Programmation Réseaux Illustration : Les Sockets en Java Anne-Marie Déry À travailler seuls Concepts généraux Mise en œuvre Java.

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1 Programmation Réseaux Illustration : Les Sockets en Java Anne-Marie Déry À travailler seuls Concepts généraux Mise en œuvre Java

2 Enseignement Réseau à lESSI Programmation Réseaux Sockets Java et C Couches Réseaux : protocoles TCP – UDP Introduction aux applications réparties Programmation par Composants Expériences Industrielles Administration et sécurité des réseaux Réseaux sans fil Applications Temps Réel

3 Questions préliminaires Différences entre les protocoles de transport TCP et UDP ? Utilisation des adresses Internet ? Utilisation des ports ? Programmation sockets : avantages et inconvénients

4 Architecture client serveur Mode de communication quun hôte établit avec un autre hôte qui fournit un service quelconque application opération Client Serveur send request send reply « protocole dapplication » marshalling

5 Comment cela fonctionne au niveau du réseau –Identification de la machine qui abrite le serveur par le client –Identification du serveur sur la machine –Canal de communication entre le serveur et le client –Construction de la trame réseau –Echange du protocole dapplication

6 Besoins dune application Client-Serveur Similitudes avec un appel téléphonique via un standard 1. Trouver ladresse du serveur : trouver le no de téléphone de lentreprise 2. Demander un service spécifique : sadresser à un service ou une personne précise de lentreprise (no de poste) 3. Faire la requête 4. Obtenir une réponse Adresse dun serveur ? Identification dun service ?

7 Un peu de vocabulaire Client : entité qui fait l appel Sockets : moyen de communication entre ordinateurs Adresses IP : adresse dun ordinateur Serveur : entité qui prend en charge la requête Serveur de noms (DNS, LDAP) : correspondances entre noms logiques et adresses IP (Annuaire) Port : canal dédié à un service Protocole : langage utilisé par 2 ordinateurs pour communiquer entre eux

8 Adresse Internet et Port Adresse internet attribuée à chaque nœud du réseau série d octets dont la valeur dépend du type de réseau associée à un nom logique (Domain Name Server) Chaque hôte possède environ 65535 ports Port canal dédié à un service spécifique 80 pour le service http 25 pour le service SMTP TCP implique une file dattente par connexion UDP implique une file dattente unique pour le port

9 Exemples d adresses Internet ypcat hosts sous linux 157.169.9.15 oscar.essi.fr oscar 157.169.20.5 accueil.essi.fr accueil 157.169.20.4 compta.essi.fr compta 157.169.25.201 www-local.essi.fr www-local 157.169.10.222 pcprofs.essi.fr pcprofs 157.169.4.50 ada.essi.fr ada 157.169.10.120 macserver.essi.fr macserver 157.169.10.240 demo.essi.fr demo 157.169.1.20 bibli.essi.fr bibli 157.169.25.110 sfe-srv.essi.fr sfe-srv sfe 157.169.1.153 bde.essi.fr bde 157.169.3.204 niv1a.essi.fr niv1a 157.169.1.155 dessi.essi.fr dessi 157.169.10.2 jessica.essi.fr jessica print2

10 Exemples d adresses 157.169.25.200 news-srv.essi.fr news-srv www.essi.fr www-srv.essi.fr news 134.59.132.21 dolphin.unice.fr 157.169.10.1 essi2.essi.fr loghost essi2 Essi : 157.169 I3S: 134.59 serveurs : 25 Administration : 1 …….

