Schemat dla UDP. = możliwe zablokowanie aplikacji KLIENT SERWER. s=socket(...) bind(s,...) recvfrom(s,...) sendto(s,...) recvfrom(s,...

Transkrypt

1 Schemat dla UDP = możliwe zablokowanie aplikacji KLIENT s=socket(...) [bind(s,...)] sendto(s,...) recvfrom(s,...) sendto(s,...) close(s) SERWER s=socket(...) bind(s,...) recvfrom(s,...) sendto(s,...) recvfrom(s,...) close(s) Programowanie sieciowe - wykład 2 1

2 Schemat dla TCP KLIENT s=socket(...) [bind(s,...)] connect(s,...) send(s,...) recv(s,...) send(s,...) close(s) SERWER s=socket(...) bind(s,...) listen(s,...) s2=accept(s) recv(s2,...) send(s2,...) recv(s2,...) close(s2) Programowanie sieciowe - wykład 2 2

3 Funkcja select Problem: Funkcje send, recv, sendto, recvfrom i accept są blokujące. Nie jest możliwa implementacja programu, który nasłuchuje jednocześnie na TCP i UDP i nie jest wielowątkowy. Rozwiązanie: Funkcja select. Programowanie sieciowe - wykład 2 3

4 Funkcja select c.d. #include <sys/select.h> lub #include <unistd.h> #include <sys/time.h> int select( int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout) Programowanie sieciowe - wykład 2 4

5 Funkcja select c.d. FD_CLR(int fd, fd_set *set) Usu ń deskryptor fd ze zbioru set. FD_ISSET(int fd, fd_set *set) Czy fd znajduje si ę w zbiorze set? FD_SET(int fd, fd_set *set) Dodaj fd do zbioru set. FD_ZERO(fd_set *set) Wyczyść cały zbiór set. Programowanie sieciowe - wykład 2 5

6 Funkcja select c.d. struct timeval { long tv_sec; /* sekundy */ long tv_usec; /* mikrosekundy */ } Programowanie sieciowe - wykład 2 6

7 Funkcja select c.d. Funkcja select zwraca liczbę deskryptorów, na których zaszły zdarzenia. Dany zbiór deskryptorów może być ignorowany (podajemy NULL). Podanie NULL jako czasu oczekiwania powoduje natychmiastowy powrót. Podanie zerowego czasu oczekiwania oznacza czekanie do skutku. Programowanie sieciowe - wykład 2 7

8 Funkcja select c.d. Zwracana wartość to liczba deskryptorów, na których wystąpiło zdarzenie. 0 oznacza przeterminowanie (minął czas a nic się nie wydarzyło), a -1 to błąd (np. nieprawidłowe deskryptory w zbiorach). Dzięki select możliwy jest nasłuch na wielu gniazdach jednocześnie. Programowanie sieciowe - wykład 2 8

9 Funkcja select - przykład [...] int dtcp, dudp, maxd, ret; struct timeval tv; fd_set zbior; dtcp = socket(af_inet, SOCK_STREAM, 0); dudp = socket(af_inet, SOCK_DGRAM, 0); [ bind, listen na dtcp ale NIE accept] Programowanie sieciowe - wykład 2 9

10 Funkcja select c.d. maxd = (dtcp > dudp? dtcp : dudp); tv.tv_sec = tv.tv_usec = 0; FD_ZERO(&zbior); FD_SET(dtcp, &zbior); FD_SET(dudp, &zbior); ret = select( maxd, &zbior, NULL, NULL, &tv ); Programowanie sieciowe - wykład 2 10

11 Funkcja select c.d. if (ret > 0) { if (FD_ISSET(dtcp, &zbior)) { [accept, send, recv,...] } if (FD_ISSET(dudp, &zbior)) { [recvfrom, sendto,...] } } Programowanie sieciowe - wykład 2 11

