Презентация Основы создания сетевых приложений онлайн

Содержание слайда: Основы создания сетевых приложений

Содержание слайда: План лекции Протоколы транспортного уровня Сокеты Использование сокетов на Java Класс URL и его использование

Содержание слайда: Модель OSI Уровень приложений (layer 7, data) Уровень представления (layer 6, data) Сеансовый уровень (layer 5, data) Транспортный уровень (layer 4, segment) Сетевой уровень (layer 3, packet) Уровень соединения (layer 2, frame) Физический уровень (layer 1, bit)

Содержание слайда: Инкапсуляция пакета

Содержание слайда: Передача сообщения по сети Сообщение состоит из заголовка и данных Для каждого следующего уровня сообщение предыдущего уровня представляется как единое целое На физическом уровне сообщение содержит информацию всех семи уровней, кодируется и передается получателю

Содержание слайда: Transmission Control Protocol TCP – основанный на соединениях протокол, обеспечивающий надежную передачу данных между двумя компьютерами, с сохранением порядка следования данных Используется в: HTTP, FTP, Telnet и др.

Содержание слайда: User Datagram Protocol UDP – не основанный на соединениях протокол, реализующий пересылку независимых пакетов данных, называемых дейтаграммами, от одного компьютера к другому без гарантии их доставки

Содержание слайда: Основные характеристики TCP и UDP

Содержание слайда: Модель «Клиент-сервер» Порядок работы Каждая из сторон виртуального соединения называется «сокет» (socket) Приложение-сервер инициализируется при запуске и далее бездействует, ожидая поступления запроса от клиента Процесс-клиент посылает запрос на установление соединения с сервером, требуя выполнить для него определенную функцию Виды приложений-серверов Сервер последовательной обработки запросов Сервер параллельной обработки запросов

Содержание слайда: Понятие порта Компьютер (обычно) имеет только одно физическое соединение с сетью Соединение описывается, например, IP-адресом (32 бита на нынешний момент) Как различать информацию для различных приложений?

Содержание слайда: Понятие порта Сокет привязывается к порту Порт описывается 16-битным числом Порты 0-1023 зарезервированы

Содержание слайда: Интерфейс сокетов В 80-ых годах американское правительственное агентство по поддержке исследовательских проектов (ARPA), финансировало реализацию протоколов TCP/IP для UNIX в Калифорнийском университете в г. Беркли Разработан интерфейс прикладного программирования для сетевых приложений TCP/IP (TCP/IP API) TCP/IP sockets или Berkeley sockets

Содержание слайда: Связь с файловой системой Интерфейс сокетов – через системные вызовы UNIX Системные вызовы ввода-вывода UNIX выглядят как последовательный цикл: открыть считать/записать закрыть Нет различий между файлами и внешними устройствами

Содержание слайда: Проблемы сетевого ввода/вывода Модель клиент-сервер не соответствует системе ввода-вывода UNIX Не умеют устанавливать соединения Используется фиксированный адрес файла Соединение с файлом доступно на протяжении всего цикла запись-считывание Для не ориентированных на соединение протоколов фиксированный адрес – проблема: при передаче дейтаграммы адрес есть, а соединения нет

Содержание слайда: Абстракция сокета Сетевое соединение – это процесс передачи данных по сети между двумя компьютерами или процессами Сокет – конечный пункт передачи данных Для программ сокет – одно из окончаний сетевого соединения Для установления соединения каждая из сетевых программ должна иметь свой собственный сокет

Содержание слайда: Абстракция сокета Связь между двумя сокетами может быть ориентированной на соединение Связь между двумя сокетами может быть не ориентированной на соединение Сокет связан с номером порта

Содержание слайда: Абстракция сокета

Содержание слайда: А что же на Java? Сокеты инкапсулированы в экземпляры специальных классов Все низкоуровневое взаимодействие скрыто от пользователя Существует семейство классов, обеспечивающих настройку сокетов и работу с ними

Содержание слайда: Пакет java.net Адресация Установление TCP-соединения Передача/прием дейтаграмм через UDP Обнаружение/идентификация сетевых ресурсов Безопасность: авторизация / права доступа

