LABORATORIO di Reti di Calcolatori

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1 LABORATORIO di Reti di Calcolatori Socket in linguaggio Java: servizio connection-oriented 1 of 21 v slide della docente Bibliografia v testo di supporto: D. Maggiorini, Introduzione alla programmazione client-server, Pearson Ed., 2009 q cap.7 (tutto) q cap.8 (tutto) v Link utili: q q 2 of 21 1

2 cosa non possiamo fare? limitazioni Java socket v non supportato il dominio AF_UNIX v non è possibile interagire direttamente con IP in Java v connection-oriented, connectionless, domini di indirizzi q Java considera che gli indirizzi possano essere solo IP q e che i servizi/protocolli siano solo TCP e UDP v non esistono meccanismi per costruire server concorrenti v cosa possiamo fare? q possiamo lavorare anche con IPv6 3 of 21 servizio connection-oriented v ripasso fasi 1. creazione socket 2. binding à gestione indirizzi host + #porta 3. connessione client e server 4. scambio dati (byte stream) 5. chiusura client server v classi utilizzate: package java.net q class Socket (client); ServerSocket ( server) q class InetAddress (indirizzi host); InetSocketAddress 4 of 21 2

3 1. creazione socket lato client diversi altri costruttori disponibili v abbiamo creato una struttura del processo per gestire il punto terminale del canale di comunicazione v adesso dobbiamo indicare a quale indirizzo di rete corrisponde 5 of indirizzo host: class InetAddress v classe senza costruttore; ha metodi per convertire tra i diversi formati degli indirizzi IP (IPv4 o IPv6) q InetAddress InetAddress.getByName(hostName) da nome simbolico a indirizzo numerico q InetAddress[] InetAddress.getAllByName(hostName) tutti gli indirizzi associati a quel nome simbolico q InetAddress InetAddress.getLocalHost() indirizzo dello host locale v restituiscono struttura utile per lavorare con le socket q byte[] InetAddress.getAddress estrae indirizzo IP dalla struttura (ma serve conversione!) q String InetAddress.getHostAddress estrae indirizzo IP dalla struttura q String InetAddress.getHostName estrae nome simbolico host dalla struttura v struttura a partire da indirizzo numerico fornita da q InetAddress InetAddress.getByAddress(addr) 6 of 21 3

4 proviamoci un po convertiamo lo unsigned long (32 bit) in 4 ottetti di interi senza segno 7 of 21 homework 1. modificare codice in modo da estrarre l indirizzo IP dello host locale su cui si lavora 2. proviamo a usare getallbyname per estrarre tutti gli indirizzi IP per il dominio q serve ciclo lungo <nome_struttura>.length v come funziona? interroga il resolver (à Teoria!) 8 of 21 4

5 2. costruzione indirizzo per socket v abbiamo visto che serve indirizzo host + #port v per server: numero porta ben noto q o comunicato ai potenziali client v per client: numero qualsiasi, anche scelto da S.O. v q è iniziatore: al 1 messaggio dà #port a server per risposta class InetSocketAddress con costruttori: q InetSocketAddress(InetAddress addr, int port) q InetSocketAddress(String hostname, int port) q InetSocketAddress(int port) v e con metodi utili: q InetAddress getaddress() q String gethostname() q int getport() 9 of proviamo un po scelta porta in codice ma potrebbe essere già in uso! 10 of 21 5

6 2. binding esplicito v metodo void Socket.bind(SocketAddress bindpoint) q colleghiamo struttura processo a informazioni per S.O. q SocketAddress è superclasse di InetSocketAddress v #port 0 lascia scelta porta libera al S.O. q non va tanto bene per il server v comandi netstat oppure lsof mostrano stato socket q CLOSED : non è connessa ad alcun server dopo associazione 11 of 21 implementazione server e connessione v creazione socket con due costruttori di ServerSocket: q ServerSocket() oppure ServerSocket(int port) q il primo crea socket non connessa à serve bind successiva manipolazione indirizzi come per caso client q nel secondo caso, #port può essere 0 si crea già coda per ospitare richieste connessione pendenti stato socket risulta LISTEN v connessione: il server si mette in attesa di richieste q Socket ServerSocket.accept() bloccante in attesa di clienti crea nuova Socket per comunicare con specifico client ricordate discorso su associazione? 12 of 21 6

