Bao cao do an ltm hoan chinh

MỤC LỤC

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Giới thiệu đề tài

Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa”.

Xây d ng ch ng trình “Đi u khi n t xa” v i mô hình Client-Serverự ươ ề ể ừ ớ

Chương trình Client : cho phép server truy cập tới và thực hiên các chức năng điều

khiển.

Chương trình Server:

Gởi thông điệp đến máy client.

Truyền và nhận file với máy client.

Chụp màn hình với máy client.

Theo dõi màn hình với máy client.

2. Phương pháp triển khai

Dùng phương pháp lập trình mạng TCP Socket threaded Server để tạo kết nối Client-

Serve, tạo và biểu diễn các luồng I/O.

Server sẽ truy cập tới máy tính client và thực hiên việc điều khiển.

Trang | 2

SVTH: Nguyễn Thị Mỹ Linh –Hồ Thị Ngọc Ánh

Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” theo mô hình Client-Server

Chương 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Giới thiệu mô hình ứng dụng Client-Server

1.1. Kiến trúc Client-Server

Tổng Quan

Trang | 3

GVHD: Phạm Minh Tuấn


Kiến trúc Client-Server được sử dụng trong các hệ thống phân tán và bao gồm hai

thành phần riêng biệt: Server đóng vai trò phục vụ cung cấp chức năng và Client

đóng vai trò người tiêu thụ sử dụng các chức năng đó. Thông thường hai thành phần

này kết nối với nhau qua mạng, với Client là bên chủ động tạo kết nối và gửi yêu

cầu đến Server, trong khi Server thụ động lắng nghe và hồi đắp các yêu cầu đó.

Mô hình Client-Server đơn giản nhất gồm một Server phục vụ cho một hoặc nhiều

Client đồng thời, còn gọi là kiến trúc hai lớp (2-Tier). Một ví dụ phổ biến nhất cho

các ứng dung Client-Server là các chương trình chat và email đá quá thông dụng

hiện nay.

Hình 1. Mô hình Client-Server.

1.1. 2. Các ưu điểm của kiến trúc Client-Server

Quản lý tập trung: dữ liệu được lưu trữ tập trung trên Server thay vì nằm rải rác

trênnhiều máy, giúp đơn giản hóa việc truy xuất và cập nhật dữ liệu.

Trang | 4



Dễ bảo trì: nhờ khả năng quản lý tập trung mà công việc bảo trì cũng trở nên nhẹ nhàng

hơn vì phần lớn việc bảo trì chỉ cần thực hiện trên Server. Trong trường hợp hệ

thống có nhiều Server với thiết bị dự phòng, quá trình bảo trì (như sửa chữa, thay

thế Server) có thể diễn ra hoàn toàn trong suốt với phía Client.

Bảo mật dữ liệu tập trung trên Server đồng nghĩa với việc kiểm soát dễ dàng hơn.

Hình 2 . Mô hình hệ thống Email theo cấu trúc Client-Server.

1.2. Ứng dụng theo mô hình Client-Server

1.2. 3. Cách hoạt động

Các tiến trình Clients và Servers có thể chạy cùng một trạm (host) hoặc các trạm khác

nhau và là các đối tượng logic tách biệt và liên lạc với nhau qua mạng để cùng thực

hiện một công việc. Trong đó:

Server: quản lý nguồn tài nguyên, nhận request từ Clients để cung cấp và phân phối tài

nguyên cho Clients.

Trang | 5



Client: là chương trình giao tiếp với người sử dụng, có nhiệm vụ gửi request cho Server

và thể hiện việc tiếp nhận tài nguyên đó.

Client:

Khởi tạo liên lạc với Server trước.

Yêu cầu dịch vụ nào đó từ Server.

Server:

Chấp nhận yêu cầu và tạo kết nối với Client.

Tính toán rồi cung cấp dịch vụ theo yêu cầu từ Client

Hình 3. Cách hoạt động của mô hình Client-Server.