11 Ports réservés TCP Serveur FTP : 21 Serveur Telnet : 23 Serveur SMTP : 25 UDP Agent SNMP : 161 Logger SNMP : 162 …. Serveur multi processusApplications transactionnelles 1 à 1024 services fondamentaux (administrateurs) (sous unix cf. le fichier /etc/services, ypcat services) 1025 à 5000 disponibles pour les utilisateurs

12 Programmation Socket Deux types de transports via les socket API: –Datagramme (non reliable) –Orienté flux doctets (reliable) Une porte à travers laquelle lapplication peut à la fois envoyer et recevoir des messages dune autre application socket Comment construire des applications client/server qui communiquent via les sockets

13 Sockets Outil de communication pour échanger des données entre un client et un serveur Canaux de communication (descripteur dentrée sortie dans lesquels on écrit et sur lesquels on lit) Gestion similaire des entrées sorties standard (écran, clavier) et des fichiers

14 Un socket : une entrée sortie dédiée au réseau Gestion similaire des entrées sorties standard (écran, clavier) et des fichiers En sortie (ex. System.out) : java.io.PrintStream (ou PrintWriter) utilise un flot dirigé vers une sortie java.io.OutputStream En entrée (ex. System.in) : java.io.InputStream (ou BufferedReader) ATTENTION aux classes deprecated (DataInputStream et DataOutputStream)

15 Plus précisément un socket Plusieurs types de sockets : pour la communication par flot de données - fortement connectée - synchrone - type client-serveur pour communication réseau par message - en mode datagramme - en mode déconnecté pour communication réseau par diffusion

16 Contexte : modèle OSI Couche Transport pour transporter les données en mode connecté : Transmission Control Protocol en mode déconnecté : User Datagram Protocol Mode connecté vs mode non connecté rester en ligne pour demander plusieurs services ou rappeler lentreprise pour chaque nouvelle requête Couche communication pour connecter 2 machines distantes : Internet Protocol

17 Exemples dapplications Un serveur dEcho Un exemple : le service SMTP Gestion simultanément de plusieurs clients ( ligne non occupée) Demande de citations : une communication à base de messages Diffusion de citations : Communication Multicast (réunion téléphonique)

18 Sockets en Java ? BSD sockets UNIX au dessus de TCP ou UDP En Java toutes les classes relatives aux sockets sont dans le package java.net Une infrastructure puissante et flexible pour la programmation réseau

19 Le Package net Des Exceptions Des entrées Sorties Des Sockets …... Plusieurs hiérarchies de classes

20 Des types de Sockets ServerSocket DatagramSocket MulticastSocket Socket Object

21 Des exceptions Exception IOException SocketExceptionProtocolException UnknownHostExceptionUnknownServiceException BindException ConnectException

22 Des Entrées Sorties Object InputStream FileInputStream ObjectInputStream OutputStream FileOutputStream ObjectOutputStream FilterInputStream DataInputStream FilterOutputStream DataOutputStream

23 Autres Classes Object InetAdress DatagramPacketSocketImpl PlainSocketImpl

24 Java.net.InetAddress : nommage La classe InetAddress 2 constructeurs : un par défaut qui crée une adresse vide (cf la méthode accept sur Socket) un qui prend le nom de la machine hôte et ladresse IP de la machine. Des accesseurs en lecture : pour récupérer ladresse IP dune machine (getByName, getAllByName), des informations sur la machine hôte (getLocalHost, getLocalAddress, getLocaName) Des comparateurs : égalité (equals) et type dadresse (isMulticastAddress) …..

25 Les sockets « pour RMI » Communication Client Serveur traditionnelle Fortement connectée

26 Flot de requêtes du client vers le serveur application opération Client Serveur Ouvrir connexion req1 req2 req3 reqn Fermer la connexion TCP fournit un transfert fiable, conservant lordre de transfert des octets (pipe) entre le client et le serveur Point de vue application

27 Programmation socket avec TCP Le Client doit contacter le serveur Le processus serveur doit être en train de sexécuter Le serveur doit avoir créé un socket qui devient le point dentrée des clients Le Client contacte le serveur en Créant un socket TCP client- localement Spécifiant ladresse et le no de port number du processus serveur Lorsque le client crée le socket: le client TCP établit une connexion avec le serveur TCP Lorsque le client le contacte le serveur TCP crée une nouvelle socket pour que le processus serveur communique avec le client –Permet de parler avec plusieurs clients

