Programação com Sockets

8/3/2019 Programao com Sockets

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Prof. Othon Batista ([email protected]) Pgi

Redes de Computadores

Programao com Sockets


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Roteiro

Introduo A Arquitetura TCP/IP O Protocolo IP O Protocolo UDP O Protocolo TCP Qual Protocolo Usar: UDP

ou TCP? Socket com TCP Socket com TCP: Exemplo

de Aplicao

Socket com UDP Socket com UDP: Exempde Aplicao

Servidor Web Simples


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Objetivo: aprender a construir aplicaescliente/servidor usando sockets. Os sockets apareceram pela primeira vez em um

implementao do BSD Unix 4.1 em 1981. Devem ser explicitamente criados, usados e liberado Paradigma cliente/servidor. So a forma mais usada de comunicao entre proces

(IPC Inter Process Communication ). H dois tipos de sockets:UDP e TCP .

Introduo


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A Arquitetura TCP/IP

TCP UDP

IP

Rede Fsica

Aplicao Servio no orientado conexo e no confivel.DATAGRAMA

Servio orientado conexo e confivel.

SEGMENTO

Aplicaescliente/servidor

Comunicao atravs deendereos IP e portaslgicas .

Servio no orientado conexo e no confivel.

DATAGRAMA


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A Arquitetura TCP/IP

Os endereos IP so formados por quatro nmertipicamente separados por pontos. Cada nmero tem o tamanho de 1 byte (0 255)

Exemplo:10.125.3.45 Alguns endereos IP so reservados (no nosinteressam neste momento)!

H tambm os nomes simblicos, que devem sertraduzidos para endereos IP por algum servio,como o DNS. Exemplo:www.fib.br .


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Arquitetura TCP/IP

Conveno para os nmeros de portas: 0 at 1023 portas privilegiadas; 1024 at 65535 portas sem restries.

Algumas portas privilegiadas: FTP 20 e 21 Telnet 23

SMTP

25 POP3 110 DNS 53

No use estas portas.A no ser que voc saiba

o que est fazendo!


7/31Prof. Othon Batista ([email protected]) Pgi

O Protocolo IP

Camada mais baixa da arquitetura TCP/IP. No fim-a-fim. No orientada conexo.

Usada pelos protocolos UDP e TCP. Servio de datagrama no confivel:

a entrega de um datagrama no garantida; os datagramas podem ser entregues fora de ordem; podem ser recebidos datagramas duplicados.

A confiabilidade dada nas camadas acima!



O Protocolo UDP

Usado diretamente pelos programas.

fim-a-fim. No orientado conexo. Servio de datagrama no confivel. Mais gil de TCP. Usado por:DNS, NFS, SNMP, RIP ...

datagramas UDP



O Protocolo TCP

Usado diretamente pelos programas.

fim-a-fim. Orientado conexo. Servio confivel. Usado por:FTP, TELNET, SMTP, POP3 ...

segmentos TCP


10/31Prof. Othon Batista ([email protected]) Pgin

Qual Protocolo Usar : UDP ou TCP

TCP deve ser escolhido para aplicaes quenecessitam de transferncia de dados confivel, exemplo: transferncia de arquivos (FTP); terminais virtuais (TELNET).

UDP deve ser escolhida para: aplicaes simples de pedido/resposta (DNS); aplicaes que podem tolerar transmisses de dados

confiveis (protocolos de roteamento, tal como RIP)



Socket com TCP

Um socket uma porta entre o processo deaplicao e um protocolo de transporte fim-a-fi

processo

TCP combuffers,variveis

socket

controlado peloprogramador de

aplicao

controladopelo sistemaoperacional

Cliente

processo

TCP combuffers,

variveis

socket

controlado peloprogramador deaplicao

controladopelo sistema

operacional

Servidor

Internet



Socket com TCP O processo servidor deve

estar em execuo. O servidor deve ter criado

socket que aguarda contatodo cliente.

O cliente cria socket TCPlocal.

O cliente especificaendereo IP, nmero de porta do processo servidor.

Quando ocliente cria umsocket, o TCP do clienteestabelece conexo comTCP do servidor

Quando contatado pelocliente,o TCP do servidor cria socket novopara que o processo servidor possa secomunicar com o cliente o servidor conversa com

mltiplos clientes



Socket com TCP

TCP prov transferncia confivel, ordenada de bytes

(tubo) entre cliente e servidor

ponto de vista da aplicao



Socket com TCP:Exemplo de Aplicao

Cliente l linha da entrada padro (doUsurio ),envia para servidor viasocket ( paraServidor ).

