DatagramSocket. Corso di laurea in Informatica Laboratorio di Reti di Calcolatori A.A Simone Bassis

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1 DatagramScket Crs di laurea in Infrmatica Labratri di Reti di Calclatri A.A Simne Bassis Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. Fin ad ra Abbiam vist applicazini di rete che usan esclusivamente TCP È ver che 1. Se i dati vann persi sn danneggiati TCP si ccupa di rispedirli 2. Se i dati nn arrivan nella sequenza prestabilita TCP li rimette nel giust rdine 3. Se i dati rischian di saturare la cnnessine TCP gestisce cntrll di fluss e di cngestine Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

2 Ma a che prezz? Il prezz che si paga è la velcità Stabilire e gestire cnnessini TCP richiede temp A vlte quest temp è paradssalmente maggire di quell impiegat per inviare i dati Specialmente per prtclli dve i messaggi sn mediamente crti (cme il DNS) Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 284 L alternativa UDP (User Datagram Prtcl) Un prtcll equivalente ad una versine a livell utente di IP Quand spediam dati UDP Nn sappiam se arriverann nel giust rdine Nn sappiam nemmen se arriverann a destinazine Però quelli che ci arriverann impiegherann un temp mediamente cstante Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

3 Dve viene utilizzat UDP In applicazini multimediali (audi e vide) in temp reale Lunghe attese sn intllerabili Può essere utilizzat anche cn servizi che generalmente vengn ergati tramite TCP Ma in quest cas è l applicazine che dvrà gestire l arriv crrett dei pacchetti DNS (funzina anche su TCP) TFTP (Trivial File Transfer Prtcl) Versine nn affidabile di FTP, per il bt delle stazini diskless Ma, ne vale davver la pena? Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 286 TCP cme il sistema telefnic L utente cmpne il numer Si instaura la cnnessine (se l utente remt rispnde) I due utenti dialgan La cnnessine si chiude (quand un dei due riattacca) Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

4 Schema generale Creazine scket Creazine scket Binding (spess implicit) Ricezine di una cnnessine Cnnessine Scambi dati Scambi dati Chiusura canale dati Lat server Chiusura canale Lat client Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 288 In Java new ServerScket() new Scket() ServerScket.bind() ServerScket.accept() Scket.cnnect() Scket.getInputStream().read(); Scket.getOutputStream.Write(); Scket.getInputStream().read(); Scket.getOutputStream.Write(); Scket.clse() Lat server Scket.clse() Lat client Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

5 UDP cme il sistema pstale L utente scrive la lettera Indica (sulla lettera) indirizz di mittente e destinatari La spedisce E spera che arrivi a destinazine Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 290 Qualche differenza? Ogni lettera viene spedita in md indipendente Nn c è una cnnessine permanente tra client e server (cnnectinless) Deve cntenere infrmazini sulla lcazine: Del destinatari (affinchè la lettera arrivi a destinazine) Del mittente (csì il destinatari saprà a chi rispndere) Nta: in cas di prblemi di spedizine il mittente nn può sapere se: La lettera nn è arrivata a destinazine ppure Il destinatari nn ha rispst Il destinatari ha rispst ma la lettere è andata persa Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

6 Schema generale (UDP) Creazine scket Creazine scket Binding (spess implicit) Ricezine di una cnnessine Cnnessine Scambi dati Scambi dati Chiusura canale dati Lat server Chiusura canale Lat client Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 292 Schema generale (UDP) Creazine scket Creazine scket Binding (spess implicit) Scambi dati Scambi dati Chiusura canale dati Lat server Chiusura canale Lat client Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

7 Cnnectinless Lat server Nn avend fatt una accept la scket lcale nn pssiede infrmazini sul peer remt Questa csa può essere rislta sl a livell applicazine Purchè l applicazine abbia tutte le infrmazini necessarie Lat client Facciam a men della cnnect Però dbbiam cmunque fare una bind, altrimenti Il sistema nn allcherà una prta alla scket lcale Ed il server nn riuscirà cmunque a rispndere Il client nn risulterà assciat a nessuna prta Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 294 Schema generale (UDP) Creazine scket Creazine scket Binding (spess implicit) Binding (spess implicit) Scambi dati Scambi dati Chiusura canale dati Lat server Chiusura canale Lat client Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

8 Client Server? Per quant riguarda il cdice nn esiste più una vera distinzine tra client e server Siam di frnte ad una struttura cmpletamente simmetrica Ma nn ancra funzinante Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 296 Invi/ricezine messaggi Senza cnnessine cme facci a sapere 1. A chi inviare il messaggi? 2. Cme cmunicare al destinatari il mi indirizz? Dbbiam fare us di altri metdi (specializzati) per inviare/ricevere messaggi a/da indirizzi arbitrari Pss usare la stessa scket per cmunicare cn più client server Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

