подгон 2018 (легендарный) / 3 курс -20241122T221211Z-001 / Java / Лабораторные / 8

Лабораторная работа № 8

Работа в сети.

Цель работы: получить навыки создания сетевых приложений на языке Java.

Продолжительность работы - 4 ч.

Java делает сетевое программирование простым благодаря наличию специальных средств и класса Network. Основной используемый протокол − TCP/IP.

Приложения клиент/сервер используют компьютер, выполняющий специальную программу − сервер, которая предоставляет услуги другим программам − клиентам.

Клиент − это программа, получающая услуги от сервера. Клиент-серверные приложения основаны на использовании верхнего уровня протоколов.

Каждый компьютер по протоколу TCP/IP имеет уникальный IP-адрес. Это 32-

битовое число, обычно записываемое как четыре числа, разделенные точками, каждое из которых изменяется от 0 до 255. IP-адрес может быть временным и выделяться динамически для каждого подключения или быть постоянным, как для сервера.

Обычно при подключении к компьютеру вместо числового IP адреса используются символьные имена, называемые именами домена. Специальная программа DNS

(Domain Name Sever) преобразует имя домена в числовой IP-адрес. Получить IP-адрес

впрограмме можно с помощью объекта класса InetAddress из пакета java.net:

//вывод IP-адреса локального компьютера

import java.net.*; public class MyLocal {

public static void main(String[] args){ InetAddress myIP = null;

try {

myIP = InetAddress.getLocalHost();} catch (UnknownHostException e) {} System.out.println(myIP);

}

}

Метод getByName позволяет получить IP-адрес из имени домена: // извлечение IP-адреса из имени домена

import java.net.*;

public class IPfromDNS {

public static void main(String[] args){ InetAddress bsu = null;

try {

bsu = InetAddress.getByName("www.ya.ru"); } catch (UnknownHostException e){ } System.out.println(bsu);

}

}

Для явной идентификации услуг к IP-адресу присоединяется номер порта через двоеточие, например 217.21.43.2:31. Номера портов от 1 до 1024 используются,

например, для запуска двух программ серверов на одном компьютере. Если порт явно не указан, браузер воспользуется значением по умолчанию: 20 – FTP-данные, 21 –

FTP-управление, 23 – TELNET, 53 – DNS, 80 – HTTP, 110 – POP3, 119 – NNTP.

URL (Uniform Resource Locator)

Рассмотрим пример URL: http://ya.ru/

Здесь:

http — идентификатор протокола. Кроме HTTP существует некоторое количество других: File Transfer Protocol (FTP), Gopher, File, News.

ya.ru/ — имя ресурса. Слеш в конце — сокращение для «/index.html »)

Идентификатор протокола и имя ресурса должны быть разделены двоеточием и двумя прямыми слешами. Формат имени ресурса полностью зависит от используемого в конкретной ситуации протокола, однако, для многих протоколов (в

т.ч. и для HTTP) имя состоит из одного или нескольких следующих компонентов:

Имя хоста

Имя файла (путь к файлу на сервере)

Номер порта

Ссылка (слово или группа слов, к которым привязан гипертекстовая ссылка;

элемент HTML, связывающий веб-документы)

Для большинства протоколов обязательными для указания являются лишь первые два компонента.

В Java для представления URL есть специальный класс с одноименным названием из пакета java.net. Самый простой способ создать объект этого класса — передать строковое представление url в конструктор:

URL yandex = new URL("http://ya.ru/");

Созданный объект является абсолютным URL. Абсолютный в этом контексте означает, что указаны все параметры, необходимые для навигации к требуемому узлу. URL также может создаваться с использованием относительного (relative) имени.

Пример для адреса http://news.yandex.ru/Russia/

URL yandex = new URL("http://ya.ru/");

URL yandexRussia = new URL(yandex, "Russia/")

В случае, когда известны все 4 компонента адреса есть еще 2 конструктора (когда известен номер порта и нет):

new URL("http", "www.gamelan.com", "/pages/Gamelan.net.html");

new URL("http://www.gamelan.com/pages/Gamelan.net.html"); // эквивалентно

С номером порта:

new URL("http", "www.gamelan.com", 80, "pages/Gamelan.network.html");

// для адреса: http://www.gamelan.com:80/pages/Gamelan.network.html

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

URL aURL = new URL("http://java.sun.com:80/docs/books/tutorial" + "/index.html?name=networking#DOWNLOADING");

System.out.println("protocol = " + aURL.getProtocol());

System.out.println("authority = " + aURL.getAuthority());

System.out.println("host = " + aURL.getHost());

System.out.println("port = " + aURL.getPort());

System.out.println("path = " + aURL.getPath());

System.out.println("query = " + aURL.getQuery());

System.out.println("filename = " + aURL.getFile());

System.out.println("ref = " + aURL.getRef());

}

}

Результаты работы: protocol = http

authority = java.sun.com:80 host = java.sun.com

port = 80

path = /docs/books/tutorial/index.html query = name=networking

filename = /docs/books/tutorial/index.html?name=networking ref = DOWNLOADING

Метод openStream() возвращает поток для указанного URL (что полезно, к

примеру, для чтения данных с запрашиваемой веб-страницы).