28 Scénario dun serveur pour un client Attente de données sur le flux dentrée Réception et Analyse des données en entrée Calcul Construction de la réponse Ecriture sur le flux de sortie Fermer le socket de communication Créer le socket de communication avec le client

29 Scénario dun client Préparer la requête lenvoyer sur le flux de sortie Attendre des données sur le flux d entrée les lire et les traiter Fermer le socket Créer le socket de connexion avec le serveur Attendre que la connexion soit établie Récupérer la socket de communication

30 Interaction Client/server : socket TCP Serveur (sexécutant sur lhôte) Client wait for incoming connection request connectionSocket = welcomeSocket.accept() create socket, port= x, for incoming request: welcomeSocket = ServerSocket() create socket, connect to hostid, port= x clientSocket = Socket() close connectionSocket read reply from clientSocket close clientSocket send request using clientSocket read request from connectionSocket write reply to connectionSocket TCP connection setup

31 TCP et Sockets 2 classes : Socket et ServerSocket (java.net package) pour les canaux de communication 2 classes pour le flot de données XInputStream et XOutputStream

32 Transfert de données Connexion + « Marshalling »

33 Accepter les connexions Dans un serveur ? Créer un objet socket pour écouter les demandes de connexion sur le numéro de port associé au service Créer un objet socket pour accepter une connexion d un client cet objet servira pour tous les transferts d information de ce client vers le serveur

34 Dans un serveur ? Accepter les connexions ServerSocket myService; try { myService = new ServerSocket(PortNumber); } catch (IOException e) {System.err.println(e);} Création dun objet socket pour écouter et accepter les connexions des clients Socket clientSocket = null; try {clientSocket = myService.accept();} catch (IOException e) {System.err.println(e); }

35 Demander à se Connecter = ouvrir un socket Dans un client identifier la machine à laquelle on veut se connecter et le numéro de port sur lequel tourne le serveur implique de créer un socket pour cette communication

36 Se connecter Comment ouvrir un socket ? Dans un client Socket myClient; try { myClient = new Socket("Machine name", PortNumber); } catch (IOException e) { System.out.println(e); } Machine name : machine à laquelle on veut se connecter PortNumber port sur lequel tourne le serveur (> 1023)

37 Comment recevoir de l information ? Côté serveur : on doit lire la requête du client Côté client : on doit recevoir une réponse du serveur 1 Créer un flux d entrée pour le socket et lire l information sur le flux 2 Reconstituer les données émises ( entiers, doubles, caractères, objets) à partir des lignes de texte reçues

38 Côté Serveur pour recevoir les données dun client DataInputStream input; try { input = new DataInputStream(clientSocket.getInputStream()); } catch (IOException e) {System.out.println(e);}

39 Créer un Input Stream? Côté client : pour recevoir une réponse du serveur try {input = new DataInputStream(myClient.getInputStream());} catch (IOException e) {System.out.println(e);} DataInputStream : lire des lignes de texte, des entiers, des doubles,des caractères... ( read, readChar, readInt, readDouble, and readLine,. )

40 Comment envoyer une information ? Côté serveur : pour envoyer une réponse au client Côté client : pour envoyer une requête au serveur 1 Créer un flux de sortie pour le socket pour écrire linformation 2 Constituer le contenu des données à émettre (transformer entiers, doubles, caractères, objets en lignes de texte)

41 Côté Serveur Pour envoyer des informations au client PrintStream output; try { output = new PrintStream(clientSocket.getOutputStream()); } catch (IOException e) {System.out.println(e);} DataOutputStream : écrire des types de données primitifs; (writeBytes…) output= new DataOutputStream(clientSocket.getOutputStream());

42 Comment créer un Output Stream? Côté client : pour envoyer une information au serveur (PrintStream ou DataOutputStream) PrintStream output; try {output = new PrintStream(myClient.getOutputStream();} catch (IOException e) {System.err.println(e);} PrintStream pour afficher des valeurs des types de base (write et println) …..

