INF01018 Aula Prática 1 Cliente-Servidor e Multicast

Transcrição

1 1 / 30 INF01018 Aula Prática 1 Cliente-Servidor e Multicast Lucas Mello Schnorr, Alexandre Silva Caríssimi {lmschnorr,asc}@inf.ufrgs.br lmschnorr/ad/ INF01018 Sistemas Operacionais Distribuídos e de Redes Sala 102 Prédio Setembro 2006

2 Roteiro 2 / 30 1 Introdução 2 Cliente-Servidor 3 Multicast 4 Referências

3 Introdução Dar suporte às aulas teóricas 04 e 05 Utilização de exemplos com código fonte Duas linguagens de programação: Java e C Programas Cliente/Servidor e Multicast Download de Exemplos lmschnorr/ad/aula1.tar.gz 3 / 30

4 Introdução Parte do Cliente/Servidor 4 / 30 Do lado do servidor Recebe comandos dos clientes Se comando for igual a hora, enviar hora local ao cliente Se comando não for conhecido, envia mensagem ao cliente avisando Do lado do cliente Cria uma datagrama com o comando Envia ao servidor Aguarda uma resposta

5 Introdução Parte do Multicast 5 / 30 Dois programas Programa Receptor Cria um socket multicast Faz bind desse socket a um endereço multicast Aguarda mensagens do socket e imprime na tela Programa Enviador Cria um socket multicast Entra no grupo multicast Envia uma mensagem ao grupo

6 Cliente-Servidor UDP Serviço orientado a Datagramas Sem confirmação de recebimento ou retentativas Do lado do servidor Recebe comandos dos clientes Se comando for igual a hora, enviar hora local ao cliente Se comando não for conhecido, envia mensagem ao cliente avisando Do lado do cliente Cria uma datagrama com o comando Envia ao servidor Aguarda uma resposta 6 / 30

7 UDP usando a linguagem C 7 / 30 Principais funções socket (int domain, int type, int protocol) bind (int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen t len) recvfrom (int s, void *buf, size t len, int flags, struct sockaddr *from, socklen t *fromlen) sendto (int s, const void *buf, size t len, int flags, const struct sockaddr *to, socklen t tolen)

8 Cliente-Servidor UDP em C 1/3 Códigos retirados do arquivo ServidorUDP.c 8 / / c r i a r socket UDP para receber ou enviar datagramas / 31 i f ( ( sock = socket ( PF INET, SOCK DGRAM, IPPROTO UDP) ) < 0 ) { 32 p e r r o r ( sock ( ) falhou ) ; 33 } 35 / c o n s t r u i r a e s t r u t u r a de endereco l o c a l / 36 memset(& echoservaddr, 0, sizeof ( echoservaddr ) ) ; 37 echoservaddr. s i n f a m i l y = AF INET ; 38 echoservaddr. s i n a d d r. s addr = h t o n l (INADDR ANY ) ; 39 echoservaddr. s i n p o r t = htons ( numeroporta ) ; 41 / Bind ao endereco l o c a l / 42 i f ( bind ( sock, ( stru ct sockaddr ) & echoservaddr, 43 sizeof ( echoservaddr )) <0){ 44 p e r r o r ( bind ( ) falhou ) ; 45 }

9 Cliente-Servidor UDP em C 2/3 Códigos retirados do arquivo ServidorUDP.c 9 / while ( 1 ) { 48 / esperar mensagem de alguem / 49 cliaddrlen = sizeof ( echoclntaddr ) ; 50 i f ( ( recvmsgsize = recvfrom ( sock, echobuffer, ECHOMAX, 0, 51 ( stru ct sockaddr ) & echoclntaddr, & cliaddrlen )) <0){ 52 p e r r o r ( recvfrom ( ) falhou ) ; 53 } 54 p r i n t f ( Recebeu c l i e n t e %s\n, 55 i n e t n t o a ( echoclntaddr. s i n a d d r ) ) ; 56 p r i n t f ( ==> [%s] %d\n, echobuffer, cliaddrlen ) ; 68 / enviar a HORA para o c l i e n t e / 69 i n t bytesenviados = sendto ( sock, t i m e s t r i n g, 70 sizeof ( t i m e s t r i n g ), 0, 71 ( stru ct sockaddr )& echoclntaddr, 72 sizeof ( echoclntaddr ) ) ; 73 p r i n t f ( enviando %d\n, bytesenviados ) ;