12 Biblioteka WinSock Implementacja w wsock32.dll. Konieczna inicjalizacja i zwolnienie zasobów. #include <winsock2.h> WSAStartup(WORD wersja, WSADATA *info) info.imaxsockets maksymalna liczba gniazd info.imaxudpdg maksymalna długość datagramu WSACleanup() Programowanie sieciowe - wykład 2 12

13 Winsock - kompilacja Należy linkować z wsock32: Kompilatory GNU (np. MinGW): gcc -o wykonywalny zrodlo.c -lwsock32 Kompilator Borland C++: bcc32 zrodlo.c wsock32.lib Kompilator Visual C++: cl /Fewykonywalny zrodlo.c wsock32.lib Programowanie sieciowe - wykład 2 13

14 Winsock Typ deskryptora gniazda: SOCKET Tworzenie gniazda: socket Kojarzenie z portem: bind Nasłuch TCP: listen Akceptowanie połączenia TCP: accept Nawiązanie połączenia TCP: connect Wysyłanie / odbieranie danych: send, recv Komunikacja UDP: sendto, recvfrom Zamknięcie gniazda: closesocket Programowanie sieciowe - wykład 2 14

15 Winsock BSD / Unix: Deskryptory gniazd sieciowych są traktowane tak samo jak inne deskryptory w systemie (możliwe wysyłanie i odbieranie danych za pomocą read i write, zamknięcie gniazda przez close itd.). Winsock: Deskryptory gniazd sieciowych i deskryptory plików zachowują się różnie (dlatego np. nie można zamykać gniazd za pomocą close). Programowanie sieciowe - wykład 2 15

16 Winsock Dwa zestawy funkcji: zgodne z gniazdami BSD (socket, connect, listen, inet_addr, htonl,...) - zgodność prawie w 100% (wyjątki: typ SOCKET, funkcja closesocket, wartości zwracane przez niektóre funkcje) specyficzne dla API Win32 (nazwy zaczynają się od WSA, np. WSAStartup, WSAAsyncSelect) Programowanie sieciowe - wykład 2 16

17 Win32 - okna HWND Programowanie sieciowe - wykład 2 17

18 Obsługa komunikatów PĘTLA KOMUNIKATÓW Okno switch (umsg) { case WM_INITDIALOG: return TRUE; while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) { TranslateMessage(&msg); DispatchMessage(&msg); } case WM_COMMAND: switch (wparam) { OBSŁUGA KOMUNIKATÓW OKNA case IDOK: case IDCANCEL: EndDialog(hDlg, TRUE); return TRUE; } } return FALSE; Programowanie sieciowe - wykład 2 18

19 Komunikat (UINT typ, WPARAM par1, LPARAM par2) typ: liczba całkowita (rodzaj komunikatu) par1: liczba całkowita 16-bitowa par2: liczba całkowita 32-bitowa (zwykle adres bufora) Programowanie sieciowe - wykład 2 19

20 Rodzaje komunikatów Komunikaty systemu dla okien, np. WM_PAINT, WM_CLOSE, WM_MOUSEDOWN, WM_COMMAND... Komunikaty użytkownika: WM_USER, WM_USER+1, WM_USER+2,... Komunikaty interakcji komponentów, np. (dla komponentu typu lista) LB_GETTEXT, LB_GETCURSEL, LB_ADDSTRING... Programowanie sieciowe - wykład 2 20

21 Źródła komunikatów Skąd komunikaty biorą się w kolejce komunikatów okna? Wstawiane przez system (np. WM_KEYDOWN, WM_MOUSEDOWN) Wysyłane przez aplikację za pomocą SendMessage (np. LB_ADDSTRING, WM_SETFONT) Programowanie sieciowe - wykład 2 21

22 Pętla komunikatów dopóki są komunikaty w kolejce m := pierwszy komunikat z kolejki w := okno, w którym wystąpił komunikat wynik := false dopóki wynik=false i w jest oknem wynik := funkcja obsługi komunikatów w oknie w dla komunikatu m jeśli wynik = false to w := właściciel(w) Programowanie sieciowe - wykład 2 22

