Programando Clientes TCP

1
Programando Clientes TCP

• Postítulo 2004

2
La Clase InetAddress

• Una dirección IP es la dirección absoluta de un
  computador cualquiera en toda la internet. En la
  versión actual consiste en un valor guardado en
  4bytes. Datos pueden ser mandados de un
  computador a otro en la internet sólo si se tiene
  este número del destinatario.
• No tiene constructores, se crea un nuevo objeto
  InetAddress haciendo
• InetAddress n InetAddress.getLocalHost()
• InetAddress n InetAddress.getByName(nombre)
• Y tiene los siguientes métodos
• String nombre n.getHostName()
• String direccion n.getHostAddress()
• Ver programa ejemplo InetExample.java y Names.java

3
La Clase URL

• URL Uniform Resource Locator
• Se usa para conectar un programa Java con un
  servidor Web y leer (download) los recursos que
  ofrece.

PURL
4
La Clase URL

• Un URL es un UNIFORM RESOURCE LOCATOR. Consiste
  en una dirección de un recurso que un servidor en
  la internet pone a disposición de los usuarios,
  como por ej. http//www.arminco.com
• En un objeto URL existen dos componentes
  principales El descriptor de protocolo (ej.
  http) y el nombre del recurso (ej.
  www.arminco.com). http significa Hyper Text
  Transfer protocol pero hay otros protocolos de
  transferencia de datos en la internet como el
  File Transfer protocol (ftp), Gopher, File o
  News.
• En java es posible abrir una dirección de URL y
  leer el contenido como si fuera un archivo
  cualquiera. Para ello debemos crear un objeto URL
  con el nombre del protocolo y la dirección del
  recurso que queremos recuperar.

5
La Clase URL (2)

• Existen varios constructores de URL
• URL unRUL new URL(http//www.arminco.com/index.
  html)
• unURL new URL(httpwww.arminco.com,index.ht
  ml)
• unURL new URL(http,www.arminco.com,80,index
  .html)
• Al crear una variable URL se puede producir una
  excepción del tipo MalformedURLException. Por
  eso se deben tomar las medidas necesarias (como
  por ej usar un bloque try-catch)
• try URL miURL new URL(....)
• catch(MalFormedURLException e)
• // codigo para atrapar la exception
• Métodos que se pueden aplicar a un objeto de la
  clase URL
• getProtocol(), getHost(), getPort(), getFile(),
  openConnection()

6
La Clase URL (3)

• Si sabemos a priori que el contenido de un URL
  es texto podemos leerlo de la siguiente manera
• import java.net.
• import java,io.
• public class LeerURL
• public static void main(String args)
• try
• URL miURL new URL(http//www.dcc.uchile.cl
  )
• URLConnection c miURL.openConnection()
• BufferedReader in new BufferedReader (
• new InputStreamReader(c.getInputStream()))
• String line
• while ((line in.readLine() ! null)
• System.out.prinln(line)
• c.close()
• catch(MalFormedURLException e)
  System.out.pritnln(e)
• Ejercicio programar esto pero permitir dar el
  http como parámetro

7
El Socket

• Un socket es un extremo de un link de
  comunicación entre dos programas que corren en
  una red. El socket está asociado (amarrado,
  bound) a un número de port de modo que la capa
  TCP pueda identificar exactamente la aplicación a
  la cual están destinados los datos que llegan a
  un computador.
• Normalmente un servidor que corre en un
  computador específico tiene un socket que está
  asociado a un número de port específico. El
  servidor espera, oyendo por el socket a que un
  cliente quiera establecer alguna comunicación.
• Para que un cliente pueda comunicarse con el
  servidor debe saber a qué port está asociado el
  socket por el cual el servidor está aceptando
  llamadas. Para hacer una petición de conexión el
  cliente debe tratar de hacer un rendezvous con
  por el port donde está escuchando el servidor.