7 3. creazione connessione (server) visualizza indirizzo (di trasporto) locale che è stato associato alla socket visualizza indirizzo (di trasporto) del client 13 of creazione connessione (client) CLIENT CHE DIALOGA CON SERVER SU STESSO HOST deve essere la porta stampata come locale dal server stampa porta locale e indirizzo server 14 of 21 7

8 3. creazione connessione v metodo void Socket.connect(SocketAddress peer) q esecuzione three-way handshake (à Teoria) q esegue contestualmente anche bind implicito v indirizzo locale server è che indica any q attenzione che getinetaddress su ServerSocket mostra indirizzo locale; su Socket mostra indirizzo remoto v lo output di lsof mostra 3 socket sul sistema: java pid_srv user IP_srv TCP *:57220 (LISTEN) java pid_srv user IP_srv TCP nome_srv:57220-> nome_cli:57223 (ESTABLISHED) java pid_cli user IP_cli TCP nome_cli:57223-> nome_srv:57220 (ESTABLISHED) 15 of scambio dati v tutti i dati devono essere convertiti in sequenze di caratteri v caratteri: cast a tipo byte (unicode à ASCII) v stringhe: attenzione a carriage return \r e line feed \n q se danno fastidio: String.replace() per sostituire con v numeri: formato dipende da architettura à tre strade q String stringa = + numero q metodo tostring di classe base. Es: Double.toString(num) q per l inverso sui dati ricevuti: metodo parse<type> es. double numero = Double.parseDouble(stringa) v dati strutturati: conversione dei singoli campi q o struttura definita come implementazione di Serializable 16 of 21 8

9 Serializable v Object serialization: is the process of saving an object's state to a sequence of bytes, as well as the process of rebuilding those bytes into a live object at some future time v Viene anche detto (un)marshalling v Attenzione: non salvo la classe ma l oggetto! q Questo significa che il lato ricevente deve avere accesso alla classe (ovvero deve disporre del file.class) v possibile se (super)classe implementa interfaccia Serializable v in generale introduce parecchie complicazioni 17 of scambio dati v terminali canali di comunicazione (unidirezionali) da q InputStream Socket.getInputStream() q OutputStream Socket.getOutputStream() v da essi si può scrivere / leggere con write / read q write passa dati a livello Transport (non a canale!) q read è bloccante finchè non legge dei byte dal canale in tal caso rende #byte effettivamente letti con byte stream, questi non sono necessariamente tutti i byte del messaggio /* à Teoria per struttura segmenti TCP */ serve protocollo di applicazione per sapere quanto o fino a quando leggere se canale chiuso da peer, read si sblocca tornando <0 18 of 21 9

10 4. scambio dati client-server v con l import di tutti i package del caso... v e gestendo opportunamente tutte le eccezioni sollevabili CLIENT conversione SERVER conversione 19 of chiusura v metodo close() non permette ulteriore utilizzo del canale q attenzione nel server: quale socket si vuole chiudere? q attiva con client servito correntemente? q passiva à non accetto altri client v non vuol dire che rilascio tutte le strutture q problema delayed data; dati ancora bufferizzati in kernel S.O. q à Teoria per procedura di chiusura a livello trasporto v per garantire che tutte le socket siano chiuse si può usare close in blocco 20 of 21 10

11 homework v guardare documentazione metodi per alternative q es. i vari costruttori Socket disponibili v implementato servizio Echo à complichiamolo q client può mandare più stringhe che il server riproduce q dopo che il server ha stampato una frase, notifica al client che può mandargli la successiva q se il server riceve carattere 0 dal client, chiude la connessione con lui q dopo che il client ha letto 0 da tastiera e inviato a server, chiude la socket con lui v client può ricever IP e porta server da linea di comando 21 of 21 11