9 DatagramScket Per spedire/ricevere datagrammi UDP è necessari aprire una DatagramScket E fare il binding su una prta lcale La prta può essere scelta dal sistema perativ public DatagramScket( ) Oppure specificata direttamente public DatagramScket(int prt) È necessari che almen un dei due interlcutri cnsca indirizz IP e prta dell altr Pi queste infrmazini verrann estraplate dai datagrammi in transit Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 298 Invi/ricezine pacchetti Nn esistn più stream di dati assciati alle scket! Dptutt nn c è cnnessine Per spedire un datagramma public vid send(datagrampacket dp) Per ricevere un datagramma public vid receive(datagrampacket dp) Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

10 DatagramPacket Java ci mette a dispsizine la classe DatagramPacket l astrazine di un datagramma UDP Permette di specificare Il messaggi (dati) L indirizz IP e prta dell hst destinatari cntiene anche IP e prta dell hst mittente La dimensine massima dei dati è byte ma In mlte piattafrme il limite è byte (8K) Di slit si preferisce nn superare i 512 byte Minima garanzia per qualsiasi stack ip Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 300 E l indirizz dell hst? Pssiam usare i metdi getaddress() / setaddress() getprt() / setprt() getscketaddress() / setscketaddress() Per maniplare l indirizz dell hst cn cui si sta dialgand L hst che ha spedit il pacchett Sl nel cas in cui il datagramma viene ricevut L hst a cui il pacchett è indirizzat Sl nel cas in cui il datagramma viene spedit Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

11 Schema finale (UDP) new DatagramScket() DatagramScket.bind() DatagramScket.send(DatagramPacket) DatagramScket.receive(DatagramPacket) DatagramScket.clse() Lat client/server Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 302 Riassumend Una vlta aperta una DatagramScket è pssibile spedire/ricevere quanti pacchetti si vule e dve si vule È pssibile ricevere dei dati trncati se 1. Il buffer in DatagramPacket nn è sufficiente a cntenerli 2. Il sistema perativ ne limita la dimensine Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

12 Da ricrdare La receive è un equivalente della read Al cntrari della send, è blccante Occrre fare attenzine quand si riutilizza una stessa istanza di DatagramPacket Un pacchett memrizza e mantiene la quantità q di dati ricevuti durante l ultim utilizz Quest significa che se nn si mdifica la lunghezza del buffer gni utilizz successiv della receive cmprterà la ricezine di al più q byte E quelli aggiuntivi vann persi Ricrdate di resettare la lunghezza del buffer in ricezine gni vlta che avete ricevut dei dati packet.setlength(buffer.length) Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 304 Prtclli e UDP Mlti prtclli hann implementazini sia TCP che UDP Di slit vengn standardizzati sulla stessa prta Gli insiemi cntenenti gli id di prta sn disgiunti È pssibile avere due scket (due server) cntempraneamente in attesa sulla stessa psta se una usa TCP e l altra UDP Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

13 imprt java.net.datagramscket; imprt java.net.datagrampacket; public class udpserver { UDPServer public final static int DEFAULT_PORT = 9; public final static int MAX_PACKET_SIZE = 65507; public static vid main(string[] args) { int prt = DEFAULT_PORT; byte[] buffer = new byte[max_packet_size]; try { if (args.length > 0) prt = Integer.parseInt(args[0]); DatagramScket server = new DatagramScket(prt); DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length); } } while (true) { server.receive(packet); String s = new String(packet.getData( ), 0, packet.getlength( )); System.ut.println(packet.getAddress( ) + " at prt " + packet.getprt( ) + " says " + s); // reset the length fr the next packet packet.setlength(buffer.length); } } catch (Exceptin ex) { System.err.println(ex); } Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 306 public class udpclient { UDPClient public final static int DEFAULT_PORT = 9; public static vid main(string[] args) { String hstname; int prt = DEFAULT_PORT; try { if (args.length > 0) { hstname = args[0]; prt = Integer.parseInt(args[1]); } else hstname = "lcalhst"; InetAddress server = InetAddress.getByName(hstname); BufferedReader userinput = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); DatagramScket udpscket = new DatagramScket( ); } } while (true) { String theline = userinput.readline( ); if (theline.equals(".")) break; byte[] data = theline.getbytes( ); DatagramPacket theoutput = new DatagramPacket(data, data.length, server, prt); udpscket.send(theoutput); } } catch (Exceptin ex) { System.err.println(ex); } Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