43 Comment se déconnecter ? Fermer correctement les flux dentrée sortie et les sockets en cause. Côté client Côté serveur

44 Comment fermer un socket ? Fermer les output et input stream avant le socket. Côté client output.close(); input.close(); myClient.close(); Côté serveur output.close(); input.close(); clientSocket.close(); myService.close();

45 Sockets (Communication Client serveur) Le serveur connecte le client sur un nouveau no de port et reste en attente sur le port original Client et serveur communiquent en écrivant et lisant sur un socket Le serveur est à lécoute des requêtes sur un port particulier Un client doit connaître lhôte et le port sur lequel le serveur écoute. Le client peut tenter une connexion au serveur

46 Serveur Echo Un serveur similaire à echo ( port 7). Reçoit un texte du client et le renvoie identique Le serveur gère un seul client.

47 Déclarations import java.io.*; import java.net.*; public class echo3 { public static void main(String args[]) { ServerSocket echoServer = null; String line; DataInputStream is; PrintStream os; Socket clientSocket = null; try { echoServer = new ServerSocket(9999);} catch (IOException e) {System.out.println(e); }

48 try { clientSocket = echoServer.accept(); is = new DataInputStream(clientSocket.getInputStream()); os = new PrintStream(clientSocket.getOutputStream()); while (true) { line = is.readLine(); os.println(line); } catch (IOException e) { System.out.println(e);} } }

49 Comment écrire un client ? Toujours 4 étapes Ouvrir un socket. Ouvrir un input et un output stream sur le socket. Lire et écrire sur le socket en fonction du protocole du serveur. Effacer Fermer Seule létape 3 change selon le serveur visé

50 Client SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), import java.io.*; import java.net.*; public class smtpClient { public static void main(String[] args) { Socket smtpSocket = null; // le socket client DataOutputStream os = null; // output stream DataInputStream is = null; // input stream try { smtpSocket = new Socket("hostname", 25); os = new DataOutputStream(smtpSocket.getOutputStream()); is = new DataInputStream(smtpSocket.getInputStream()); } catch (UnknownHostException e) { System.err.println("Don't know about host: hostname"); } catch (IOException e) { System.err.println("Couldn't get I/O for the connection to: hostname"); }

51 Le protocole SMTP, RFC1822/3 if (smtpSocket != null && os != null && is != null) { try{os.writeBytes("HELO\n"); os.writeBytes("MAIL From: \n"); os.writeBytes("RCPT To: \n"); os.writeBytes("DATA\n"); os.writeBytes("From: pinna@essi.fr \n"); os.writeBytes("Subject: Qui est là ?\n"); os.writeBytes("Vous suivez toujours ?\n"); // message os.writeBytes("\n.\n"); os.writeBytes("QUIT");

52 SMTP // attente de "Ok" du serveur SMTP, String responseLine; while ((responseLine = is.readLine()) != null) { System.out.println("Server: " + responseLine); if (responseLine.indexOf("Ok") != -1) {break;}} os.close(); is.close(); smtpSocket.close(); } catch (UnknownHostException e) { System.err.println("Trying to connect to unknown host: " + e); } catch (IOException){ System.err.println("IOException: " + e);} } } }.

53 TCP et Sockets La classe ServerSocket des constructeurs : par défaut, no de port associé, + taille de la liste de clients en attente + adresse... des accesseurs en lecture : no de port sur lequel le socket écoute, adresse à laquelle il est connecté (getPort, getInetAddress, …) des méthodes : accept pour accepter une communication avec un client, close...

54 TCP et Sockets La classe Socket : une batterie de constructeurs : par défaut, no de port + adresse / nom de machine et service distante, + no de port + adresse locale, créent un socket en mode Stream ou DataGramme des accesseurs en lecture : no de port et adresse à laquelle il est connecté, no de port et adresse à laquelle il est lié, input et output Stream associés (getPort, getInetAddress, getLocalPort, getLocalAddress, getInputStream, getOutputStream…) des méthodes : close...