Содержание слайда: Адресация IP-адресация Адрес сокета

Содержание слайда: Методы класса InetAddress public static InetAddress getLocalHost(); создает объект класса для текущего локального узла public static InetAddress getByName(String host); создает объект адреса по имени удаленного узла сети public static InetAddress[] getAllByName(String h); возвращает массив адресов, связанных с узлом сети public byte[] getAddress(); возвращает массив из четырех байт IP-адреса объекта public String getHostName(); определение имени узла данного объекта адреса

Содержание слайда: Общая схема соединения

Содержание слайда: Класс Socket Реализует клиентский сокет и его функции Конструкторы Socket() Socket(InetAddress address, int port) Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, int localPort) Socket(String host, int port) Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort) Методы void close() InetAddress getLocalAddress() InputStream getInputStream() OutputStream getOutputStream() static void setSocketImplFactory(SocketImplFactory fac) И прочие…

Содержание слайда: Порядок работы с клиентским сокетом Открытие сокета Открытие потока ввода и/или потока вывода для сокета Чтение и запись в потоки согласно установленному протоколу общения с сервером Закрытие потоков ввода-вывода Закрытие сокета

Содержание слайда: Пример клиента

Содержание слайда: Пример клиента

Содержание слайда: Класс ServerSocket Реализует серверный сокет и его функции Конструкторы ServerSocket() ServerSocket(int port) ServerSocket(int port, int backlog) Методы void close() Socket accept() void bind(SocketAddress endpoint) И прочие…

Содержание слайда: Создание серверного сокета

Содержание слайда: Сервер параллельной обработки запросов Стадия 1 Установление соединения клиент-сервер Стадия 2 Сервер параллельной обработки передает управление дочернему процессу Стадия 3 Если во время обработки запроса поступает запрос от другого клиента, сервер параллельной обработки передает управление новому дочернему процессу

Содержание слайда: Дейтаграммы Дейтаграмма – независимое, самодостаточное сообщение, посылаемое по сети, чья доставка, время (порядок) доставки и содержимое не гарантируются Могут использоваться как для адресной, так и для широковещательной рассылки

Содержание слайда: Класс DatagramPacket Экземпляры класса являются прототипами дейтаграмм-сообщений Конструкторы DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length, InetAddress address, int port) И прочие… Методы byte[] getData() int getLength() int getOffset() SocketAddress getSocketAddress() void setSocketAddress(SocketAddress address) void setData(byte[] buf, int offset, int length) И прочие…

Содержание слайда: Класс DatagramSocket Экземпляры являются не ориентированными на соединение сокетами Конструкторы DatagramSocket() DatagramSocket(int port, InetAddress laddr) И другие… Методы void bind(SocketAddress addr) void close() void connect(InetAddress address, int port) void send(DatagramPacket p) void receive(DatagramPacket p) И другие…

Содержание слайда: Передача дейтаграмм

Содержание слайда: Uniform Resource Locator URL – адрес ресурса в Интернет Имя протокола Протокол, используемый для связи Имя хоста Имя компьютера, на котором расположен ресурс Имя файла Путь к файлу на компьютере Номер порта Номер порта для соединения (необязателен) Ссылка Ссылка на обработчик работы с протоколом (необязательна) Может быть абсолютным и относительным

Содержание слайда: Прямое чтение из URL

Содержание слайда: Чтение из URL-соединения

Содержание слайда: Запись в URL-соединение

Содержание слайда: Запись в URL-соединение

Содержание слайда: Спасибо за внимание!

Содержание слайда: Дополнительные источники Арнолд, К. Язык программирования Java [Текст] / Кен Арнолд, Джеймс Гослинг, Дэвид Холмс. – М. : Издательский дом «Вильямс», 2001. – 624 с. Вязовик, Н.А. Программирование на Java. Курс лекций [Текст] / Н.А. Вязовик. – М. : Интернет-университет информационных технологий, 2003. – 592 с. Хорстманн, К. Java 2. Библиотека профессионала. Том 2. Тонкости программирования [Текст] / Кей Хорстманн, Гари Корнелл. – М. : Издательский дом «Вильямс», 2010 г. – 992 с. Эккель, Б. Философия Java [Текст] / Брюс Эккель. – СПб. : Питер, 2011. – 640 с. JavaSE at a Glance [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/overview/index.html, дата доступа: 21.10.2011. JavaSE APIs & Documentation [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/documentation/api-jsp-136079.html, дата доступа: 21.10.2011.