Servidor l linha do socket. Servidor converte linha

para letras maisculas,devolve para o cliente.

Cliente l linha modificadado socket (doServidor ),imprime-a.

Fluxo de entrada: seqnciade bytes recebida pelo processo.

Fluxo de sada: seqncia de

bytes transmitida pelo processo.

socket do cliente

do_usuario p a r a

_ s e r v i d o r

d o

_ s e r v i d o r



Socket com TCP:Exemplo de Aplicao

aguarda chegada depedido de conexosocketConexo =socketRecepo.accept()

cria socket,porta= x , parareceber pedido:

socketRecepo =ServerSocket ()

cria socket,

abre conexo a nomeHosp , porta= xsocketCliente =Socket()

fechasocketConexo

l resposta desocketCliente

fechasocketCliente

Servidor (executa em nomeHosp ) Cliente

Envia pedido usandosocketClientel pedido de

socketConexo

escreve respostapara socketConexo

TCP

configurao



Socket com TCP:Exemplo de Aplicao (Cliente)

import java.io.*;import java.net.*;class ClienteTCP {

public static void main(String argv[]) throws Exception{

String frase;String fraseModificada;

BufferedReader doUsuario =new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

Socket socketCliente = new Socket(nomeHosp", 6789);

DataOutputStream paraServidor =new DataOutputStream(socketCliente.getOutputStream());

Criafluxo de entrada

Cria

socket de cliente,conexo ao servidorCria

fluxo de sadaligado ao socket

k



Socket com TCP:Exemplo de Aplicao (Cliente)

BufferedReader doServidor =new BufferedReader(newInputStreamReader(socketCliente.getInputStream()));

frase = doUsuario.readLine();

paraServidor.writeBytes(frase + '\n');

fraseModificada = doServidor.readLine();

System.out.println (Do Servidor: " + fraseModificada );

socketCliente.close();

}}

Criafluxo de entradaligado ao socket

Envia linhaao servidor

L linhado servidor

k



Socket com TCP:Exemplo de Aplicao (Servidor)

import java.io.*;import java.net.*;

class servidorTCP {

public static void main(String argv[]) throws Exception{

String fraseCliente;StringfFraseMaiusculas;

ServerSocket socketRecepcao = new ServerSocket(6789);

while(true) {

Socket socketConexao = socketRecepcao.accept();

BufferedReader doCliente =new BufferedReader(newInputStreamReader(socketConexao.getInputStream()));

Cria socketpara recepona porta 6789

Aguarda, no socket

para recepo, ocontato do cliente

Cria fluxo deentrada, ligado

ao socket

k



Socket com TCP:Exemplo de Aplicao (Servidor)

DataOutputStream paraCliente =new DataOutputStream(socketConexo.getOutputStream()) ;

fraseCliente= doCliente.readLine();fraseEmMaiusculas= fraseCliente.toUpperCase() + '\n';

paraClient.writeBytes(fraseEmMaiusculas);}

}}

L linhado socket

Cria fluxode sada, ligado

ao socket

Escreve linhaao socket

Final do elo while,volta ao incio e aguardaconexo de outro cliente



Socket com UDP

UDP no estabelece conexo. remetente coloca explicitamente endereo IP e porta do destino.

servidor deve extrair endereo IP, porta doremetente do datagrama recebido. Os dados transmitidos podem ser recebidos for

ordem, ou perdidos. UDP prov transferncia no confivel de grupos de bytes (datagramas) entre cliente e servidor

ponto de vista da aplicao


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Prof. Othon Batista ([email protected]) Pgin

Socket com UDP

fechasocketCliente

Servidor (executa em nomeHosp )

l resposa dosocketCliente

cria socket,socketCliente =DatagramSocket()

Cliente

cria, enderea ( nomeHosp, porta=x,envia pedido em datagramausando socketCliente

cria socket,porta= x , parapedido que chega:socketServidor =DatagramSocket()

l pedido dosocketServidor

escreve resposta

ao socketServidor especificando endereoIP, nmero de portado cliente

S k UDP


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Socket com UDP:Exemplo de Aplicao (Cliente)

S k UDP


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import java.io.*;

import java.net.*;

class clienteUDP {public static void main(String args[]) throws Exception{

BufferedReader do Usuario=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

DatagramSocket socketCliente = new DatagramSocket();

InetAddress IPAddress = InetAddress.getByName(nomeHosp");

byte[] sendData = new byte[1024];byte[] receiveData = new byte[1024];

String frase = doUsuario.readLine();

sendData = frase.getBytes();