55 Applications distribuées et parallèlisme La communication ne doit pas rester bloquée pour un client

56 Programmation socket avec TCP Le Client doit contacter le serveur Le processus serveur doit être en train de sexécuter Le serveur doit avoir créé un socket qui devient le point dentrée des clients Le Client contacte le serveur en Créant un socket TCP client- localement Spécifiant laddresse et le no de port number du processus serveur Lorsque le client crée le socket: le client TCP établit une connexion avec le serveur TCP Lorsque le client le contacte le serveur TCP crée une nouvelle socket pour que le processus serveur communique avec le client –Permet de parler avec plusieurs clients

57 Interaction Client/server : socket TCP Serveur (sexécutant sur lhôte) Client wait for incoming connection request connectionSocket = welcomeSocket.accept() create socket, port= x, for incoming request: welcomeSocket = ServerSocket() create socket, connect to hostid, port= x clientSocket = Socket() close connectionSocket read reply from clientSocket close clientSocket send request using clientSocket read request from connectionSocket write reply to connectionSocket TCP connection setup

58 Plusieurs Clients Utiliser des threads pour accepter plusieurs clients simultanément. Le serveur gère un thread par client

59 Plusieurs clients application Clientn Serveur Ouvrir connexion application Client1 application Client2 S1 S2 Sn

60 Quelques mots sur les Threads Un thread permet lexécution dun programme. Une application peut avoir de multiples threads qui s exécutent concurremment (Chaque thread a une priorité). Chaque thread a un nom. Plusieurs threads peuvent avoir le même. Le nom est généré si non spécifié. Il y a 2 façons de créer un nouveau thread dexécution. déclarer une sous classe de Thread et surcharger la méthode run. Une instance de la sous classe peut alors être allouée et démarrer. déclarer une classe qui implémente Runnable et donc la méthode run. Une instance de la classe peut être allouée, passée comme argument à la création dun thread et démarrée.

61 Un thread qui calcule des primes class PrimeThread extends Thread { long minPrime; PrimeThread(long minPrime) { this.minPrime = minPrime; } public void run() { // compute primes larger than minPrime... } PrimeThread p = new PrimeThread(143); p.start();

62 while (true) { accept a connection ; create a thread to deal with the client ; end while Scénario du Serveur Multithreadé

63 public class MultiServerThread extends Thread { private Socket socket = null; public MultiServerThread(Socket socket) { super("MultiServerThread"); this.socket = socket; } public void run() { try { PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true); BufferedReader in = new BufferedReader( new InputStreamReader( socket.getInputStream())); …… } out.close(); in.close(); socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }

64 public class MultiServer { public static void main(String[] args) throws IOException { ServerSocket serverSocket = null; boolean listening = true; try { serverSocket = new ServerSocket(4444); } catch (IOException e) { System.err.println("Could not listen on port: 4444."); System.exit(-1); } while (listening) new MultiServerThread(serverSocket.accept()).start(); serverSocket.close(); } }

65 Ce que RMI ne sait pas vraiment faire ? Communication asynchrone par messages Communication par diffusion

66 Communication par message : Envoi de datagrammes application opération Client Serveur req1 rep1 reqn repn

67 Programmation Socket avec UDP UDP: pas de connexion entre le client et le serveur Pas de lien privilégié entre le client et le serveur Lemetteur attache ladresse IP et le port pour le retour. Le serveur doit extraire ladresse IP et le port de lexpéditeur à partir du datagramme reçu application viewpoint UDP fournit un transfert non fiable de groupes doctets (datagrammes) entre un client et le serveur UDP: les données transmises peuvent être reçues dans le désordre ou perdues

68 Client/server socket interaction: UDP close clientSocket Serveur read reply from clientSocket create socket, clientSocket = DatagramSocket() Create, address ( hostid, port=x, send datagram request using clientSocket create socket, port= x, for incoming request: serverSocket = DatagramSocket() read request from serverSocket write reply to serverSocket specifying client host address, port umber Client