1.2. 3. Đặc trưng của mô hình ứng dụng Client-Server

Hoạt động theo kiểu giao thức bất đối xứng

Thể hiện quan hệ một chiều giữa các Client và một Server.

Client bắt đầu phiên hội thoại bằng cách yêu cầu dịch vụ

Server sẵn sang chờ các yêu cầu từ Client.

Trang | 6



Hình 4. Giao thức hoạt động bất đối xứng của các tiến trình Client-Server.

Chia sẻ tài nguyên:

Một Server có thể chia sẻ tài nguyên cho nhiều Client cùng một lúc.

Server cũng có khả năng điều phối truy nhập các Client đến các tài nguyên dùn chung.

Lập trình với giao thức TCP, Multi-threading

2.1. Tổng quan

Trong mô hình ứng dụng Client-Server, thông thường, các chương trình chạy trên máy

Client sẽ gửi requests tới một chương trình (thường được gọi là chương trình

Server) đang chạy trên máy Server. Các gói request này bao gồm các dịch vụ mạng

được cung cấp bởi tầng lớp giao vận (transport layer), là một phần của kiến trúc

phân tầng mạng, thường được gọi là TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet

Protocol). Tầng giao vận bao gồm hai loại giao thức là TCP và UDP(User Datagram

Protocol)

Trang | 7



Hình 5. Tầng vận chuyển Transport với TCP/IP.

TCP là một giao thức truyền hướng đối tượng được thực hiện bởi một luồng dữ liệu tin

cậy giữa hai máy tính khi có thiết lập kết nối. Ví dụ những ứng dụng được sử dụng

những dịch vụ như HTTP, FTP và Telnet.

2. 2. IP, Cổng Port và Socket

Mọi máy tính trong môi trường Internet đều được xác định bởi địa chỉ IP 4-byte mà

được viết dạng chấm như 128.250.25.158, trong đó mỗi byte là một giá trị không

dấu từ 0 đến 255. Nhưng cách đặt tên cho địa chỉ như vậy thì không thân thiện bởi

vì nó chẳng nói lên được bất cứ điều gì về nội dung và thật khó để nhớ những dãy

byte đó. Do đó, địa chỉ IP được xác định bởi những cái tên như www.google.com.vn

để cho dễ nhớ.

Trang | 8


http://www.google.com.vn/


Hình 6. Ánh xạ tên miền

Thông thường, mỗi máy tính chỉ có một địa chỉ IP. Tuy nhiên, các máy tính thường cần

kết nối và cung cấp hơn một loại kiểu dịch vụ hoặc để thông báo cho nhiều

máychủ/máy tính cùng thời điểm. Ví dụ, trong một máy tính đang làm việc, có thể

có nhiều phiên ftp, các kết nối web, và các chương trình chat và tất cả chương trình

này cùng chạy một thời điểm. Vậy đển phân biệt các dịch vụ này, ta có khái niệm

về cổng (port), là một điểm truy cập logic được biểu diễn bởi một số nguyên 16-bit

gắn cho mỗi tiến trình mạng. Và mỗi tiến trình mạng đều được gắn một cổng duy

nhất.

Hình 7. Biểu đồ các gói tin được gắn bởi một cổng nhất định.

Trang | 9



Một socket là một đầu cuối của một sự truyền thông hai chiều, liên kết giữa hai chương

trình chạy trên mạng.

Một socket được gắn với một số hiệu cổng (port), vì thế tầng giao vận có thể nhận biết

ứng dụng mà dữ liệu được chuyển đến.

Socket cho phép thực hiện các hoạt động sau:

Kết nối đến máy ở xa

Gửi dữ liệu

Nhận dữ liệu

Đóng kết nối

Gắn với một cổng

Lắng nghe dữ liệu đến

Chấp nhận kết nối từ máy ở xa trên cổng đã được gắn.

