Práctica 2. Sockets C y Java en modo stream (TCP)

SCS, 2010/11

Índice General

• Ejercicio 1: Sockets TCP en C
  • Funcionamiento
  • Componentes y compilación
  • Tareas a realizar
  
  
• Ejercicio 2: Sockets TCP en Java
  • Funcionamiento
  • Componentes y compilación
  • Tareas a realizar
  
  
• Documentación a entregar

Ejercicio 1: Sockets TCP en C

Se mostrará la creación y uso de sockets TCP en C y la interacción entre servidores y clientes escritos en diferentes lenguajes.

Se parte de un código de ejemplo que implementa un servicio de cifrado de cadenas de caracteres sencillo.

Descarga: sockets1.tar.gz

Funcionamiento

El servidor escucha en el puerto 12345 y maneja 2 tipos de peticiones con la siguiente sintaxis:

CIFRAR:<cadena a cifrar>
DESCIFRAR:<cadena a descrifrar>

Nota: todos los mensajes intercambiados (peticiones y respuestas) terminan con '\n'

Recibida la petición, en función del comando indicado, el servidor responde con la versión cifrada o descifrada de la cadena recibida como parámetro.

• El método de cifrado implementado se conoce como algoritmo del César.
• En el cifrado se reemplaza cada letra por la que está 3 posiciones más adelante en el alfabeto. El descrifrado realiza la operación complementaria.

Componentes y compilación

Se incuye una implementación en C del servidor monoproceso y otra multiproceso. Se incluyen también 2 clientes para acceder al servicio, uno escrito en C y otro en Java.

• Servidores:
  • servidor_cifrado.c
  • servidor_cifrado_multi.c
• Clientes:
  • cliente_cifrado.c
  • ClienteCifrado.java
• Código adicional
  • mierror.h, mierror.c: gestión de errores
  • cifrado.h, cifrado.c: implementación del cifrado del César

Compilación:

$ tar xzvf socket1.tar.gz
$ cd sockets1
$ make

Uso:

• Lanzar servidor

  $ ./servidor   ó    $ ./servidor_multi
  

• Lanzar los clientes en un terminal distinto

  $ ./cliente  localhost -c "cadena a cifrar"
  $ ./cliente  localhost -d "cadena a descifrar"
  
  $ java ClienteCifrado  localhost -c "cadena a cifrar"
  $ java ClienteCifrado  localhost -d "cadena a descifrar"
  

Tareas a realizar

• Inspeccionar el código proporcionado y ver las diferencias y similitudes entre el servidor monoproceso y el multiproceso y entre los clientes C y Java

• Verificar con netstat que el servidor está a la escucha

• Comprobar el funcionamiento de los dos tipos de clientes

• Comprobar con nc el envio de mensajes al servidor. Repetirlo con nc en modo escucha para comprobar el formato de los mensajes enviados por los clientes.

• Comprobar la diferencia de funcionamiento entre el servidor monoproceso y multiproceso

  Nota: para hacer más evidente la diferencia puede ser util incluir un retardo de 5 s. o 10 s. al inicio de la función procesar_peticion(...) de ambos servidores

  • Usar la función sleep(5); (requiere añadir #include <unistd.h>)

Ejercicio 2: Sockets TCP en Java

Se parte de un código de ejemplo que implementa un servidor de diccionarios.

Descarga: sockets2.tar.gz

Funcionamiento

El servidor escucha en el puerto 22222.

El protocolo que implementa maneja los siguientes mensajes (todos los mensajes intercambiados [peticiones y respuestas] terminan con un salto de línea '$\backslash$n')

BUSCAR <palabra> $\backslash$n	busca la palabra en el diccionario y devuelve su entrada o informa de que no la ha encontrado
LISTAR $\backslash$n	devuelve la lista de palabras contenidas en el diccionario
AYUDA $\backslash$n	devuelve la lista de comandos reconocidos por el servidor
SALIR $\backslash$n	termina la sesión con el servidor de diccionarios