23 Funkcje blokujące w Win32 Jeśli aplikacja okienkowa Win32 uruchomi funkcję blokującą (np. recv, recvfrom), to pętla komunikatów nie jest obsługiwana do momentu zakończenia zablokowanej funkcji. Skutek: program nie reaguje ani na zdarzenia użytkownika (kliknięcia, wciskanie klawiszy), ani na zdarzenia systemu (odświeżanie zawartości, zamknięcie). Dla użytkownika program wygląda jakby się zawiesił. Programowanie sieciowe - wykład 2 23

24 Funkcja WSAAsyncSelect WSAAsyncSelect(gniazdo, okno, komunikat, zdarzenie) SOCKET gniazdo gniazdo, które będzie monitorowane HWND okno okno, które otrzyma komunikat gdy wystąpi zdarzenie UINT komunikat rodzaj wysyłanego komunikatu (zwykle WM_USER+x) long zdarzenie rodzaj zdarzenia (FD_ACCEPT, FD_CONNECT, FD_READ, FD_WRITE, FD_CLOSE) Programowanie sieciowe - wykład 2 24

25 Funkcja WSAAsyncSelect WSAAsyncSelect(s, hwnd, POLACZENIE, FD_ACCEPT) Skutek: W momencie, gdy na gnieździe s wystąpi zdarzenie FD_ACCEPT (czyli gdy pojawi się przychodzące połączenie sieciowe), do okna o uchwycie hwnd zostanie wysłany komunikat POLACZENIE. Komunikat ten powinien zostać obsłużony w pętli komunikatów okna hwnd. Reakcją na POLACZENIE może być np. wykonanie accept, wysłanie / odebranie danych i zamknięcie sesji TCP. Programowanie sieciowe - wykład 2 25

26 WSAAsyncSelect OKNO Pętla komunikatów 5 1 socket bind listen 2 WSAAsyncSelect 4 WM_POLACZENIE gniazdo accept recv/send close 6 3 connect Programowanie sieciowe - wykład 2 26

27 Funkcja WSAAsyncSelect Korzyść: WSAAsyncSelect jest funkcją nieblokującą (wraca natychmiast). Pozwala na monitorowanie stanu gniazda i jednoczesne przetwarzanie kolejki komunikatów. Dzięki temu aplikacja oczekująca na połączenie sieciowe poprawnie reaguje na wszystkie komunikaty. Programowanie sieciowe - wykład 2 27

28 Gniazda w Javie Pakiet java.net: klasy gniazd TCP i UDP, adresy internetowe, datagramy. Pakiet java.io: strumienie wejściowe i wyjściowe. Programowanie sieciowe - wykład 2 28

29 Najważniejsze klasy java.net.inetaddress java.net.socket java.net.serversocket java.net.datagramsocket java.net.datagrampacket java.io.inputstream java.io.outputstream java.io.datainputstream java.io.dataoutputstream Programowanie sieciowe - wykład 2 29

30 java.net.inetaddress Nie posiada konstruktora. Metody statyczne: InetAddress getbyname(string nazwa/adres) InetAddress getlocalhost() Inne metody: String gethostname() byte[] getaddress() Programowanie sieciowe - wykład 2 30

31 java.net.socket Reprezentuje gniazdo TCP strony klienta. Konstruktor (jeden z wielu): Socket(InetAddress adres, int port) Tworzy gniazdo i wykonuje połączenie (connect) na podany adres i numer portu. Programowanie sieciowe - wykład 2 31

32 java.net.socket java.io.inputstream getinputstream() java.io.outputstream getoutputstream() Metody pobierają strumienie: wejściowy i wyjściowy skojarzone z gniazdem. Zwykle na InputStream i OutputStream budujemy wygodniejsze strumienie (np. DataInputStream i DataOutputStream lub ObjectInputStream i ObjectOutputStream). Programowanie sieciowe - wykład 2 32