8
El Socket (2)

• Si todo sale bien, el servidor acepta la
  conexión. Con la aceptación el servidor recibe un
  nuevo socket asociado a un port nuevo (cuyo
  número no necesariamente conoce). El port
  original (por donde escuchaba) queda libre para
  seguir escuchando otras peticiones.
• Se crea un link de comunicaciones bi-direccional
  entre el servidor y el cliente. En el servidor,
  el extremo está asociado al nuevo port.
• En el cliente, si la conexión fue aceptada por un
  servidor, se crea un socket asociado a un port
  (cuyo nombre no es necesariamente conocido).
• El cliente y el servidor se comunican escribiendo
  datos en o leyendo datos desde el socket.

9
Sockets en el Cliente en Java (1)

• Cuando un programa cliente (llamador) en java
  desea conectarse con un servidor (en cualquier
  lenguaje!) debe saber primero dónde esta
  corriendo (host) y en que port está escuchando.
• El host lo puede dar como dirección (Ej
  192.123.355.211) o como nombre (ej
  achawall.dcc.uchile.cl).
• Sabiendo esto puede intentar un rendezvous con
  el servidor. Esto se hace intentando crear una
  conexión TCP y recogiendo el extremo del circuito
  virtual en un socket
• Socket llamando
• llamando new Socket(host,5555)
• Este queda esperando hasta que se realiza la
  conexión en el servidor y se crea el socket, que
  es el extremo local de la conexión. El otro
  extremo (servidor) NO está asociado al port 5555.
  Ese se usó solamente para oir.

10
Sockets en el Cliente en Java (2)

• Esto puede ocacionar un error si el host no
  existe, no está alcanzable por la red o no hay
  ningún servidor oyendo por ese socket. Para eso
  hay naturalmente un timeout.
• Conviene por esto siempre ejecutarlo en un bloque
  try con el catch capturando la excepción
  UnknownHostException.

11
Sockets en el Cliente en Java (3)

• Si todo sale bien con la conexión, podemos abrir
  un canal de lectura y/u otro de escritura para
  poder recibir y/o enviar datos.
• PrintWriter out
• new PrintWriter(llamando.getOutputStream(),
  true)
• BufferedReader In new BufferedReader(
• new InputStreamReader(llamando.getInputStream(
  )))
• getInputStream y getOutputStream abren flujos de
  datos orientados a la lectura y escritura de
  bytes por la línea. Printwriter y BufferedReader
  son filtros que permiten leer y escribir
  strings.
• out.print(hola) out.println(como estas)
• String linea in.readLine()
• El servidor debe enviar una marca de fin de línea
  (ascii) !!!!
• Veamos un cliente que se conecta al servidor echo
  de una máquina Unix. Modifíquelo para que se
  conecte a otros.

12

Un cliente para el servidor de date
El servidor de date espera que alguien se conecte
con un rendezvous al port 13 (1) y luego responde
enviando la fecha de sus sistema (2). Luego corta
la comunicación (unilateralmente) (3).
2
3
Client
Date server
1
13
DateClient
13

Un cliente para el servidor echo
El servidor de echo espera que alguien haga un
rendezvous en el port 7 (1). Luego lee líneas de
texto desde el cliente y responde enviando lo
mismo que recibió. Esto lo sigue haciendo hasta
que el cliente se desconecta.
2
3
Client
Echo server
1
7
EchoClient
14

Un cliente finger
El servidor finger espera un request y luego
manda una serie de líneas y corta la comunicación

Finger -l ltusernamegt_at_host
3
Client
Finger server
1
7
Finger
15

Un cliente pop para mail
El protocolo está descrito en rfc 1939
(descripcion de protocolos de internet) Verlo en
http//www.ietf.org/rfc.html
cliente_pop lthostgt ltusernamegt ltpasswordgt\
3
Client
mail pop server
1
7
Cliente_pop
16
Programas Cliente en Java

• Cómo habría que modificarlo para que se conecte
  con el servidor www (80) y muestre el archivo
  pedido?
• Cómo habría que modificarlo para que se conecte
  con el servidor finger (79) y muestre la consulta
  pedida?
• Cómo habría que modificarlo para que se conecte
  con el servidor ftp ( ???) y realice el diálogo?
• Cómo se vería un cliente genérico que sirva de
  marco para todo esto?

