Juan Pavón Mestras Dep. Sistemas Informáticos y Programación Universidad Complutense de Madrid.

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1 Juan Pavón Mestras Dep. Sistemas Informáticos y Programación Universidad Complutense de Madrid jpavon@sip.ucm.es Internet Protocolos en Internet SMTP FTP Telnet HTTP... TCP/UDP IP Protocolo de Acceso a Red Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 2 1

2 Internet Opciones hardware típicas Ethernet tecnología CSMA a 10Mbps, limitada a paquetes de 1400 bytes. Usa cable coaxial. Bridged Ethernet común en redes locales grandes, anillo con varios segmentos Ethernet Fast Ethernet versión de Ethernet a 100Mbps FDDI (Fiber Distributed Data Interface) y DQDB (Distributed Queue Dual Bus) para unir LANs en un campus o un área metropolitana ATM tecnología de conmutación para fibra óptica. Las interfaces de usuario se definen a 155Mbps o 600 Mbps Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 3 Internet Internet Protocol (IP) Parte superior del nivel de red Protocolo datagrama, no orientado a conexión y no fiable No hay recuperación de errores Hay comprobación de errores, y los paquetes IP erróneos se tiran, sin notificar al emisor Soporta fragmentación de datos en paquetes IP (<1400 bytes) Direcciones IP Cada máquina tiene una dirección única 4 clases de direcciones IP: A, B, C (network ID+host ID) y D (grupos multicast) Los IP gateways encaminan los paquetes IP según su network ID Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 4 2

3 Internet Problemas con IP: Internet Protocol (IP) Los paquetes IP no se autentifican: El emisor puede mentir sobre su identidad, y puede enviar paquetes a cualquier máquina o puerto en la red Un sistema puede mentir sobre su dirección de máquina Los mensajes IP no son fiables: Pueden ser retirados en cualquier lugar El encaminamiento IP es básicamente estático (hoy día) Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 5 Internet Protocolos de nivel de transporte TCP (Transmission Control Protocol) Protocolo orientado a conexión, fiable (recuperación de errores), y con control de flujo Establece un camino de bytes (byte stream) UDP (User Datagram Protocol) Protocolo no orientado a conexión y no fiable Si se recibe un paquete sin errores se pasa al proceso de usuario destinatario, si no, se descarta silenciosamente Límite de tamaño de datagrama: 64 KB UDP Multicast + En una red local, UDP es más eficiente y normalmente no hay errores + A través de Internet es más seguro utilizar TCP Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 6 3

4 Internet El emisor pone datos Protocolo de ventana deslizante en TCP La ventana tiene k ÒsegmentosÓ m i+k m i+k-1... m i Un paquete IP por segmento El receptor responde con acks y nacks El emisor retransmite los datos perdidos - - m i+k-2 - m i+k-3... m i el receptor consume los datos + El tamaño de la ventana se reconfigura dinámicamente Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 7 Internet DNS (Domain Name System) Correspondencia entre nombres de máquinas y direcciones IP int com edu gov mil org net jp us es fr ar É amazon ooc sun acm ieee omg ucm eunet uba java GenŽricos Pa ses Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 8 4

5 Internet Protocolos de nivel de aplicación FTP: File Transport Protocol Telnet: Terminal Remoto Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) News: Network News Transfer Protocol (NNTP) DNS: Domain name service protocol NIS: Network information service ( Yellow Pages ) NFS: Network file system protocol X11: X-server display protocol Web: HyperText Transfer Protocol (HTTP) Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 9 Puertos Cada servicio está asociado a un puerto /etc/services inetd echo 7/tcp echo 7/udp daytime 13/udp ftp 21/tcp telnet 23/tcp telnet smtp 25/tcp mail http 80/tcp... dirección IP #puerto Aplicación ftp telnet echo Puerto paquete Datos 32 bits 16 bits ( ) ( están reservados) TCP o UDP Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 10 5

6 Sockets Abstracción programable de canal de comunicación dirección de socket = dirección IP + número de puerto Dos procesos se pueden intercambiar información usando un par de sockets: Los mensajes van entre un socket de un proceso y otro socket en otro proceso Cuando los mensajes son enviados, se encolan en el socket hasta que el protocolo de red los haya transmitido Cuando llegan, los mensajes son encolados en el socket de recepción hasta que el proceso receptor los recoja Ciclo de vida igual al sistema de E/S Unix: Creación: apertura del socket Lectura y Escritura: recepción y envío de datos por el socket Destrucción: cierre del socket Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 11 Sockets Tipos de sockets Socket Stream (TCP) Servicio de transporte orientado a conexión: m En el servidor un socket atiende peticiones de conexión m En el cliente un socket solicita una conexión m Una vez conectados, se pueden usar para transmitir datos en ambas direcciones Socket Datagrama (UDP) Servicio de transporte no orientado a conexión: m En cada datagrama es necesario enviar el descriptor del socket local y la dirección del socket que debe recibir el datagrama Socket Raw Permite acceder a la capa de software de red subyacente o a protocolos de más bajo nivel m Se utiliza para depuración de código de los protocolos Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 12 6

7 Socket streams Establecimiento de conexi n Servidor puerto petición de conexión Cliente puerto puerto conexión Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 13 Programación de sockets con Java Programación del cliente Crea un socket Socket ladocliente; ladocliente = new Socket ( maquina, numeropuerto); Le asocia un flujo (stream) de datos para entrada (recepción) y otro para salida (emisión) DataInputStream entrada; PrintStream salida; entrada = new DataInputStream (ladocliente.getinputstream() ); salida = new PrintStream (ladocliente.getoutputstream() ); Lee y escribe de los flujos asociados Para finalizar, cierra los flujos y el socket salida.close( ); entrada.close( ); ladocliente.close( ); + Un applet Java tiene la restricción de sólo poder establecer sockets con el nodo desde el que se transfirió su código Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 14 7