10 Cliente-Servidor UDP em C 3/3 Códigos retirados do arquivo ClienteUDP.c 36 / c r i a r um socket UDP / 37 i f ( ( sock = socket ( PF INET, SOCK DGRAM, IPPROTO UDP) ) < 0 ) { 38 p e r r o r ( socket ( ) falhou ) ; 39 } 41 / c o n s t r u i r a e s t r u t u r a de endereco do s e r v i d o r / 42 memset(& echoservaddr, 0, sizeof ( echoservaddr ) ) ; 43 echoservaddr. s i n f a m i l y = AF INET ; 44 echoservaddr. s i n a d d r. s addr = i n e t a d d r ( nomeservidor ) ; 45 echoservaddr. s i n p o r t = htons ( numeroporta ) ; 47 / enviar o comando para o s e r v i d o r / 48 sendto ( sock, mensagem, tamanhomensagem+1, 0, 49 ( stru ct sockaddr ) & echoservaddr, 50 sizeof ( echoservaddr ) ) ; 52 / receber uma resposta / 53 fromsize = sizeof ( fromaddr ) ; 54 respstringlen = recvfrom ( sock, echobuffer, ECHOMAX, 0, 55 ( struct sockaddr ) & fromaddr, & fromsize ) ; 10 / 30

11 UDP usando a linguagem Java 11 / 30 Classes utilizadas DatagramSocket new DatagramSocket (int porta) DatagramPacket new DatagramPacket (byte[] b, int length) new DatagramPacket (byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)

12 Cliente-Servidor UDP em Java 1/3 Códigos retirados do arquivo ServidorUDP.java 12 / / I n i c i a l i z a c a o do socket UDP / 19 socket = new DatagramSocket ( 20 new I n t e g e r ( numeroporta ). i n t V a l u e ( ) ) ; 22 / Laco de recebimento de datagramas / 23 while ( t r u e ){ 24 request = n u l l ; 25 r e p l y = n u l l ; 26 buf = new byte [ ] ; / Preparacao do Datagrama de Recepcao / 29 request = new DatagramPacket ( buf, buf. length ) ; 31 / Recepcao bloqueante dos dados / 32 socket. receive ( request ) ; / Recuperacao do comando / 35 comando = new S t r i n g ( request. getdata ( ), 0, 36 request. getlength ( ) ) ;

13 Cliente-Servidor UDP em Java 2/3 Códigos retirados do arquivo ServidorUDP.java 13 / / Cria datagrama com a resposta / 44 r e p l y = new DatagramPacket ( hora. getbytes ( ), 45 hora. getbytes ( ). length, 46 request. getaddress ( ), 47 request. getport ( ) ) ; 56 / Envia resposta pelo socket UDP / 57 socket. send ( r e p l y ) ;

14 Cliente-Servidor UDP em Java 3/3 Códigos retirados do arquivo ClienteUDP.java 14 / / I n i c i a l i z a c a o de sockets UDP com Datagrama / 21 socket = new DatagramSocket ( ) ; 23 / Configuracao a p a r t i r dos parametros / 24 InetAddress host = InetAddress. getbyname ( nomeservidor ) ; 25 serverport = new I n t e g e r ( numeroporta ). i n t V a l u e ( ) ; 26 byte [ ] m = mensagemenviar. getbytes ( ) ; / Criacao do Pacote Datagrama para Envio / 29 request = new DatagramPacket (m, m. length, host, serverport ) ; 31 / Envio propriamente d i t o / 32 socket. send ( request ) ; 34 / Preparacao do Pacote Datagrama para Recepcao / 35 r e p l y = new DatagramPacket ( buf, buf. length ) ; / Recepcao do r e t o r n o / 38 socket. receive ( r e p l y ) ;

