Chapter 8.2. network program with java udp

Chapter 7Lập trình mạng với Java

Lập trình ứng dụng cho UDP

GV: Nguyễn Thị Thanh Vân - CNTT

1

Java Simplified / Session 22 / 2 of 45

Giao thức UDP:◦ là giao thức đơn giản, ◦phi liên kết và ◦cung cấp dịch vụ trên tầng giao vận với tốc độ

nhanh. ◦Nó hỗ trợ liên kết một-nhiều

Giao thức UDP


UDP sử dụng các cổng để ánh xạ dữ liệu đến vào một tiến trình cụ thể đang chạy trên một máy tính.

Có 3 loại cổng◦Các cổng phổ biến: Từ 0 đến 1023 ◦Các cổng đã đăng ký: 1024 đến 49151 ◦Các cổng động/dành riêng 49152 đến 65535

Port UDP


Thiếu các tín hiệu bắt tay. ◦UDP không đảm bảo việc dữ liệu đã đến đích hay

chưa Không sử dụng các phiên (phi liên kết). Thiếu bảo mật. Thiếu kiểm soát luồng

Nhược điểm của UDP so với TCP


Không cần thiết lập liên kết: ◦nên có thể tránh được thời gian trễ. (dùng trong

DNS) Kích thước header UDP chỉ có 8 byte header

cho mỗi đoạn (TCP 24 byte), ref◦vì vậy sử dụng băng thông ít hơn. Tốc độ nhanh hơn

Hỗ trợ liên kết 1-1, 1-n. ◦Sử dụng cho các phương thức truyền broadcasting

và multicasting khi chúng ta muốn truyền tin với nhiều host

Ưu điểm của UDP


Nên sử dụng UDP khi: ◦Không cần thiết lập liên kết◦Sử dụng cho các phương thức truyền broadcasting và

multicasting khi chúng ta muốn truyền tin với nhiều host. ◦Kích thước datagram nhỏ và trình tự đoạn là không

quan trọng ◦Ứng dụng không gửi các dữ liệu quan trọng ◦Không cần truyền lại các gói tin ◦Băng thông của mạng đóng vai trò quan trọng

Có một số ứng dụng quan trọng dùng UDP, bao gồm DNS, SNMP, DHCP và RIP

Ứng dụng của UDP

http://vi.wikipedia.org/wiki/Domain_Name_System

http://vi.wikipedia.org/wiki/Simple_Network_Management_Protocol

http://vi.wikipedia.org/wiki/Dynamic_Host_Configuration_Protocol

http://vi.wikipedia.org/wiki/Routing_Information_Protocol


Hai lớp là DatagramPacket và DatagramSocket. DatagramPacket : đóng gói các byte dữ liệu vào

các gói tin UDP (datagram) và cho phép mở các datagram khi nhận được.

DatagramSocket: thực hiện cả hai nhiệm vụ nhận và gửi gói tin:◦Gửi dữ liệu: đặt dữ liệu trong một DatagramPacket và

gửi gói tin bằng cách sử dụng DatagramSocket. ◦Nhận dữ liệu: nhận một đối tượng DatagramPacket từ

DatagramSocket và sau đó đọc nội dung của gói tin.(Khác với TCP: Stream. UDP: xử lý từng packet)

Cài đặt ứng dụng UDP trong Java


Dùng cho một gói dữ liệu đi trên mạng theo kết nối DatagramSocket.

Một gói có thể chứa các thông tin: ◦ các địa chỉ nguồn, đích từ header IP, ◦ cổng nguồn và đích, ◦ độ dài dữ liệu.

public final class DatagramPacket extends Object Lớp này cung cấp các phương thức để nhận và

thiết lập các thông tin trên Các trường thông tin còn lại không thể truy nhập

được từ mã Java thuần túy.