17
Un cliente genérico para java

• import java.io.
• import java.net.
• public class Cliente
• public static void main(String args)
  throws IOException
• Socket echoSocket null
  PrintWriter out null BufferedReader in
  null
• if (args.length ! 2)
• System.out.println(Use
  java GClient lthostgt ltportgt )
• int nport Integer.parseInt(args1)
  
• try
• echoSocket new
  Socket(args0, nport)
• out new PrintWriter(echoSocket
  .getOutputStream(), true)
• in new BufferedReader(new
• InputStreamReader(echoSocket.getInputStream())
  )
• catch (UnknownHostException
  e)
• System.err.println("Don't
  know about host " args0)
• System.exit(1)
• catch (IOException e)

18
Constructores para sockets

• Socket(String host, int port) el port debe estar
  en el rango 1-65,535
• Socket(Inet Address host, int port)lo mismo pero
  con un objeto InetAddress como parámetro
• Socket(String host, int port, String localHost,
  int localport) Cada comunicación TCP consiste de
  un host y un port local y un host y un port
  remoto. Este constructor permite definir todos
  ellos. Especificar un host local sólo tiene
  sentido cuando el computador es multihomed (más
  de una dirección). Null default address.
  Algunas veces es necesario definir el port local
  de un cliente por los firewalls. 0 el sistema
  asigna uno dentro de los disponibles. Los números
  0 a 1024 no deben usarse ya que los usan
  servicios bien conocidos como echo, telnet
  finger, ftp.

19
Más métodos socket en Java

• InetAddress getInetAddress() retorna la dirección
  IP del host remoto al cual el socket está
  conectado
• int getPort() retorna el número de port al que se
  conectó el socket en el otro computador
• InetAddress getLocalAddress() retorna la
  dirección IP del computador local
• int getLocalPort() retorna el número de port
  local, este normalmente no va explicitado en el
  programa cliente .
• void setSoTimeout(int timeout)pone un timeout
  para la operación de lectura (read) efectuada en
  este socket. 0 no timeout, lo cual puede
  bloquear la operación en forma indefinida
  (default). Si la operación de lectura no es
  completada en ese tiempo se lanza una
  InterruptedIOException
• int getSoTimeout() retorna el timeout del socket

20
Más métodos socket en Java

• void setTcpNoDelay(boolean on) Habilita/deshabilit
  a el uso del algoritmo de Nagels que hace más
  eficiente la operación de escritura retardando el
  envío de peqyueñas cantidades de información
  hasta que hay suficiente. CUIDADO, esto puede
  introducir demoras inaceptables para ciertas
  aplicaciones.
• boolean getTcpNoDelay() retorna verdadero o falso
  dependiendo si el algoritmo de Nagel está
  funcionando o no
• void setSoLinger(boolean on, int val) permite
  definir el time-out del linger del socket.
  Linger es el tiempo que la comunicación del
  socket permanece abierta una vez que el
  programa la ha cerrado recibiendo paquetes de
  confirmación que aún no habían llegado y evitar
  que otra aplicación use el port durante ese
  tiempo.
• int getSoLinger () returns the current linger
  setting or 1 if not set.
• void setSendBufferSize(int size)
• int getSendBufferSize()
• void setReceiveBufferSize(int size)
• int getReceiveBufferSize()

Sockets.java
21
Exceptions originadas por Socket

• La mayoría de los constructores de sockets lanzan
  una exception, la cual debe ser atrapada en un
  bloque try-catch. La mayoría de las exceptions
  son subclases de la clase IOException
• BindException el port local que se pidió usar no
  pudo ser usado. Tipicamente esto sucede cuando el
  port ya está en uso.
• ConnectException la conexín fue rechazada porque
  no había ningún programa servidor escuchando en
  el host remoto.
• NoRouteToHostException el host remoto no pudo
  ser alcanzado ya sea por que la comunicación
  falla o porque está detrás de una firewall
• UnknownHostException la dirección dada no es
  válida (falla en el DNS Lookup)