15 Cliente-Servidor em TCP 15 / 30 TCP Orientado a conexão (stream) Confiabilidade e Integridade Menos desempenho na comunicação

16 TCP usando a linguagem C 16 / 30 Principais funções socket (int domain, int type, int protocol) bind (int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen t len) listen (int sockfd, int backlog) accept (int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen t *addrlen); send (int s, const void *buf, size t len, int flags); recv (int s, void *buf, size t len, int flags); connect (int sockfd, const struct sockaddr *serv addr, socklen t addrlen);

17 Cliente-Servidor TCP em C 1/4 Códigos retirados do arquivo ServidorTCP.c 17 / / Criacao do socket TCP para receber conexoes / 37 i f ( ( servsock = socket ( PF INET, SOCK STREAM, IPPROTO TCP)) <0){ 38 p e r r o r ( socket ( ) falhou ) ; 39 e x i t ( 1 ) ; 40 } 43 / construcao do endereco de conexao / 44 memset(& echoservaddr, 0, sizeof ( echoservaddr ) ) ; 45 echoservaddr. s i n f a m i l y = AF INET ; 46 echoservaddr. s i n a d d r. s addr = h t o n l (INADDR ANY ) ; 47 echoservaddr. s i n p o r t = htons ( numeroporta ) ; 49 / Bind ao endereco l o c a l / 50 i f ( bind ( servsock, ( stru ct sockaddr ) & echoservaddr, 51 sizeof ( echoservaddr ) ) < 0 ) { 52 p e r r o r ( bind ( ) falhou ) ; 53 e x i t ( 1 ) ; 54 }

18 Cliente-Servidor TCP em C 2/4 Códigos retirados do arquivo ServidorTCP.c 18 / / l i s t e n / 58 i f ( l i s t e n ( servsock, MAXPENDING) < 0){ 59 p e r r o r ( l i s t e n ( ) falhou ) ; 60 e x i t ( 1 ) ; 61 } 64 while ( 1 ) { 65 / esperando conexoes com accept / 66 clntlen = sizeof ( echoclntaddr ) ; 67 i f ( ( clntsock = accept ( servsock, 68 ( stru ct sockaddr ) & echoclntaddr, 69 &clntlen ) ) < 0 ) { 70 p e r r o r ( accept ( ) falhou ) ; 71 e x i t ( 1 ) ; 72 }

19 Cliente-Servidor TCP em C 3/4 Códigos retirados do arquivo ServidorTCP.c 19 / / clntsock esta conectado a um c l i e n t e / 75 p r i n t f ( Tratando c l i e n t e %s\n, 76 i n e t n t o a ( echoclntaddr. s i n a d d r ) ) ; 77 while ( 1 ) { 78 i f ( ( tamanhorecebido = recv ( clntsock, comando, 79 RCVBUFSIZE, 0 ) ) < 0 ) { 80 p e r r o r ( recv ( ) falhou \n ) ; 81 e x i t ( 1 ) ; 82 } 94 / enviando dados ao c l i e n t e / 95 i n t k = send ( clntsock, t i m e s t r i n g, sizeof ( t i m e s t r i n g ), 0 ) ;