69 Scénario dun serveur Création d un paquet d entrée Attente de données en entrée Réception et Analyse des données en entrée Calcul Création dun paquet de sortie Préparation et Envoi de la réponse Fermer le socket d entrée Créer le socket d entrée

70 Scénario dun client Créer un paquet de sortie Préparer et Envoyer une requête Créer un paquet dentrée Attendre des données en entrée les recevoir et les traiter Fermer le socket d entrée Créer le socket d entrée

71 Datagrammes UDP et Sockets 2 classes : DatagramPacket et DatagramSocket Datagramme = un message indépendant envoyé sur le réseau arrivée, temps darrivée et contenu non garantis packages dimplémentation de communication via UDP de datagrammes

72 Exemple Un serveur de citation qui écoute un socket type datagram et envoie une citation si le client le demande Un client qui fait simplement des requêtes au serveur ATTENTION Plusieurs firewalls et routeurs sont configurés pour interdire le passage de paquets UDP

73 Une Application Client Serveur Le serveur reçoit en continu des paquets mode datagramme sur un socket un paquet reçu = une demande de citation dun client le serveur envoie en réponse un paquet qui contient une ligne "quote of the moment" Lapplication cliente envoie simplement un paquet datagramme au serveur indiquant quil souhaite recevoir une citation et attend en réponse un paquet du serveur.

74 La classe QuoteServer socket = new DatagramSocket(4445); Création dun DatagramSocket sur le port 4445 qui permet au serveur de communiquer avec tous ces clients try { in = new BufferedReader(new FileReader("one-liners.txt")); } catch (FileNotFoundException e) System.err.println("Couldn't open quote file. " + "Serving time instead."); } Le constructeur ouvre aussi un BufferedReader sur un fichier qui contient une liste de citations ( une citation par ligne)

75 suite contient une boucle qui tant quil y a des citations dans le fichier attend larrivée d un DatagramPacket correspondant à une requête client sur un DatagramSocket. Byte[] buf = new byte[256]; DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length); socket.receive(packet); En réponse une citation est mise dans un DatagramPacket et envoyée sur le DatagramSocket au client demandeur. String dString = null; if (in == null) dString = new Date().toString(); else dString = getNextQuote(); buf = dString.getBytes(); InetAddress address = packet.getAddress(); int port = packet.getPort(); packet = new DatagramPacket(buf, buf.length, address, port); socket.send(packet);

76 Suite Adresse Internet + numéro de port (issus du DatagramPacket ) = identification du client pour que le serveur puisse lui répondre Larrivée du DatagramPacket implique une requête ->contenu du buffer inutile Le constructeur utilisé pour le DatagramPacket : un tableau doctets contenant le message et la taille du tableau + Ladresse Internet et un no de port. Lorsque le serveur a lu toutes les citations on ferme le socket de communication. socket.close();

77 La classe QuoteClient envoie une requête au QuoteServer, attend la réponse et affiche la réponse à lécran. Variables utilisées : int port; InetAddress address; DatagramSocket socket = null; DatagramPacket packet; byte[] sendBuf = new byte[256]; Le client a besoin pour s exécuter du nom de la machine sur laquelle tourne le serveur if (args.length != 1) { System.out.println("Usage: java QuoteClient "); return; }

78 La partie principale du main Création d un DatagramSocket DatagramSocket socket = new DatagramSocket(); Le constructeur lie le Socket à un port local libre Le programme envoie une requête au serveur byte[] buf = new byte[256]; InetAddress address = InetAddress.getByName(args[0]); DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length, address, 4445); socket.send(packet); Ensuite le client récupère une réponse et laffiche

79 Classe DatagramSocket Des constructeurs : par défaut, + no port + Adresse Inet Des accesseurs en lecture : adresse à laquelle le socket est lié, est connecté, le no port auquel il est lié, connecté, taille du buffer reçu ou envoyé (getInetAddress, getLocalAddress, getPort, getLocalPort, getReceivedBufferSize, getSendBufferSize…) Des méthodes : pour se connecter à une adresse, pour se déconnecter, pour envoyer un paquet datagramme, pour un recevoir un paquet datagramme (connect, disconnect, send, receive)