Một (chương trình) server chạy trên một máy tính cụ thể và có một socket được gắn

bởi một cổng cụ thể. Chương trình server sẽ lắng nghe socket từ một client để tạo

một yêu cầu kết nối. Nếu thành công, chương trình server chấp nhận kết nối. Sau

khi chấp nhận kết nối, chương trình server có một socket mới được gắn bởi một

cổng khác. Nó cần một socket mới để có thể tiếp tục lắng nghe socket ban đầu cho

yêu cầu kết nối trong khi phục vụ cho việc kết nối với client.

Trang | 10



Hình 8. Thiết lập đường dẫn cho kết nối hai chiều giữa client và server.

2. 3. Lập trình TCP Socket

Có hai lớp của gói java.net được sử dụng để tạo những chương trình server và client:

ServerSocket

Socket

Một chương trình server tạo một socket cụ thể được sử dụng để chờ lắng nghe kết nối

từ yêu cầu của client (server socket). Trong một yêu cầu kết nối, chương trình tạo ra

một socket mới mà thông qua đó nó sẽ trao đổi dữ liệu với client sử dụng các luồng

input và output. Người lập trình phải mở một socket, thực hiên các việc tạo và biểu

diễn các luồng I/O, và sau đó là đóng socket.

Trang | 11



Hình 9. Chương trình client-server có kết nối socket.

Các bước tạo một chương trình server đơn giản:

Mở cổng:

ServerSocket server = new ServerSocket(PORT);

Chờ kết nối từ Client:

Socket client = server.accept();

Tạo các luồng I/O cho sự kết nối với Client

DataInputStream dis = new DataInputStream(client.getInputStream());

DataOutputStream dos = new DataOutputStream(client.getOutputStream());

Biểu diễn việc kết nối với Client

Nhận từ client: String line = dis.readLine();

Gửi tới client: dos.writeBytes(“Hello\n”);

Đóng socket

client.close();

Các bước tạo một chương trình client đơn giản:

Tạo một đối tượng socket

Socket client = new Socket(server, port_id);

Tạo các luồng I/O cho sự kết nối với server

Trang | 12



dis = new DataInputStream(client.getInputStream());

dos = new DataOutputStream(client.getOutputStream());

Thực hiện nhận và truyền dữ liệu qua luồng I/O

Nhận dữ liệu từ server: String line = dis.readLine();

Gửi dữ liệu đến server: dos.writeBytes(“Hello\n”);

Đóng socket khi hoàn thành

client.close();

Hình 10. Các bước tạo một ứng dựng TCP.

Hai chương trình ví dụ sau sẽ minh họa cơ chế của Server và Client:

Trang | 13




// SimpleServer.java: A simple server program.

import java.net.*;

import java.io.*;

public class SimpleServer {

public static void main(String args[]) throws IOException {

// Register service on port 7000

ServerSocket s = new ServerSocket(7000);

Socket s1=s.accept(); // Wait and accept a connection

// Get a communication stream associated with the socket

OutputStream s1out = s1.getOutputStream();

DataOutputStream dos = new DataOutputStream (s1out);

// Send a string!

dos.writeUTF(“Hi there”);

// Close the connection, but not the server socket

dos.close();

s1out.close();

s1.close();

}

Trang | 14



}

Chương trình Client:

// SimpleClient.java: A simple client program.

import java.net.*;

import java.io.*;

public class SimpleClient {

public static void main(String args[]) throws IOException {

// Open your connection to a server, at port 7000

Socket s1 = new Socket(“localhost”,7000);

// Get an input file handle from the socket and read the input

InputStream s1In = s1.getInputStream();

DataInputStream dis = new DataInputStream(s1In);

String st = new String (dis.readUTF());

System.out.println(st);

// When done, just close the connection and exit

dis.close();

s1In.close();

s1.close();

Trang | 15



}

}

2. 4. Lập trình với chương trình server đa tuyến (ThreadServer)

Để cho phép nhiều client có thể kết nối đến server thì server phải là chương trình đa

tuyến. Mối tuyến (thread) đảm nhận việc liên lạc với client. Nghĩa là khi có một

client kết nối đến, chương trình server sinh ra một tuyến (thread) để điều khiển việc

truyền thông với client.