20 Cliente-Servidor TCP em C 4/4 Códigos retirados do arquivo ClienteTCP.c 20 / / Criacao do Socket TCP / 35 sock = socket ( PF INET, SOCK STREAM, IPPROTO TCP ) ; 37 / construcao do endereco de conexao / 38 memset(& echoservaddr, 0, sizeof ( echoservaddr ) ) ; 39 echoservaddr. s i n f a m i l y = AF INET ; 40 echoservaddr. s i n a d d r. s addr = i n e t a d d r ( enderecoipservidor ) ; 41 echoservaddr. s i n p o r t = htons ( numeroporta ) ; 43 / Conectando ao s e r v i d o r / 44 i f ( connect ( sock, ( struct sockaddr ) & echoservaddr, 45 sizeof ( echoservaddr ) ) < 0 ) { 46 p e r r o r ( connect ( ) falhou : ) ; 47 e x i t ( 1 ) ; 48 }

21 TCP usando a linguagem Java 21 / 30 Principais Classes ServerSocket (int port) PrintWriter (OutputStream out, boolean autoflush) BufferedReader (Reader in)

22 Cliente-Servidor TCP em Java 1/2 Códigos retirados do arquivo ServidorTCP.java 22 / / I n i c i a l i z a c a o do server socket TCP / 21 serversocket = new ServerSocket ( 22 new I n t e g e r ( numeroporta ). i n t V a l u e ( ) ) ; 24 while ( t r u e ){ 25 / Espera por um c l i e n t e / 26 c l i e n t S o c k e t = serversocket. accept ( ) ; 29 / Preparacao dos f l u x o s de entrada e saida / 30 out = new P r i n t W r i t e r ( c l i e n t S o c k e t. getoutputstream ( ), 31 t r u e ) ; 32 i n = new BufferedReader ( new InputStreamReader ( 33 c l i e n t S o c k e t. getinputstream ( ) ) ) ; 35 / Recuperacao dos comandos / 36 while ( ( comando = i n. readline ( ) )! = n u l l ) { 42 / Escreve na saida a hora / 43 out. p r i n t l n ( hora ) ;

23 Cliente-Servidor TCP em Java 2/2 Códigos retirados do arquivo ClienteTCP.java 17 / I n i c i a l i z a c a o de socket TCP / 18 socket = new Socket ( nomeservidor, 19 new I n t e g e r ( numeroporta ). i n t V a l u e ( ) ) ; 21 / I n i c i a l i z a c a o dos f l u x o s de entrada e saida / 22 i n = new BufferedReader ( new InputStreamReader ( 23 socket. getinputstream ( ) ) ) ; 24 out = new P r i n t W r i t e r ( socket. getoutputstream ( ), t r u e ) ; 30 while ( ( mensagemenviar = inreader. readline ( ) )! = n u l l ){ / Envio da mensagem / 33 out. p r i n t l n ( mensagemenviar ) ; / Recebimento da resposta do s e r v i d o r / 36 S t r i n g resposta = i n. readline ( ) ; 45 out. close ( ) ; 46 i n. close ( ) ; 47 socket. close ( ) ; 23 / 30

24 Multicast Utilizado com suporte da camada Ethernet Quando sem esse suporte, utiliza vários Unicast Conceito de grupo 24 / 30

25 Multicast usando a linguagem C 25 / 30 Principais funções setsockopt (int s, int level, int optname, const void *optval, socklen t optlen);

26 Multicast em C 1/3 Códigos retirados do arquivo MulticastReceiver.c 26 / i f ( ( sock = socket ( PF INET, SOCK DGRAM, IPPROTO UDP) ) < 0 ) { 29 p r i n t f ( socket ( ) falhou \n ) ; 30 } 32 / c o n s t r u i r a e s t r u t u r a de endereco para o bind / 33 memset(& multicastaddr, 0, sizeof ( multicastaddr ) ) ; 34 multicastaddr. s i n f a m i l y = AF INET ; 35 multicastaddr. s i n a d d r. s addr = h t o n l (INADDR ANY ) ; 36 multicastaddr. s i n p o r t = htons ( m u l t i c a s t P o r t ) ; 38 / bind / 39 i f ( bind ( sock, ( stru ct sockaddr ) & multicastaddr, 40 sizeof ( multicastaddr ) ) < 0 ) { 41 p r i n t f ( bind ( ) falhou \n ) ; 42 }