Componentes y compilación

• Clases y ficheros:
  • ServidorDiccionario: implementación monohilo del servidor
  • GestorCliente: gestiona el diálogo con los clientes y procesa las peticiones
  • ClienteDiccionario: ejemplo de cliente, espera recibir comandos en STDIN, los envía al servidor y muestra la respuesta por pantalla
  • Diccionario: clase que encapsula un diccionario, ofrece métodos en los que delega el servidor para implentar los comandos de gestión del diccionario (buscarPalabra(), ....)
  • PeticionDiccionario: clase que encapsula una petición al servidor de diccionarios, contiene un String con el comando enviado y un array de 1 ó 2 Strings con sus argumentos.
  • general.dic: diccionario general usado por el servidor
  f
• Compilación y ejecución:

  $ tar xzvf sockets2.tar.gz
  $ cd sockets2
   
  $ javac ServidorDiccionario.java
  $ javac ClienteDiccionario.java
  
  $ java ServidorDiccionario
  $ java ClienteDiccionario localhost   (en un terminal distinto)
  

Verificar que el servidor no soporta el acceso concurrente desde dos clientes.

Tareas a realizar

Se tratará de extender el servidor de partida con 2 ampliaciones

1. Modificar el servidor para construir una versión multihilo que permita atender a varios clientes a la vez
   • Usar el esquema presentado en los apuntes (pág. 23, Tema 2)

2. Ampliar el protocolo para crear un servidor con estado que maneje diccionarios personalizados y que soporte los siguientes comandos:
   • LOGIN <usuario> $\backslash$n
     • Inicia una sesión para el usuario indicado (devuelve el mensaje USUARIO CONECTADO)
     • Crea un nuevo objeto Diccionario usando como nombre de diccionario el identificador de usuario indicado
     • Una vez creado ese objeto Diccionario (new Diccionario(''< usuario >'')) se cargará el fichero <usuario>.dic (método cargar()) con los contenidos del diccionario del usuario.
       • Si ese usuario ya existía se leerán las palabras del fichero usuario.dic
       • Si no existía el usuario, continúa con un diccionario vacio
     • El objeto Diccionario representa al diccionario privado de ese usuario y sólo será accesible mientras dure la sesión actual
       • Al recibir un comando SALIR se guarda la versión actual del diccionario en el fichero usuario.dic (método guardar()) y desaparece el objeto Diccionario [null])
   • LOGOUT
     • Finaliza la sesión del usuario actual (si lo hubiera), devuelve el mensaje USUARIO DESCONECTADO
     • Si se ha iniciado sesión, libera el diccionario personal del correspondiente usuario y el servidor pasará funcionar con el diccionario general y los comandos básicos.
     • Si no se ha iniciado sesión, informa del error con la respuesta NINGÚN USUARIO CONECTADO

   • BUSCAR <palabra> $\backslash$n
     • Si se ha iniciado sesión de usuario, se busca primero en su diccionario privado y después en el general
     • Si no se ha iniciado sesión, se busca únicamente en el diccionario general
   • LISTAR $\backslash$n
     • Si se ha iniciado sesión de usuario, muestra la lista de palabras del diccionario privado
     • Si no se ha iniciado sesión, muestra las palabras del diccionario general
   • ANADIR <palabra> <texto_definición> $\backslash$n (un espacio separa palabra y definición)
     • Si se ha iniciado sesión de usuario, añade el par (palabra, definición) al diccionario privado
     • Si no se ha iniciado sesión, devuelve mensaje COMANDO INCORRECTO
   • BORRAR <palabra> $\backslash$n
     • Si se ha iniciado sesión de usuario, borra la entrada asociada a palabra
     • Si no se ha iniciado sesión, devuelve mensaje COMANDO INCORRECTO
   • SALIR $\backslash$n
     • Si se ha iniciado sesión de usuario, guarda el diccionario privado a disco [método guardar() de la clase Diccionario]
   • AYUDA $\backslash$n
     • Muestra la lista de (todos) los comandos disponibles

Documentación a entregar

• Para el ejercicio 1 basta un comentario de las pruebas realizadas y los resultados obtenidos.
• Para el ejercicio 2 se entregarán los fragmentos de código incorporados (funciones, clases o fragmentos nuevos) para dar soporte a las ampliaciones introducidas, junto con una muestra de su ejecución y uso.