Các bước tạo chương trình đa server đa tuyến

Tạo một lớp extends đến lớp Thread và ghi đè lên phương thức run():

class MyThread extends Thread {

public void run() {

// Nơi thực thi

}

}

Tạo một đối tượng thread:

MyThread thr1 = new MyThread();

Bắt đầu thực thi lớp Thread đã được tạo:

thr1.start();

Một chương trình ví dụ minh họa việc tạo và gọi một đối tượng thread:

extending the standard Thread class. */

Trang | 16



class MyThread extends Thread {

public void run() {

System.out.println(“ this thread is running ... ”);

}

}

class ThreadEx1 {

public static void main(String [] args ) {

MyThread t = new MyThread();

t.start();

}

}

3. Lập trình với JAVA

3.1. Giới thiệu khái quát ngôn ngữ Java

Java (đọc như “Gia-va”) là một ngôn ngữ lập trình dạng lập trình hướng đối tượng

(OOP). Khác với phần lớn ngôn ngữ lập trình thông thường, thay vì biên dịch mã

nguồn thành mã máy hoặc thông dịch mã nguồn khi chạy, Java được thiết kế để

biên dịch mã nguồn thành bytecode, bytecode sau đó sẽ được môi trường thực thi

(runtime environment) chạy. Bằng cách này, Java thường chạy nhanh hơn những

ngôn ngữ lập trình thông dịch khác như Python, Perl, PHP,…

Cú pháp Java được vay mượn nhiều từ C & C++ nhưng có cú pháp hướng đối tượng

đơn giản hơn và ít tính năng xử lý cấp thấp hơn.

Trang | 17



3. 2. Một số đặt điểm nổi bật của ngôn ngữ lập trình Java

3.2.1. Máy ảo Java (JVM – Java Virtual Machine)

Tất cả các chương trình muốn thực thi được thì phải được biên dịch ra mã máy.Mã máy

của từng kiến trúc CPU của mỗi máy tính là khác nhau (tập lệnh mã máy của CPU

Intel, CPU Solarix, CPU Macintosh … là khác nhau), vì vậy trước đây một chương

trình sau khi được biên dịch xong chỉ có thể chạy được trên một kiến trúc CPU cụ

thể nào đó. Đối với CPU Intel chúng ta có thể chạy các hệ điều hành như Microsoft

Windows, Unix, Linux, OS/2, …

Chương trình thực thi được trên Windows được biên dịch dưới dạng file có đuôi .EXE

còn trên Linux thì được biên dịch dưới dạng file có đuôi .ELF, vì vậy trước đây một

chương trình chạy được trên Windows muốn chạy được trên hệ điều hành khác như

Linux chẳng hạn thì phải chỉnh sửa và biên dịch lại.

Ngôn ngữ lập trình Java ra đời, nhờ vào máy ảo Java mà khó khăn nêu trên đã được

khắc phục. Một chương trình viết bằng ngôn ngữ lập trình Java sẽ được biên dịch ra

mã của máy ảo java (mã java bytecode). Sau đó máy ảo Java chịu trách nhiệm

chuyển mã java bytecode thành mã máy tương ứng.Sun Microsystem chịu trách

nhiệm phát triển các máy ảo Java chạy trên các hệ điều hành trên các kiến trúc CPU

khác nhau.

Thông dịch:

Java là một ngôn ngữ lập trình vừa biên dịch vừa thông dịch. Chương trình nguồn viết

bằng ngôn ngữ lập trình Java có đuôi *.java đầu tiên được biên dịch thành tập tin có

đuôi *.class và sau đó sẽ được trình thông dịch thông dịch thành mã máy.

Độc lập nền:

Trang | 18



Một chương trình viết bằng ngôn ngữ Java có thể chạy trên nhiều máy tính có hệ điều

hành khác nhau (Windows, Unix, Linux, …) miễn sao ở đó có cài đặt máy ảo java

(Java Virtual Machine). Viết một lần chạy mọi nơi (write once run anywhere).