27 Multicast em C 2/3 Códigos retirados do arquivo MulticastReceiver.c 27 / / a c e r t a r opcoes do m u l t i c a s t / 45 multicastrequest. i m r m u l t i a d d r. s addr = 46 i n e t a d d r ( m u l t i c a s t I P ) ; 47 multicastrequest. i m r i n t e r f a c e. s addr = h t o n l (INADDR ANY ) ; 48 i f ( setsockopt ( sock, IPPROTO IP, IP ADD MEMBERSHIP, 49 ( void ) & multicastrequest, 50 sizeof ( multicastrequest ) ) < 0 ) { 51 p r i n t f ( setsockopt ( ) falhou \n ) ; 52 } 54 / Receive a s i n g l e datagram from the server / 55 while ( 1 ) { 56 i f ( ( recvstringlen = recvfrom ( sock, recvstring, 57 MAXRECVSTRING, 0, NULL, 0 ) ) < 0 ) { 58 p r i n t f ( recvfrom ( ) falhou \n ) ; 59 }

28 Multicast em C 3/3 Códigos retirados do arquivo MulticastSender.c 28 / i f ( ( sock = socket ( PF INET, SOCK DGRAM, IPPROTO UDP) ) < 0 ) { 31 p r i n t f ( socket ( ) falhou \n ) ; 32 } 39 memset ( & multicastaddr, 0, sizeof ( multicastaddr ) ) ; 40 multicastaddr. s i n f a m i l y = AF INET ; 41 multicastaddr. s i n a d d r. s addr = i n e t a d d r ( m u l t i c a s t I P ) ; 42 multicastaddr. s i n p o r t = htons ( m u l t i c a s t P o r t ) ; 50 i n t k = sendto ( sock, sendstring, sendstringlen, 0, 51 ( stru ct sockaddr ) & multicastaddr, 52 sizeof ( multicastaddr ) ) ;

29 Multicast usando a linguagem Java 29 / 30 Principais classes MulticastSocket (int port) DatagramPacket (byte[] buf, int length)

30 Multicast em Java 1/3 Códigos retirados do arquivo ServidorMulticast.java 30 / MulticastSocket socket = new MulticastSocket ( porta ) ; 12 InetAddress endereco = InetAddress. getbyname ( args [ 1 ] ) ; 13 socket. joingroup ( endereco ) ; 15 while ( t r u e ) { 16 byte [ ] recvdata = new byte [ ] ; 17 DatagramPacket recvpacket ; 18 recvpacket = new DatagramPacket ( recvdata, 19 recvdata. length ) ; 20 socket. receive ( recvpacket ) ; 23 sentence = new S t r i n g ( recvpacket. getdata ( ) ) ; 24 System. out. p r i n t 25 ( recvpacket. getaddress ( ). t o S t r i n g ( ) + : ) ; 26 System. out. p r i n t l n ( sentence ) ;

31 Multicast em Java 1/3 Códigos retirados do arquivo ClienteMulticast.java 31 / MulticastSocket c l i e n t S o c k e t = new MulticastSocket ( ) ; 14 InetAddress endereco = InetAddress. getbyname ( args [ 1 ] ) ; 15 c l i e n t S o c k e t. joingroup ( endereco ) ; 26 sendpacket = new DatagramPacket ( senddata, 27 senddata. length, endereco, porta ) ; 28 c l i e n t S o c k e t. settimetolive ( t t l ) ; 29 c l i e n t S o c k e t. send ( sendpacket ) ; 34 c l i e n t S o c k e t. leavegroup ( endereco ) ; 35 c l i e n t S o c k e t. close ( ) ;

32 Referências Man pages no Linux para funções C Especificação das classes Java na Internet 32 / 30