Основы создания сетевых приложений

С.Б., 2013
Лекция 8
УНЦ «Инфоком»
Самара
2013

использование

data)
Транспортный уровень (layer 4, segment)
Сетевой уровень (layer 3, packet)
Уровень соединения (layer 2, frame)
Физический

уровень (layer 1, bit)

следующего уровня сообщение предыдущего уровня представляется как единое целое
На физическом

уровне сообщение содержит информацию всех семи уровней, кодируется и передается получателю

передачу данных между двумя компьютерами, с сохранением порядка следования данных

Используется

в: HTTP, FTP, Telnet и др.

пересылку независимых пакетов данных, называемых дейтаграммами, от одного компьютера к

другому без гарантии их доставки

инициализируется при запуске и далее бездействует, ожидая поступления запроса от

клиента
Процесс-клиент посылает запрос на установление соединения с сервером, требуя выполнить для него определенную функцию

Виды приложений-серверов
Сервер последовательной обработки запросов
Сервер параллельной обработки запросов

описывается, например, IP-адресом (32 бита на нынешний момент)

Как различать информацию

для различных приложений?

проектов (ARPA), финансировало реализацию протоколов TCP/IP для UNIX в Калифорнийском

университете в г. Беркли
Разработан интерфейс прикладного программирования для сетевых приложений TCP/IP (TCP/IP API)
TCP/IP sockets или Berkeley sockets

вызовы ввода-вывода UNIX выглядят как последовательный цикл:
открыть
считать/записать
закрыть
Нет различий между файлами

и внешними устройствами

устанавливать соединения
Используется фиксированный адрес файла
Соединение с файлом доступно на протяжении

всего цикла запись-считывание

Для не ориентированных на соединение протоколов фиксированный адрес – проблема: при передаче дейтаграммы адрес есть, а соединения нет

между двумя компьютерами или процессами
Сокет – конечный пункт передачи данных
Для

программ сокет – одно из окончаний сетевого соединения
Для установления соединения каждая из сетевых программ должна иметь свой собственный сокет

между двумя сокетами может быть не ориентированной на соединение

Сокет связан

с номером порта

низкоуровневое взаимодействие скрыто от пользователя

Существует семейство классов, обеспечивающих настройку сокетов

и работу с ними

права доступа

локального узла
public static InetAddress getByName(String host); создает объект адреса по имени

удаленного узла сети
public static InetAddress[] getAllByName(String h); возвращает массив адресов, связанных с узлом сети
public byte[] getAddress(); возвращает массив из четырех байт IP-адреса объекта
public String getHostName(); определение имени узла данного объекта адреса

int localPort)
Socket(String host, int port)
Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort)
Методы
void close()
InetAddress getLocalAddress()
InputStream getInputStream()

OutputStream getOutputStream()
static void setSocketImplFactory(SocketImplFactory fac)
И прочие…

вывода для сокета
Чтение и запись в потоки согласно установленному протоколу

общения с сервером
Закрытие потоков ввода-вывода
Закрытие сокета

throws IOException {
Socket echoSocket = null;
PrintWriter

out = null;
BufferedReader in = null;
try {
echoSocket = new Socket("taranis", 7);
out = new PrintWriter(echoSocket.getOutputStream(), true);
in = new BufferedReader(new InputStreamReader(echoSocket.getInputStream()));
} catch (UnknownHostException e) {
System.err.println("Don't know about host: taranis.");
System.exit(1);
} catch (IOException e) {
System.err.println("Couldn't get I/O for connection to taranis.");
System.exit(1);
}
...

InputStreamReader(System.in));
String userInput;

while ((userInput = stdIn.readLine()) !=

null) {
out.println(userInput);
System.out.println("echo: " + in.readLine());
}

out.close();
in.close();
stdIn.close();
echoSocket.close();
}
}

int backlog)
Методы
void close()
Socket accept()
void bind(SocketAddress endpoint)
И

прочие…

(IOException e) {
System.out.println(
"Could not listen on port: 4444");

System.exit(-1);
}

Socket clientSocket = null;
try {
clientSocket = serverSocket.accept();
} catch (IOException e) {
System.out.println("Accept failed: 4444");
System.exit(-1);
}

передает управление дочернему процессу

Стадия 3 Если во время обработки запроса поступает

запрос от другого клиента, сервер параллельной обработки передает управление новому дочернему процессу

время (порядок) доставки и содержимое не гарантируются

Могут использоваться как для

адресной, так и для широковещательной рассылки

length, InetAddress address, int port)
И прочие…
Методы
byte[] getData()
int getLength()

int getOffset()
SocketAddress getSocketAddress()
void setSocketAddress(SocketAddress address)
void setData(byte[] buf, int offset, int length)
И прочие…

InetAddress laddr)
И другие…
Методы
void bind(SocketAddress addr)
void close()
void connect(InetAddress address,

int port)
void send(DatagramPacket p)
void receive(DatagramPacket p)
И другие…

для связи
Имя хоста Имя компьютера, на котором расположен ресурс
Имя файла Путь к

файлу на компьютере
Номер порта Номер порта для соединения (необязателен)
Ссылка Ссылка на обработчик работы с протоколом (необязательна)
Может быть абсолютным и относительным

URL gamelan = new URL("http", "www.gamelan.com", 80,
"pages/Gamelan.network.html");

static void main(String[] args) throws Exception
{
URL yahoo

= new URL("http://www.yahoo.com/");
BufferedReader in = new BufferedReader(
new InputStreamReader(
yahoo.openStream()));
String inputLine;
while ((inputLine = in.readLine()) != null)
System.out.println(inputLine);
in.close();
}
}

void main(String[] args) throws Exception
{
URL yahoo =

new URL("http://www.yahoo.com/");
URLConnection yc = yahoo.openConnection();
BufferedReader in = new BufferedReader(
new InputStreamReader(
yc.getInputStream()));
String inputLine;
while ((inputLine = in.readLine()) != null)
System.out.println(inputLine);
in.close();
}
}

void main(String[] args) throws Exception {
if (args.length !=

1) {
System.err.println("Usage: java Reverse" +
"string_to_reverse");
System.exit(1);
}
String stringToReverse = URLEncoder.encode(args[0],
"US-ASCII");
URL url = new URL(
"http://java.sun.com/cgi-bin/backwards");

PrintWriter out = new PrintWriter(

connection.getOutputStream());
out.println("string=" + stringToReverse);
out.close();
BufferedReader in = new BufferedReader(
new InputStreamReader(
connection.getInputStream()));
String inputLine;
while ((inputLine = in.readLine()) != null)
System.out.println(inputLine);
in.close();
}
}

Джеймс Гослинг, Дэвид Холмс. – М. : Издательский дом «Вильямс»,

2001. – 624 с.
Вязовик, Н.А. Программирование на Java. Курс лекций [Текст] / Н.А. Вязовик. – М. : Интернет-университет информационных технологий, 2003. – 592 с.
Хорстманн, К. Java 2. Библиотека профессионала. Том 2. Тонкости программирования [Текст] / Кей Хорстманн, Гари Корнелл. – М. : Издательский дом «Вильямс», 2010 г. – 992 с.
Эккель, Б. Философия Java [Текст] / Брюс Эккель. – СПб. : Питер, 2011. – 640 с.
JavaSE at a Glance [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/overview/index.html, дата доступа: 21.10.2011.
JavaSE APIs & Documentation [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/documentation/api-jsp-136079.html, дата доступа: 21.10.2011.