80 Classe DatagramPacket Des constructeurs : buffer + longueur de buffer + adresse destination + port… Des accesseurs en lecture : adresse à laquelle le paquet est envoyé, le no port à laquelle le paquet est envoyé, la donnée transmise (getAddress, getPort, getData, getLength…)

81 Petite comparaison UDP TCP

82 Services fournis par les protocoles de transport Internet Service TCP : connection-oriented: setup required between client, server reliable transport between sending and receiving process flow control: sender wont overwhelm receiver congestion control: throttle sender when network overloaded does not providing: timing, minimum bandwidth guarantees Service UDP : unreliable data transfer between sending and receiving process does not provide: connection setup, reliability, flow control, congestion control, timing, or bandwidth guarantee

83 Exigence de transport des applications communes Time Sensitive no yes, 100s msec yes, few secs yes, 100s msec yes and no Application file transfer e-mail Web documents real-time audio/video stored audio/video interactive games financial apps Data loss no loss loss-tolerant no loss Bandwidth elastic audio: 5Kb-1Mb video:10Kb-5Mb same as above few Kbps up elastic

84 Protocoles Internet des applications et protocoles de transport associés Application e-mail remote terminal access Web file transfer streaming multimedia remote file server Internet telephony Application layer protocol smtp [RFC 821] telnet [RFC 854] http [RFC 2068] ftp [RFC 959] proprietary (e.g. RealNetworks) NSF proprietary (e.g., Vocaltec) Underlying transport protocol TCP TCP or UDP typically UDP

85 Communication par diffusion : Multicast Clientn Serveur Client1 Client2 Gr

86 Ouvrir un socket = demander à se Connecter Les clients demandent seulement à joindre un groupe

87 Exemple de multicast Un serveur de citation qui envoie une citation toutes les minutes à tous les clients qui écoutent (multicast)

88 Créer un paquet de sortie Préparer et Envoyer une donnée Scénario dun serveur Fermer le socket dentrée Créer le socket dentrée

89 Scénario dun client Création dun paquet dentrée Attente de données en entrée Réception et traitement des données en entrée Fermer le socket d entrée Créer le socket dentrée

90 Classe MulticastServer Des constructeurs : par défaut, port à utiliser Des accesseurs en lecture : adresse du groupe (getInterface…) Des méthodes : pour envoyer un paquet datagramme, pour joindre ou quitter un groupe (send, joinGroup, leaveGroup)

91 Multicast: MulticastSocket Type de socket utilisé côté client pour écouter des paquets que le serveur « broadcast » à plusieurs clients.. Une extension du QuoteServer : broadcast à intervalle régulier à tous ses clients

92 Cœur du serveur while (moreQuotes) { try { byte[] buf new byte[256]; // don't wait for request...just send a quote String dString = null; if (in == null) dString = new Date().toString(); else dString = getNextQuote(); buf = dString.getBytes(); InetAddress group = InetAddress.getByName("230.0.0.1"); DatagramPacket packet; packet = new DatagramPacket(buf, buf.length, group, 4446); socket.send(packet); try {sleep((long)Math.random() * FIVE_SECONDS); } catch (InterruptedException e) { } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); moreQuotes = false;} } socket.close();}

93 Différences principales Le DatagramPacket est construit à partir de de « ladresse de plusieurs clients » L adresse et le no de port sont câblés no de port 4446 (tout client doit avoir un MulticastSocket lié à ce no). Ladresse InetAddress "230.0.0.1" correspond à un identificateur de groupe et non à une adresse Internet de la machine dun client Le DatagramPacket est destiné à tous les clients qui écoutent le port 4446 et qui sont membres du groupe "230.0.0.1".