Hướng đối tượng:

Hướng đối tượng trong Java tương tự như C++ nhưng Java là một ngôn ngữ lập trình

hướng đối tượng hoàn toàn. Tất cả mọi thứ đề cập đến trong Java đều liên quan đến

các đối tượng được định nghĩa trước, thậm chí hàm chính của một chương trình viết

bằng Java (đó là hàm main) cũng phải đặt bên trong một lớp. Hướng đối tượng

trong Java không có tính đa kế thừa (multi inheritance) như trong C++ mà thay vào

đó Java đưa ra khái niệm interface để hỗ trợ tính đa kế thừa. Vấn đề này sẽ được

bàn chi tiết trong phần sau.

Đa nhiệm – đa luồng (MultiTasking – Multithreading):

Java hỗ trợ lập trình đa nhiệm, đa luồng cho phép nhiều tiến trình, tiểu trình có thể

chạy song song cùng một thời điểm và tương tác với nhau.

Khả chuyển (portable):

Chương trình ứng dụng viết bằng ngôn ngữ Java chỉ cần chạy được trên máy ảo Java là

có thể chạy được trên bất kỳ máy tính, hệ điều hành nào có máy ảo Java. “Viết một

lần, chạy mọi nơi” (Write Once, Run Anywhere).

Hỗ trợ mạnh cho việc phát triển ứng dụng:

Công nghệ Java phát triển mạnh mẽ nhờ vào “đại gia Sun Microsystem” cung cấp

nhiều công cụ, thư viện lập trình phong phú hỗ trợ cho việc phát triển nhiều loại

hình ứng dụng khác nhau cụ thể như: J2SE (Java 2 Standard Edition) hỗ trợ phát

triển những ứng dụng đơn, ứng dụng client-server; J2EE (Java 2 Enterprise Edition)

hỗ trợ phát triển các ứng dụng thương mại, J2ME (Java 2 Micro Edition) hỗ trợ phát

triển các ứng dụng trên các thiết bị di động, không dây, …

Trang | 19



Trang | 20



Chương 1. THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH

2.1. Phân tích yêu cầu

Đề tài xây dựng chương trình “Điều Khiển Từ Xa”:

Chương trình có 3 bước thực hiện để truy cập tới máy Client:

Xây dựng chương trình Điều Khiển Từ Xa

Chương trình Client : cho phép server truy cập tới và thực hiên các chức năng điều

khiển.


- Gởi thông điệp đến mấy client.

- Truyền và nhận file với máy client.

- Chụp màn hình với máy client.

- Theo dõi màn hình với máy client.

Client hiển thị giao diện dễ sử dụng cho người sử dụng. Client kết nối với Server thông

qua giao thức TCP/IP và UDP để truyền file qua cho nhau .

Trang | 21



Server mở cổng kết nối với các Client, nhận yêu cầu từ phía Client, thực hiện việc

Remote tới Client , lấy thông tin cần thiết và gửi trả cho Server.

2.2. Phân tích các chức năng

Chương trình được viết theo mô hình Client-Server.Ở Client và Server sẽ thực hiện các

chức năng khác nhau để cùng tạo nên một chương trình hoàn chỉnh.

Client có chức năng: cho phép kết nối tới Server.

Server có chức năng:

- Gởi thông điệp đến mấy client.

- Truyền và nhận file với máy client.

- Chụp màn hình với máy client.

- Theo dõi màn hình với máy client.

Mô hình tổng quát của chương trình được mô tả theo sơ đồ sau:

Hình 11: mô hình tổng quát chương trình

Trang | 22



Mô tả cách thức hoạt động:

1: Client gửi yêu cầu tới Server.

2: Server tiếp nhận yêu cầu kết nối từ Client, tất cả các dữ liệu giữa client và server sẽ

được kết nối thông với nhau.