Criafluxo de entrada

Criasocket de cliente

Traduz nome dehospedeiro ao

endereo IPusando DNS

S k UDP


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DatagramPacket pacoteEnviado =new DatagramPacket(dadosEnvio, dadosEnvio.length,

IPAddress, 9876);

socketCliente.send(pacoteEnviado);

DatagramPacket pacoteRecebido =new DatagramPacket(dadosRecebidos, dadosRecebidos.length);

socketCliente.receive(pacoteRecebido);

String fraseModificada =new String(pacoteRecebido.getData());

System.out.println(Do Servidor:" + fraseModificada);socketCliente.close();}

}

Cria datagrama comdados para enviar,comprimento,

endereo IP, porta

Envia datagramaao servidor

L datagramado servidor

S k UDP


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Socket com UDP:Exemplo de Aplicao (Servidor)

S k UDP


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import java.io.*;import java.net.*;

class servidorUDP {public static void main(String args[]) throws Exception

{

DatagramSocket socketServidor = new DatagramSocket(9876);

byte[] dadosRecebidos = new byte[1024];byte[] dadosEnviados = new byte[1024];

while(true){

DatagramPacket pacoteRecebido =new DatagramPacket(dadosRecebidos,

dadosRecebidos.length);

socketServidor.receive(pacoteRecebido);

Cria socketpara datagramas

na porta 9876

Aloca memria parareceber datagrama

Recebedatagrama

S k UDP


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String frase = new String(pacoteRecebido.getData());

InetAddress IPAddress = pacoteRecebido.getAddress();

int porta = pacoteRecebido.getPort();

String fraseEmMaiusculas = frase.toUpperCase();

dadosEnviados = fraseEmMaiusculas.getBytes();

DatagramPacket pacoteEnviado =new DatagramPacket(dadosEnviados,

dadosEnviados.length, IPAddress, porta);

socketServidor.send(pacoteEnviado);}

}

}

Obtm endereoIP, no. de porta

do remetente

Escreve

datagramano socketFim do elo while,volta ao incio e aguardachegar outro datagrama

Cria datagrama p/enviar ao cliente


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Funes do servidor Web: Trata apenas um pedido HTTP por vez Aceita e examina o pedido HTTP Recupera o arquivo pedido do sistema de arquivos do

servidor Cria uma mensagem de resposta HTTP consistindo d

arquivo solicitado precedido por linhas de cabealho

Envia a resposta diretamente ao cliente.


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Servidor Web Simplesimport java.io.*;import java.net.*;import java.util.*;

class WebServer {public static void main(String argv[]) throws Exception{

String requestMessageLine;String fileName;

ServerSocket listenSocket = new ServerSocket(6789);Socket connectionSocket = listenSocket.accept();

BufferedReader inFromClient =

new BufferedReader(new InputStreamReader(connectionSocket.getInputStream()));

DataOutputStream outToClient =new DataOutputStream(

connectionSocket.getOutputStream());

Contm a classeStringTokenizer que

usada para examinaro pedido

Aguarda conexodo cliente

Primeira linha da mensagem

de pedido HTTP eNome do arquivo solicitado

Cria fluxode Entrada

Cria fluxode Sada


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requestMessageLine = inFromClient.readLine();

StringTokenizer tokenizedLine =new StringTokenizer(requestMessageLine);

if (tokenizedLine.nextToken().equals("GET")){fileName = tokenizedLine.nextToken();if (fileName.startsWith("/") == true )

fileName = fileName.substring(1);

File file = new File(fileName);int numOfBytes = (int) file.length();

FileInputStream inFile = new FileInputStream (fileName);

byte[] fileInBytes = new byte[];inFile.read(fileInBytes);

L a primeira linha do

pedido HTTP que deveriater o seguinte formato:GET file_name HTTP/1.0

Examina a primeira linha

da mensagem para extrairo nome do arquivo

Associa o fluxo inFile ao arquivo fileName

Determina o tamanho doarquivo e constri um vetor

de bytes do mesmo tamanho


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P f Oth B ti t ( th b@ h ) Pgi


outToClient.writeBytes("HTTP/1.0 200 Document Follows\r\n");

if (fileName.endsWith(".jpg")) outToClient.writeBytes("Content-Type: image/jpeg\r\n");

if (fileName.endsWith(".gif")) outToClient.writeBytes("Content-Type:

image/gif\r\n");outToClient.writeBytes("Content-Length: " + numOfBytes +

"\r\n");outToClient.writeBytes("\r\n");

outToClient.write(fileInBytes, 0, numOfBytes);

connectionSocket.close();}

else System.out.println("Bad Request Message");}

}

Transmisso docabealho da resposta

HTTP.

Inicia a construo damensagem de resposta

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