
　Windows11 HOME　※perl 5.34 でPATHを通してあります
　IP 192.168.19.1

準備

■クライアント側の準備
　①コマンドプロンプト（PowerShell）を管理者権限で起動
　②Wirersharkを起動し、VMnet8のキャプチャを開始（(ip.src==192.168.19.1 && ip.dst==192.168.19.129) || (ip.src==192.168.19.1 && ip.dst==192.168.19.129)でフィルタリングしておきます）
　③クライアントには、次のクライアントプログラムを配置

# filename send_sock.pl
use strict;
use warnings;
use IO::Socket::INET;
use Getopt::Long;

# 引数を解析してIPアドレスとポート番号を取得
my $ip_address;
my $port;
GetOptions(
    "ip=s" => \$ip_address,
    "p=i"  => \$port,
) or die "Usage: $0 -ip <IP_address> -p <port>\n";

# 引数が正しく指定されていない場合は終了
die "Usage: $0 -ip <IP_address> -p <port>\n" unless $ip_address && $port;

# サーバーに送信するデータ
my $data_to_send = "halo こんにちわ (-_-)";

# TCPソケットを作成してサーバーに接続
my $socket = IO::Socket::INET->new(
    PeerAddr => $ip_address,
    PeerPort => $port,
    Proto    => 'tcp',
) or die "Error in socket creation: $!\n";

# データをサーバーに送信
print $socket $data_to_send;

# ソケットを閉じる
close($socket);

■サーバの準備
　適当な場所に次のプログラムを配置（今回は/home/に配置しました）
　パーミッションは「６００」のままです

# filename wait_port.pl
use strict;
use warnings;
use IO::Socket::INET;
use Getopt::Long;

# 引数を解析してポート番号を取得
my $port;
GetOptions(
    "p=i"  => \$port,
) or die "Usage: $0 -p <port>\n";

# 引数が正しく指定されていない場合は終了
die "Usage: $0 -p <port>\n" unless $port;

# ソケットを作成して待ち受ける
my $socket = IO::Socket::INET->new(
    LocalPort => $port,
    Proto     => 'tcp',
    Listen    => SOMAXCONN,
    Reuse     => 1,
) or die "Error in socket creation: $!\n";

print "Server waiting for client connection on port $port...\n";

# クライアントからの接続を待機
my $client_socket = $socket->accept();

# クライアントからのデータを読み取り
my $data_received;
$client_socket->recv($data_received, 1024);
print "Received from client: $data_received\n";

# クライアントとの接続を閉じる
$client_socket->close();

実行（windowsをクライアント、Ubuntをサーバ）

①サーバプログラムを起動(Ubuntu)
　$ > perl wait_port.pl -p 12346
　「Server Watting…」と表示されればOK
②クライアントプログラムを実行(Windows)
　c:\ > perl c:\??\perl_send.pl -ip 192.168.19.129 -p 12346
　と入力すると、今回は
　　　$data_to_send = “halo こんにちわ (-_-)”;
　が送信されます。

実行結果（Windows　→　Ubuntuへの送信）

①実行結果（サーバ）

　上のように表示され、Stringが無事に送信されていることがわかります。
　心配していた２バイト文字の日本語も無事送信できています、が、無事に遅れていることがおかしい？
　Powershell の標準文字コードはShift-JIS だったと思うのですが、変わっているのかと思い、
　　　c:\ > chcp
　　　現在のコード ページ: 932
　で文字コードを確認したところ、やっぱりShift-JISになっています。
　　Ubuntuの文字コードを確認したところ
　　　$ > echo $LANG
　　　ja_JP.UTF-8
　で、UTF８になっていることが確認できました。
②Wiresharkの確認結果

SYN ,SYN/ACK,ACK の３ウェイハンドシェイクがきれいに出ていますね。
PSH（PUSH）で”halo こんにちわ (-_-)”を送信している部分を確認すると、
　　68 61 6c 6f 20 e3 81 93 e3 82 93 e3 81 ab e3 81 a1 e3 82 8f 20 28 2d 5f 2d 29
のバイトデータを送信しています。
　PUSHした文字列をエンコードすると
　　●UTF-8
　　68 61 6c 6f 20 e3 81 93 e3 82 93 e3 81 ab e3 81 a1 e3 82 8f 20 28 2d 5f 2d 29
　　●Shift-JIS
　　68 61 6c 6f 20 82 b1 82 f1 82 c9 82 bf 82 ed 20 28 2d 5f 2d 29
ですので、Windowsから外部に
　　UTF-8
で送信されていることがわかります。
　だから、Ubuntuに日本語を送信しても文字化けしないのですね。（納得）

実行（Ubuntuをクライアント、Windowsをサーバ）

①サーバプログラムを起動（Windows）
　　c:\ > perl c:\??\wait_port.pl -p 12346
　　「Server Watting…」と表示されればOK
②クライアントプログラムを実行（Ubuntu）
　　$ > perl /HOME/perl_send.pl -ip 192.168.19.1 -p 12346
　　「Server Watting…」と表示されればOK

実行結果（Ubuntu　→　Windowsへの送信）

　実行結果
　Windowsをサーバにしたところ、実行結果が返ってきません。

３ウェイハンドイェイクがそもそもできておらず、UbuntuからのSYNが一方通行で返事がない、片思い状態です。
Windows　Defenderがいらぬ気を使ってくれたのだと思い、
　　スタートボタン→設定→プライバシーとセキュリティ→ファイヤーウォールとネットワーク保護
　　パブリックネットワークのファイヤーウィール　を「OFF」
にして再実験したところ、ようやく通信がつながりました。（ファイヤーウォールは悪くないんですが…）

　UbuntuからのSocketを受信した様子

　しかし、Ubuntuから送られてきた日本語は文字化けしています・・・
　文字コードを確認すると、UTF-8で送られてきていました。

　以上の様子から、Windowsは外部との通信で２バイト文字を使用する場合
　　　２バイト文字を送信する際は、勝手に「UTF-8」に変換する
　　　外部から「UTF-8」で送られてきた２バイト文字は変換しない
ことが判明しました。
　Socketを使って日本語を送受信する場合は、混乱しそうですね。
　Microsoftさん　がんばってください！
　　（PowershellもUTF-8にしたらどうでしょうか。Powershell使える人なら文字コード変換くらいできますよ）