3: Trao đổi dữ liệu giữa client tới server, từ đây server và client gởi dữ liệu xuyên suốt

với nhau.

3.1. Xây dựng các chức năng

Client: chương trình tại Client được xây dựng thành 3 lớp

Mô tả chương trình Client:

1: Client gửi yêu cầu tới Server.

2: Client nhận kết nối từ Server và lấy được màn hình từ Client.

3: Client gửi dữ liệu xuyên suốt cho Server.

Server: chương trình Server được xây dựng dựa trên 2 lớp:

Mô tả chương trình Server:

1: Tiếp nhận yêu cầu kết nối từ Client.

2: Tạo Thread cho mỗi Client kết nối.

3: Thread kết nối để lấy dữ liệu theo yêu cầu Client.

4: ThreadClient nhận dữ liệu từ ThreadServer.

5: Gửi trả về cho Client.

6: Tiếp nhận dữ liệu từ Client.

Trang | 23



Lớp chính: chịu trách nhiệm mở và chấp nhận kết nối từ phía Client, sau đó sẽ gọi tới

lớp Thread , mỗi Thread chịu trách nhiệm trao đổi với 1 Client, với port kể từ khi

được tạo ra tới khi Client đóng kết nối. Lớp chính chứa các phương thức tách dữ

liệu được lấy từ Client về.

Lớp Thread: sẽ chịu trách nhiệm làm việc với Client kể từ sau khi Server đã chấp nhận

kết nối. Lớp này gọi các phương thức trong lớp chính để giao tiếp với Client.

Trang | 24



Chương 2 KẾT LUẬN VÀ HUỚNG PHÁT TRIỂN

3.1. Kết quả chạy chương trình

Hình 12: Khởi động Server

Hình 13: Khởi động Client

Trang | 25



3.2. Đánh giá và nhận xét:

Trong khuôn khổ đề tài chúng em đã cơ bản làm rõ một số vấn đề cơ bản liên quan đến

môn học Lập Trình Mạng, và đã xây dựng thành công một chương trình demo nhằm

làm rõ các vấn đề lí thuyết. Đồ án đã đạt được một số kết quả như sau :

Tìm hiểu được cách xây dựng một chương trình với giao thức TCP/IP theo mô hình

client – server.

Tìm hiểu được các khái niệm cơ bản về lập trình mạng, phân tầng mạng, cách lấy dữ

liệu từ máy client….

Ứng dụng Socket và đa luồng trong ngôn ngữ Java để xây dựng một chương trình theo

mô hình client – server.

Tuy nhiên về mặt ứng dụng đồ án vẫn còn rất nhiều điểm hạn chế như chương trình vẫn

chưa thực sự hoàn thiện để có thể trở thành sản phẩm thương mại. Bên cạnh đó việc

quản lí nhóm, quản lí mã nguồn vẫn còn diễn ra rất thủ công chưa thực sự áp dụng

đúng quy trình của công nghệ phần mềm. Tuy vậy chúng em xin kết thúc đồ án lập

trình mạng với đề tài “xây dựng chương trình Điều Khiển Từ Xa theo mô hình

client – server” tại đây. Chúng em cũng xin được cảm ơn sự hướng dẫn và giúp đỡ

tận tình của thầy “Phạm Minh Tuấn” trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

3.2. Hướng phát triển

Về cơ bản, nghiên cứu đã đạt được những yêu cầu đã đặt ra. Tuy nhên nếu có điều

kiện, đồ án sẽ cố gắng phát triển thêm các chức năng sau:

Truyền âm thanh giữa Client-Server

Trang | 26



TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang | 27



[1] TS.Huỳnh Công Pháp, Giáo trình lập trình mạng(2004-

2006), Đại Học Đà Nẵng

[2] http://diendan.congdongcviet.com/showthread.php?t=161040

Trang | 28


http://diendan.congdongcviet.com/showthread.php?t=161040

Documents

Bao cao do an ltm hoan chinh