33 java.net.socket Schemat: InetAddress adres = InetAddress.getByName(''atos.wmid.amu.edu.pl''); Socket s = new Socket(adres, port); DataOutputStream dos = new DataOutputStream(s.getOutputStream()); DataInputStream dis = new DataInputStream(s.getInputStream()); dos.writeutf(''tekst''); double d = dis.readdouble(); dis.close(); dos.close(); s.close(); Programowanie sieciowe - wykład 2 33

34 java.net.serversocket Konstruktor (jeden z wielu): ServerSocket(int port) Tworzy gniazdo TCP nasłuchujące na porcie o numerze port. Programowanie sieciowe - wykład 2 34

35 java.net.serversocket Schemat: ServerSocket ss = new ServerSocket(4500); while (warunek stopu) { Socket s = ss.accept(); [ strumienie na s, operacje wejścia/wyjścia, jak dla gniazda klienta ] s.close(); } ss.close(); Programowanie sieciowe - wykład 2 35

36 java.net.datagramsocket Konstruktory: DatagramSocket(int port) Tworzy gniazdo UDP skojarzone z lokalnym portem o numerze port. DatagramSocket() Tworzy gniazdo UDP skojarzone z lokalnym portem o numerze nadanym przez system operacyjny. Programowanie sieciowe - wykład 2 36

37 java.net.datagramsocket send(datagrampacket datagram) receive(datagrampacket datagram) Wysyła / odbiera datagram. W obu przypadkach parametr musi być wcześniej utworzonym datagramem (patrz dalej). Programowanie sieciowe - wykład 2 37

38 java.net.datagrampacket Konstruktory: DatagramPacket(byte[] bufor, int długość) Tworzy obiekt, który może być użyty w DatagramSocket.receive(...). DatagramPacket(byte[] bufor, int długość, InetAddress adres docelowy, int port docelowy) Tworzy obiekt, który może być użyty w DatagramSocket.send(...) Programowanie sieciowe - wykład 2 38

39 java.net.datagrampacket Inne metody: byte[] getdata() - pobierz dane z datagramu void setdata(byte[] dane) ustaw dane void setaddress(inetaddress adr) ustaw adres docelowy void setport(int port) ustaw port docelowy SocketAddress getsocketaddress() - pobierz adres nadawcy datagramu int SocketAddress.getPort() InetAddress SocketAddress.getAddress() Programowanie sieciowe - wykład 2 39

40 java.io.inputstream int read() - czytaj jeden bajt int read(byte[] bufor) czytaj co najwyżej bufor.length bajtów close() - zamknij strumień Programowanie sieciowe - wykład 2 40

41 java.io.outputstream write(int b) zapisz jeden bajt do strumienia write(byte[] bufor) zapisz zawartość bufora do strumienia close() - zamknij strumień Programowanie sieciowe - wykład 2 41

42 java.io.datainputstream DataInputStream(InputStream in) boolean readboolean() byte readbyte() char readchar() double readdouble() int readint() String readutf() void close() Programowanie sieciowe - wykład 2 42

43 java.io.dataoutputstream DataOutputStream(OutputStream out) void writeboolean(boolean v) void writebyte(int v) void writechar(int v) void writedouble(double v) void writeint(int v) void writeutf(string v) void close() Programowanie sieciowe - wykład 2 43

44 Wyjątki Praktycznie wszystkie operacje na gniazdach i strumieniach mogą potencjalnie wyrzucić wyjątek w przypadku błędu. Wyjątki takie należy przechwytywać i obsługiwać w aplikacji. W niektórych przypadkach program nie da się nawet skompilować z powodu nieprzechwyconych wyjątków. Programowanie sieciowe - wykład 2 44

45 Przechwytywanie wyjątków try { [ operacje na gniazdach / strumieniach ] } catch (Exception e) { [ obsługa wyjątku e ] } Programowanie sieciowe - wykład 2 45