Соединение с URL

После успешного создания объекта типа URL можно вызвать метод openConnection для получения объекта URLConnection (или одного из специфических подклассов протокола, например, java.net.HttpURLConnection). Он используется для установки каких-либо параметров, необходимых для настройки непосредственно перед подключением (вызовом URLConnection.connect).

Пример: try {

URL yahoo = new URL("http://www.yahoo.com/"); URLConnection yahooConnection = yahoo.openConnection(); yahooConnection.connect();

} catch (MalformedURLException e) { // new URL() failed

}

При этом нет необходимости явно вызывать метод connect, т.к. в java все операции, зависящие тем или иным образом от открытого соединения (например, getInputStream, getOutputStream), в случае необходимости сами неявно будут выполнять соединения.

Чтение и запись

Создав объект URLConnection, можно легко начать считывать данные из потока,

возвращаемого методом URLConnection.getInputStream (работая с ним как с обычным

IO-потоком)

URL yahoo = new URL("http://www.yahoo.com/");

URLConnection yc = yahoo.openConnection();

BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(yc.getInputStream()));

С записью всё аналогично, с тем лишь исключением, что перед получением потока (метод getOutputStream), необходимо установить параметр output в значение true (функция setDoOutput(true)).

URL url = new URL(args[0]);

URLConnection connection = url.openConnection(); connection.setDoOutput(true);

OutputStreamWriter out = new OutputStreamWriter(connection.getOutputStream());

Сокеты и сокетные соединения

Сокеты − это сетевые разъемы, через которые осуществляются двунаправленные поточные соединения между компьютерами. Сокет определяется номером порта и IP-

адресом. При этом IP-адрес используется для идентификации компьютера, номер порта – для идентификации процесса, работающего на компьютере. Когда одно приложение знает сокет другого, создается сокетное соединение. Клиент пытается соединиться с сервером, инициализируя сокетное соединение. Сервер ждет, пока клиент не свяжется с ним. Первое сообщение, посылаемое клиентом на сервер,

содержит сокет клиента. Сервер в свою очередь создает сокет, который будет использоваться для связи с клиентом, и посылает его клиенту с первым сообщением.

После этого устанавливается коммуникационное соединение.

Сокетное соединение с сервером создается с помощью объекта класса Socket. При этом указывается IP-адрес сервера и номер порта (80 для HTTP). Если указано имя домена, то Java преобразует его с помощью DNS-сервера к IP-адресу:

try { socket = new Socket("localhost",8080); }

catch (IOException e){ System.out.println("ошибка: " + e); }

Сервер ожидает сообщения клиента и должен быть запущен с указанием определенного порта. Объект класса ServerSocket создается с указанием конструктору номера порта и ожидает сообщения клиента с помощью метода accept(), который возвращает сокет клиента:

Socket socket = null;

try { server = new ServerSocket(8080); socket = server.accept(); }

catch (IOException e) { System.out.println("ошибка: " + e); }

Клиент и сервер после установления сокетного соединения могут получать данные из потока ввода и записывать данные в поток вывода с помощью методов getInputStrеam() и getOutputStrеam() или к PrintStream для того, чтобы программа могла трактовать поток как выходные файлы.

В следующем примере для посылки клиенту строки "привет!" сервер вызывает метод getOutputStream() класса Socket. Клиент получает данные от сервера с помощью

метода getInputStream(). Для разъединения клиента и сервера после завершения работы сокет закрывается с помощью метода close() класса Socket. В данном примере сервер посылает клиенту строку «привет!» после чего разрывает связь.

import java.io.*; import java.net.*;

public class MyServerSocket{

public static void main(String[] args) throws Exception{ Socket s = null;

try {//посылка строки клиенту

ServerSocket server = new ServerSocket(8030); s = server.accept();

PrintStream ps = new PrintStream(s.getOutputStream()); ps.println("привет!");

ps.flush();

s.close(); // разрыв соединения

}catch (IOException e){System.out.println("ошибка: " + e); }

}

}

Получение клиентом строки: import java.io.*;

import java.net.*;

public class MyClientSocket {

public static void main(String[] args) { Socket socket = null;

try {//получение строки клиентом

socket = new Socket("www.bsu.by", 8080); BufferedReader dis = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); String msg = dis.readLine(); System.out.println(msg);

} catch (IOException e) {System.out.println("ошибка: " + e); }

}