DatagramPacket class

8


◦public DatagramPackage(byte buff[], int len)

◦public DatagramPackage (byte buff[], int offset, int len )

Khi một socket nhận một datagram, nó chứa datagram trong bộ đệm buff[]và chiều dài gói dữ liệu là len, bắt đầu từ vị trí offset

Khởi tạo datagram để nhận

9


public DatagramPacket(byte[] b, int length, InetAddress host, int port)

public DatagramPacket(byte[] b, int length, SocketAddress host, int port) ◦Host: host ở xa xác định bởi InetAddress hoặc

SocketAddress◦Port: số hiệu port của host◦Length: Chiều dài byte của datagram◦Offset: vị trí bắt đầu

Khởi tạo datagram để gửi

int offset


public InetAddress getAddress() trả về một đối tượng InetAddress chứa địa chỉ IP của host ở xa. public int getPort() trả về số cổng của host mà đã gửi datagram đi public SocketAddress() trả về một đối tượng SocketAddress chứa địa chỉ IP và số hiệu cổng của host ở xa. public byte[] getData()trả về một mảng byte chứa dữ liệu từ datagram

Nhận các thông tin từ DatagramPacket


public int getLength() trả về số bytes dữ liệu có trong một datagram.

public getOffset() trả về vị trí trong mảng được trả về bởi phương thức getData()

public String(byte[] buffer,String encoding) chuyển đổi mảng byte thành một đối tượng String có cách thức mã hóa encodingex, dp được nhận từ mạng, chuyển thành xâu ký tự : String s=new String(dp.getData(),”ASCII”); public ByteArrayInputStream(byte[] b, int offset, int length) chuyển đổi mảng byte (sử dụng như là một luồng nhập InputStream) được trả về bởi phương thức getData() thành luồng ByteArrayInputStream

Nhận các thông tin từ DatagramPacket


public void setAddress(InetAddress dc) thay đổi địa chỉ của máy mà ta sẽ gửi gói tin tới. public void setPort(int port) thay đổi số hiệu cổng gửi tới của gói tin. public void setLength(int length) thay đổi số byte dữ liệu có thể đặt trong vùng đệm. public void setData(byte[] b): thay đổi dữ liệu của datagram public void setData(byte[] b, int offset, int length)

để gửi một khối lượng dữ liệu lớn. Thay vì gửi toàn bộ dữ liệu trong mảng, ta có thể gửi dữ liệu trong từng đoạn của mảng tại mỗi thời điểm.

thay đổi thông tin của datagram


DatagramSocket class: Dùng để gửi /nhận đi 1 gói dữ liệu DatagramPacket theo UDP

public class DatagramSocket extends Object Tất cả các datagram được gắn với một cổng cục bộ - được

sử dụng để lắng nghe các datagram đến hoặc được đặt trên các header của các datagram sẽ gửi đi.

Cung cấp các phương thức:◦ để gửi và nhận các gói tin, ◦ cũng như xác định một giá trị timeout khi sử dụng phương pháp

vào ra không phong tỏa (non blocking I/O), ◦ kiểm tra và sửa đổi kích thước tối đa của gói tin UDP, ◦ đóng socket.

DatagramSocket class

14


Constructors:◦Public DatagramSocket() throw SocketException

Khởi tạo một socket UDP và chấp nhận nó trên port còn trống của local host◦Public DatagramSocket(int port) throw SocketException

Khởi tạo một socket UDP và chấp nhận nó trên port xác định của local host◦public DatagramSocket(int port, InetAddress laddr) throws SocketException

Khởi tạo một socket UDP với đ/c cục bộ và port xác định

Khởi tạo DatagramSocket

15


void connect(InetAddress address, int port):

kết nối socket đến đ/c từ xa. void receive(DatagramPacket dp) throws IOException:

nhận 1 gói tin UDP và lưu nội dung trong packet xác định. void send(DatagramSocket dp) throws IOException:

gửi một gói tin

DatagramSocket class: Methods

16


InetAddress getInetAddress(): trả về địa chỉ remote mà socket kết nối tới, hoặc giá trị null nếu không tồn tại liên kết. InetAddress getLocalAddress(): trả về địa chỉ cục bộ Int getSoTimeOut() trả về giá trị timeout của socket. void setSoTimeOut(int timeout): thiết lập timeout void close(): đóng một liên kết và g.phóng nó khỏi cổng cục bộ. void disconnect(): ngắt kết nối socket

DatagramSocket class: Methods

17


Quá trình gửi gói tin UDP


import java.net.DatagramPacket;import java.net.DatagramSocket;import java.net.InetAddress;public class Sending { public static void main(String[] argv) throws Exception { InetAddress dst = InetAddress.getLocalHost(); int port = 8080; byte[] outbuf = new byte[1024]; int len = 1024; DatagramPacket request = new DatagramPacket(outbuf, len, dst, port); DatagramSocket socket = new DatagramSocket(); socket.send(request); }}