14 Un client ech Che faccia us della classe Fruizine Servizi Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 308 Classe fruizine servizi Servizi di spedizine di una stringa Servizi di scambi di stringhe Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

15 Alcuni prblemi Sicurezza Cme essere certi dell autenticità della rispsta? è necessari cnfrntare l indirizz di trasprt del pacchett in partenza cn l indirizz di quell in arriv Affidabilità il client implementa un prtcll di tip stp-and-wait su un canale inaffidabile se un messaggi viene pers il sistema si blcca irrimediabilmente Efficienza cntinua riallcazine delle variabili relative al buffer e al messaggi pessima abitudine fare iptesi sulle dimensini del messaggi in arriv Ricrdatevi di resettare il buffer Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 310 Un server ech Prblema manca la fase di ricezine della cnnessine gni messaggi deve essere gestit cme un infrmazine a sé stante nn è dett che due messaggi successivi prvengan dall stess client Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

16 Classe ergazine servizi Sluzini fattibili 1. ricevere il messaggi all intern del cicl di gestine dei client e demandare sl la rispsta alla classe di ergazine del servizi respnsabile della cmunicazine cn un dat client nn è una scelta mlt pulita Il server principale cntrlla il cntenut del datagramma 2. svlgere tutte e le perazini all intern della classe ErgazineServizi differenziand il cmprtament in funzine dei diversi client Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 312 In cas di datagrammi persi Può essere utile impstare un timeut Tramite l pzine setstimeut Una chiamata alla receive() è blccante sl fin all scadere del timeut Se il timeut scade, viene lanciata una java.net.sckettimeutexceptin L applicazine può decidere di reinviare l ultim datagramma spedit Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

17 DatagramChannel Oppure si può ptare per l I/O nn blccante tramite il metd getchannel() si ttiene un DatagramChannel Che è selectable E pi si prcede cn Selectr e Key Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 314 Esercizi 55 Si prvi ad implementare un sistema client/server per il servizi daytime facend us di scket UDP. Suggeriment: fate riferiment all RFC Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

18 Esercizi 56 Cstruite un applicazine che usi UDP che: Si mette in attesa su una prta Accetta cme parametr un indirizz trasprt Nel mment in cui un pacchett viene ricevut sulla prta in attesa viene immediatamente rimbalzat all indirizz estern. Fate quest esercizi a cppie e tentate di stimate la capacità di trasferiment della rete Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 316 Esercizi 57 Si estenda l Esercizi 56 e si faccia un cerchi cn degli hst che si mandan un pacchett (un tken) Vi ricrda nulla il termine tken bus? Attenzine ai tken che vann persi Dve Per clpa di chi? Cme fate per rigenerarli? Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

19 MulticastScket Usata lat-client per ricevere pacchetti spediti dal server a più client Eredita da DatagramScket Il client può Unirsi ad un grupp public vid jingrup(inetaddress mcastaddr) thrws ScketExceptin; Inviare dati ai membri del grupp public synchrnized vid send(datagrampacket dp, byte ttl) thrws ScketExceptin, IOExceptin; Ricevere dati dal grupp Lasciare il grupp public vid leavegrup(inetaddress mcastaddr) thrws ScketExceptin; Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 318 Alcuni dettagli Il server può aprire una DatagramScket una MulticastScket E necessari usare indirizzi IP multicast Da a Ma cchi a quelli riservati Si può limitare la distanza percrribile da un pacchett TTL Scpe 0 Ristrett all stess hst nn è inviat dall interfaccia di rete 1 Ristrett alla stessa sttrete nn è inltrat dai ruter <32 Ristrett all stess sit, area, dipartiment <64 Ristrett alla stessa regine <128 Ristrett all stess cntinente <255 Glbale Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I

20 Un Semplice Client Multicast MulticastScket scket = new MulticastScket(4446); InetAddress grup = InetAddress.getByName(" "); scket.jingrup(grup); DatagramPacket packet; fr (int i = 0; i < 5; i++) { byte[] buf = new byte[256]; packet = new DatagramPacket(buf, buf.length); scket.receive(packet); String received = new String(packet.getData()); System.ut.println("Qute f the Mment: " + received); } scket.leavegrup(grup); scket.clse(); Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I. 320 Esercizi 58 Si implementi un server che invii ai client sttscritti al grupp una frtune (si cnsulti l RFC Qute f the Day Prtcl) gni 30 secndi. I client dvrann mstrare la stringa ricevuta all utente, dand all stess la pssibilità tant di iscriversi al, quant di cancellarsi dal grupp. Suggeriment: si ignrin eventuali svrappsizini nell utput visualizzat dai client Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan D.S.I