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Networking (cenni)
Docente: Gabriele Lombardi
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Sommario
SLIDE
CONTENUTO
Problematiche
Problematiche di comunicazione sulla rete
Strumenti di base
URI, URL, indirizzi e porte
Il client
Usare le socket come client
Il server
Usare le socket nei server
Modelli di server
Server sequenziali e concorrenti
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Problematiche di networking

Comunicazione:
– trasferimento dati su una tratta, instradamento;
– assegnazione di un indirizzo per ogni host (IP):
• indirizzi del tipo 159.149.140.6 (IPv4);
• 4 numeri tra 0 e 255;
• associazione nomi (DNS);
– utilizzo di protocolli well-known (ftp, HTTP, …).

Altre problematiche:
– trasferimento dati “manualmente”:
• utilizzo stream (java.io.*) tramite socket;
– conversione dati host2network e network2host;
– accesso a parametri di basso livello (campi dei pacchetti);
– Authentication, Permissions, Proxy, Cookies, …
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Strumenti di base: URI e URL

URI (Unified Resource Identifier):
– rappresenta l’identificativo univoco di una risorsa;
– è della forma:
[scheme:]scheme-specific-part[#fragment]
• mailto:[email protected]
– in particolare la versione gerarchica è:
[scheme:][//authority][path][?query][#fragment]

• http://java.sun.com/j2se/1.3/
La classe java.net.URI:
– permette parsing e validazione dell’URI;
– permette di ottenerne l’URL associato.

URL (Unified Resource Locator):
– rappresenta la locazione da cui è possibile reperire una risorsa;
– segue lo schema gerarchico di URI;
– permette di accedere ai dati della risorsa tramite stream:
• URL url = new URL(“http://www.google.com”);
• InputStream is = url.openStream();
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Strumenti di base: indirizzi

InetAddress, Inet4Address, Inet6Address:
– indirizzi IP (Interenet Protocol v4 e v6);
– generato tramite factory method:
– InetAddress addr1 = InetAddress.getByName(“159.149.140.6”);
– InetAddress addr2 = InetAddress.getByName(“google.com”);

• si noti che addr2 viene risolto tramite DNS;
porte (interi positivi):
– l’indirizzo IP identifica un host, la porta identifica il
servizio richiesto (processo in ascolto sulla porta);

InetSocketAddress:
– rappresenta un indirizzo di una socket;
– è definito come unione di un IP e una porta:
– InetSocketAddress addr = new InetSocketAddress(
InetAddress.getByName(“google.com”), 80);
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Socket attive (client)

java.net.Socket:
– rappresenta la “cornetta del telefono”, un capo della
comunicazione bidirezionale realizzabile con TCP/IP;
– è identificata da un indirizzo InetSocketAddress;
– stabilisce la connessione con un altro InetSocketAddress;
– consente di aprire due canali di comunicazione:
– Socket soc = new Socket(“www.google.com”, 80);
– InputStream is = soc.getInputStream();
– OutputStream os = soc.getOutputStream();
• a questo punto la comunicazione è stabilita;
• delle eccezioni possono indicarci il fallimento;
– va chiusa al termine della comunicazione:
– soc.close();

• non si può chiudere parzialmente questo tipo di
socket (al più disabilitare input oppure output).
java.net.DatagramSocket, java.net.MulticastSocket:
– strumenti per la comunicazione a datagramma (UDP).
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Socket attive (client)
// Creo la socket di comunicazione col server:
InetAddress indirizzo = InetAddress.getByName(servername);
Socket soc = new Socket(indirizzo, porta);
// Chi siamo?
System.out.println("Io sono: " + soc.getLocalAddress() + "/" + soc.getLocalPort());
System.out.println("Io cerco: " + soc.getInetAddress() + "/" + soc.getPort());
// Ottengo gli stream di comunicazione:
OutputStream os = soc.getOutputStream();
InputStream is = soc.getInputStream();
vedere 05_Networking\ClientFuffo con:
esempio di base client
esempio di base server
// Un po’ di comodità!
Writer writer = new OutputStreamWriter(os);
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
// Comunico la richiesta HTTP:
String richiesta = inizioRichiesta + risorsa + "\n\n";
writer.write(richiesta);
writer.flush();
// Lettura della risposta:
String linea;
while((linea=reader.readLine())!=null) { System.out.println(linea); }
// Fine:
reader.close(); writer.close();
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Socket passive (server)

java.net.ServerSocket:
– rappresentano servizi in ascolto per richieste;
– non vengono usate per comunicare …
• … ma per accettare comunicazioni;
– ServerSocket ssoc = new ServerSocket(numPorta);
– Socket soc = ssoc.accept(); // Attendo l’arrivo di una richiesta!

• a questo punto soc è connessa con il client.
SocketImpl, DatagramSocketImpl:
– implementazioni astratta delle socket;
– consente di sostituire l’implementazione concreta;
– utile se si vuole usare una propria implementazione.

SocketImplFactory, DatagramSocketImplFactory:
– interfacce da implementare se si vuole realizzare una propria
implementazione delle socket TCP e UDP.
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Socket passive (server)
// Creo la socket:
ServerSocket ss = new ServerSocket(porta);
while (true) {
// Per sempre!
// Aspetto che qualcuno si connetta a me:
Socket soc = ss.accept();
System.out.println("Io sono: " + soc.getLocalAddress() + "/" + soc.getLocalPort());
System.out.println("Io cerco: " + soc.getInetAddress() + "/" + soc.getPort());
// Ottengo gli stream di comunicazione:
OutputStream os = soc.getOutputStream();
InputStream is = soc.getInputStream();
vedere 05_Networking\ClientFuffo con:
esempio di base client
esempio di base server
// Un po’ di comodità!
Writer writer = new OutputStreamWriter(os);
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
// Ottengo in ingresso i dati:
System.out.println("Richiesta: " + reader.readLine());
// Mando una risposta:
writer.write("Ciao!\n"); writer.flush();
vedere 04_Concurrency\Chat con:
server concorrente
client che comunica col server
mini-protocollo proprietario
// Chiudo tutto:
reader.close(); writer.close();
}
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Tipologie di server

Lo scopo del server è quello di soddisfare richieste …
– … più richieste possono arrivare assieme.

ServerSocket mantiene una lista di richieste pendenti:
– quindi il precedente programma soddisfa tutte le richieste in
arrivo (entro i limiti) senza perderne nessuna …
– … ma ogni client deve attendere “in fila” prima di poter essere
servito dall’unico processo.

La soluzione consiste nel cambiare modello di server:
– i modelli classici sono:
• server sequenziale (quello mostrato
precedentemente);
• server concorrente (delega il compito di rispondere
a un processo);
• server concorrente con select (ascolto su porte
multiple).
– Soluzione: passare al modello concorrente.
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Esempio di server concorrente
// Faccio sempre la stessa cosa:
while (true) {
try { // Ascolto la socket:
Socket soc = ssoc.accept();
// Gestisco la comunicazione in un thread separato:
esecutore.execute(
new GestoreMessaggioEntrante(soc) {
public void run() {
try {
// Connessione stabilita, ottengo il messaggio:
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(soc.getInputStream());
Messaggio msg = (Messaggio)(ois.readObject());
// Fine comunicazione:
ois.close();
// Gestisco il messaggio:
System.err.println("Ricevuto messaggio da: " + msg.getMittente());
ricevuto(soc.getInetAddress(),msg);
} catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }
}
});
} catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }
}
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vedere 04_Concurrency\Chat con:
server concorrente
client che comunica col server
mini-protocollo proprietario