Ex, Quá trình gửi gói tin UDP


Quá trình nhận gói tin UDP


Ex, Quá trình nhận gói tin UDPsimport java.net.DatagramPacket;import java.net.DatagramSocket;

public class Receving { public static void main(String[] argv) throws Exception { byte[] inbuf = new byte[256]; // default size

DatagramSocket socket = new DatagramSocket(); DatagramPacket packet = new DatagramPacket(inbuf,

inbuf.length); socket.receive(packet);

int numBytesReceived = packet.getLength(); System.out.println(numBytesReceived); }}


Data là text

Ứng dụng xử lý gói tin nhận được

DataInputStream

BufferedReader


Tương tác client/server qua UDP socket

23


Cấu trúc chuơng trình client

http://farm3.static.flickr.com/2393/2285591306_6010333c28.jpg


Cấu trúc chuơng trình server

http://farm4.static.flickr.com/3001/2285591446_5442a67a52.jpg


1) client đọc các dòng văn bản do người dùng gõ từ bàn phím, gửi tới server qua socket2) server đọc các dòng gửi từ socket3) server chuyển sang chữ hoa và gửi trả lại cho client4) client đọc và in lại dòng văn bản nhận được từ socket

Ex: viết ứng dụng client/ server bằng UDP Socket

26


class UDPClient2 { public static void main(String args[]) throws Exception {// Create InputStream from keyboardBufferedReader inStr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));String str = inStr.readLine();// Create client socket, connect to server DatagramSocket clientSk = new DatagramSocket();//Translate hostname to IPInetAddress IPAddress = InetAddress.getByName("localhost"); // Define data to send and receivebyte[] seData = new byte[1024]; byte[] reData = new byte[1024]; seData = str.getBytes();

UDP client

27


UDP Client

28

// Create datagram with data to send from this socket to serverDatagramPacket sePacket = new DatagramPacket(seData, seData.length, IPAddress, 9876);//sendingclientSk.send(sePacket);// Create datagram for receive from serverDatagramPacket rePacket = new DatagramPacket(reData, reData.length);//receiving data from socketclientSk.receive(rePacket); //get data in StringString modiStr = new String(rePacket.getData()); System.out.println("FROM SERVER:" + modiStr); clientSk.close();

} }


class UDPServer2 { public static void main(String args[]) throws Exception {//Create socket at 9876DatagramSocket serverSk = new DatagramSocket(9876); //Define data to send and receivebyte[] reData = new byte[1024]; byte[] seData = new byte[1024]; System.out.println("Waiting request from client...");while(true) {// Create space datagram for receive from clientDatagramPacket rePacket = new DatagramPacket(reData, reData.length);//receivingserverSk.receive(rePacket);// get data in StringString sentence = new String(rePacket.getData());

UDP Server

29


UDP Server

30

// get infor Ip, port of clientInetAddress IPAddress = rePacket.getAddress();int port = rePacket.getPort(); //processString capSentence = sentence.toUpperCase();seData = capSentence.getBytes();//Create datagram with data to send from this socket toDatagramPacket sePacket = new DatagramPacket(seData, seData.length, IPAddress, port);//sendingserverSk.send(sePacket); System.out.println("Done!!!!");

} }}


output


Cắt 5 ký tự đầu của chuỗi:

Ex, Using GUI in UDP Socket


Đa tuyến hay được ứng dụng trong các chương trình Server: Tạo socket và đăng ký với hệ thống Lặp công việc nhận dữ liệu từ client, đối với một dữ

liệu nhận:◦ tạo mới một process để xử lý. ◦Tiếp tục nhận dữ liệu mới từ client

Công việc của process mới:◦Nhận thông tin của process cha chuyển đến, lấy thông tin

socket◦Xử lý và gửi thông tin về cho client theo giao thức lớp ứng

dụng đã thiết kế◦Kết thúc

MultiThread trong các chương trình Server

33


Thread_UDPServer UDPServer extends Thread Thread_UDPClient SeThread extends Thread ReThread extends Thread

Ex, MultiThread in Server UDP Socket


TCP/UDP Header

Technology

Chapter 8.2. network program with java udp