8 import java.net.*; import java.io.*; Programación de sockets con Java class ClienteEco { public static void main( String args[] ) { final int PUERTOECO = 7; String maquina= localhost"; Socket BufferedReader PrintWriter eco = null; entrada; salida; BufferedReader stdin = new BufferedReader (new InputStreamReader (System.in)); String texto; Ejemplo: cliente de eco try { eco = new Socket ( maquina, PUERTOECO ); salida = new PrintWriter( new OutputStreamWriter (eco.getoutputstream()), true ); entrada = new BufferedReader( new InputStreamReader (eco.getinputstream()) ); if (eco!= null && entrada!= null && salida!= null) { while ((texto = stdin.readline())!= null) { salida.println(texto); System.out.println("echo: " + entrada.readline()); salida.close(); entrada.close(); eco.close(); stdin.close(); catch (UnknownHostException e) { System.err.println("Máquina desconocida: maquina"); catch (IOException e) { System.err.println("Fallo en la conexión: "+e); // main // ServidorEco Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 15 Programación de sockets con Java Programación del servidor Crea un socket de servidor ServerSocket servicio; servicio = new ServerSocket (numeropuerto); Espera la recepción de peticiones de conexión Socket socketservicio; socketservicio = servicio.accept(); Acepta la nueva conexión y crea flujos de entrada y salida de datos que asocia al nuevo socket Lo normal es crear una hebra asociada para dar servicio en la nueva conexión Lee y escribe de los flujos asociados Para finalizar, cierra los flujos y los socket Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 16 8

9 import java.net.*; import java.io.*; Programación de sockets con Java class ServidorEco { public static void main( String args[] ) { final int PUERTOECO = 10007; ServerSocket Socket BufferedReader PrintWriter salida; String texto; Ejemplo: servidor de eco s = null; cliente = null; entrada; try { s = new ServerSocket (PUERTOECO); cliente = s.accept(); salida = new PrintWriter( new OutputStreamWriter( cliente.getoutputstream()), true ); entrada = new BufferedReader( new InputStreamReader (cliente.getinputstream()) ); if (cliente!= null && entrada!= null && salida!= null) { while ( true ) { texto = entrada.readline(); salida.println(texto); System.out.println("echo: " + texto); catch (IOException e) { System.err.println("Fallo en la conexion: "+e); // main // ServidorEco Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 17 Programación de sockets con Java Ejemplo: servidor de eco para múltiples clientes Servidor Eco MT puerto petición de conexión Cliente crea Hebra Eco puerto conexión puerto Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 18 9

10 Programación de sockets con Java Ejemplo: servidor de eco con múltiples clientes import java.net.*; import java.io.*; class ServidorEcoMT { public static void main( String args[] ) { final int PUERTOECO = 10007; ServerSocket s = null; try { s = new ServerSocket (PUERTOECO); while ( true ) new HebraEco ( s.accept() ).start(); catch (IOException e) { System.err.println("Fallo en la conexion: "+e); // main // ServidorEco Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 19 Programación de sockets con Java Ejemplo: servidor de eco con múltiples clientes import java.net.*; import java.io.*; class HebraEco extends Thread { private Socket socket = null; private String texto; public HebraEco (Socket s) { super("hebraeco"); socket = s; public void run() { try { PrintWriter salida = new PrintWriter( new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()), true ); BufferedReader entrada = new BufferedReader( new InputStreamReader (socket.getinputstream()) ); while ( true ) { texto = entrada.readline(); salida.println(texto); System.out.println("echo ["+socket.getport()+"]: " + texto); catch (IOException e) { System.out.println("Se cerro la conexion " + socket.getport()); // run // HebraEco Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 20 10

11 Programación de datagramas con Java import java.net.*; import java.io.*; class ClienteEcoDatagrama { public static void main( String args[] ) { final int PUERTOECO = 7; BufferedReader stdin = new BufferedReader (new InputStreamReader (System.in)); String texto, recibido; byte[] buf = new byte[256]; try { InetAddress direccion = InetAddress.getByName("localhost"); DatagramSocket eco = new DatagramSocket(); DatagramPacket paquete; Cliente de Eco con datagrama while ((texto = stdin.readline())!= null) { // envia el texto al servidor de eco: buf = texto.getbytes(); paquete = new DatagramPacket (buf, buf.length, direccion, PUERTOECO); eco.send(paquete); System.out.println(texto); // recibe la respuesta: paquete = new DatagramPacket(buf, buf.length); eco.receive(paquete); recibido = new String(paquete.getData()); System.out.println("echo: " + recibido); eco.close(); catch (UnknownHostException e) {System.err.println(e); catch (SocketException e) {System.err.println(e); catch (IOException e) {System.err.println(e); // main // ServidorEcoDatagrama Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 21 URL URL (Universal Resource Locator) Representa un objeto o servicio en Internet nombre de recurso (p.ej., un fichero) Identificador de protocolo Clase URL URL javasoft = new URL( ); URL javadownload = new URL(javasoft, download.html ); Métodos para manipular el URL: m getprotocol m gethost m getport m getfile m getref m openstream Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 22 11

12 URL Lectura de un URL class EjemploLecturaURL { public static void main(string[] args) { try { URL yahoo = new URL(" DataInputStream dis = new DataInputStream(yahoo.openStream()); String inputline; while ((inputline = dis.readline())!= null) { System.out.println(inputLine); dis.close(); catch (MalformedURLException me) { System.out.println("MalformedURLException: " + me); catch (IOException ioe) { System.out.println("IOException: " + ioe); Juan Pavón Mestras, UCM, 1999 Programación con sockets 23 12