94 Un nouveau Client Pour écouter le port 4446, le programme du client doit créer son MulticastSocket avec ce no. Pour être membre du groupe "230.0.0.1" le client adresse la méthode joinGroup du MulticastSocket avec ladresse didentification du groupe. Le serveur utilise un DatagramSocket pour faire du broadcast à partir de données du client sur un MulticastSocket. Il aurait pu utiliser aussi un MulticastSocket. Le socket utilisé par le serveur pour envoyer le DatagramPacket nest pas important. Ce qui est important pour le broadcast est dadresser linformation contenue dans le DatagramPacket, et le socket utilisé par le client pour lécouter.

95 MulticastSocket socket = new MulticastSocket(4446); InetAddress group = InetAddress.getByName("230.0.0.1"); socket.joinGroup(group); DatagramPacket packet; for (int i = 0; i < 5; i++) { byte[] buf = new byte[256]; packet = new DatagramPacket(buf, buf.length); socket.receive(packet); String received = new String(packet.getData()); System.out.println("Quote of the Moment: " + received); } socket.leaveGroup(group); socket.close();

96 Synthèse ClientServeur TCPaSocketaServerSocket connectéwriteread readwrite UDPaDatagramSocketaDatagramSocket non connecté sendreceive receivesend MulticastaMulticastSocketaDatagramSocket/ aMulticastSocket receivesend I/O Stream aDatagramPacket

97 Définir un nouveau type de socket Pourquoi ? Préparer les données avant de les envoyer Préparer les données reçues Exemple Java RMI Sockets spécialisées (marshalling et unmarshalling) Images : Compression et Décompression Comment ? En spécialisant les classes de base

98 Comment Définir un nouveau type de Sockets La classe CompressionSocket et ses classes relatives 4 étapes 1. Etendre java.io.FilterOutputStream pour créer un output stream pour ce type de Socket. Surcharge de méthodes si nécessaire. 2. Etendre java.io.FilterInputStream 3. Etendre java.net.Socket. Implémenter les constructeurs appropriés et surcharger getInputStream, getOutputStream et close. 4. Etendre java.net.ServerSocket Implémenter le constructeur et surcharger accept pour créer un socket du bon type.

99 Un nouveau Package : java.nio The central abstractions of the NIO APIs are: Buffers, which are containers for data; Charsets and their associated decoders and encoders, which translate between bytes and Unicode characters; Channels of various types, which represent connections to entities capable of performing I/O operations; and Selectors and selection keys, which together with selectable channels define a multiplexed, non blocking I/O facility.

100 Le package Channel Multiplexed, non-blocking I/ODescription SelectableChannel A channel that can be multiplexed DatagramChannel A channel for a java.net.DatagramSocket Pipe.sinkChannel The write end of a pipe Pipe.sourceChannel The read end of a pipe ServerSocketChannel A channel for a java.net.ServerSocket SocketChannel A channel for a java.net.Socket Selector A multiplexor of selectable channels SelectionKey A token representing the registration of a channel with a selector Pipe Two channels that form a unidirectional pipe

101 Les nouvelles sockets This package defines selectable-channel classes corresponding to the DatagramSocket, ServerSocket, and Socket classes defined in the java.net package. Minor changes to these classes have been made in order to support sockets that are associated with channels. This package also defines a simple class that implements unidirectional pipes. In all cases, a new selectable channel is created by invoking the static open method of the corresponding class. If a channel needs an associated socket then a socket will be created as a side effect of this operation.

102 Conclusion Une large bibliothèque pour traiter les sockets et différents types de communication entre Clients et Serveurs dans Java Une extension naturelle par abstraction à lappel de méthodes à distance - Java RMI et une normalisation Corba avec lintégration dun ORB et maintenant les EJB : Entreprise Java Beans et JINI …..

103 De RMI aux Sockets Les stubs en RMI gèrent la communication Réseaux Le transfert de données sur le réseau oui mais COMMENT ? Et pourquoi RMI nest pas toujours satisfaisant ???

104 Stubs et encodage des paramètres