práctica 1 programación de aplicaciones distribuidas

Práctica 1Programación de Aplicaciones

Distribuidas: Sockets UDP

Laboratorio de Comunicación de DatosITT Telemática – Septiembre 2011

Aplicaciones Distribuidas Su funcionalidad se distribuye en diferentes máquinas Servidor Web Aplicación FTP eMule…

Modelo cliente-servidor: Proceso cliente: envía peticiones Proceso servidor: atiende peticiones

Necesario canal de comunicación

Introducción

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Aplicaciones Distribuidas Canal de comunicación entre dos máquinas UNIX

Introducción

Aplicacióncliente

TCP UDP

IP

Ethernet

Aplicaciónservidor

TCP UDP

IP

EthernetDirección

MAC(48 bits)

DirecciónIP

(32 bits)

PuertoTCP/UDP(16 bits)

ARP

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Asociaciones y sockets Canal de comunicación

Protocolo, dirección local, proceso local, dirección remota, proceso remoto

Como un cable que une dos procesos Socket: extremo de un canal (enchufe)

Máquina local: protocolo, dirección local, proceso local Máquina remota: protocolo, dirección remota, proceso remoto

API de sockets Proporciona estructuras de datos y funciones para la programación de

aplicaciones distribuidas

Introducción

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Establecimiento del canal: socket() Crea una canal de comunicaciones bidireccional

#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>int socket (int familia, int tipo, int protocolo)

Parámetros Familia: AF_INET Tipo:

Orientado a conexión (SOCK_STREAM), No orientado a conexión (SOCK_DGRAM)

Protocolo: 0 Devuelve identificador del socket (entero no negativo), -1 si

error. No asocia dirección IP ni puerto

Programación Sockets

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Establecimiento del canal: bind() Asigna al socket una dirección IP y un puerto (TCP/UDP) locales

determinados.#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>int bind (int sockfd,

(struct sockaddr *) direccion, int longitud)

Parámetros sockfd: identificador socket devuelto por la función socket() direccion: estructura que contiene el puerto y la dirección IP locales longitud = sizeof (direccion)

Devuelve -1 en caso de error


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Establecimiento del canal: bind() Estructura sockaddr_in (para IPv4)

#struct sockaddr_in {shortsin_family; /* AF_INET */u_short sin_port; /* puerto TCP/UDP */struct in_addr sin_addr; /* dirección IP */char sin_zero[8]; /* 8 bytes ceros */

}struct in_addr {u_long s_addr; /* dirección IP */

}


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Establecimiento del canal: bind() Estructura sockaddr genérica

#struct sockaddr {short sa_family; /* AF_xxx */char sa_data[14]; /* 14 bytes familia */

}

Uso de la estructura La estructura sockaddr siempre se pasa por referencia

(dirección) Siempre va acompañada de su tamaño

Sentido aplicaciónkernel: paso por valor Sentido kernel aplicación: paso por referencia


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Establecimiento del canal: bind()


Uso de bind() Obligatorio en el proceso servidor:

Informa al sistema operativo de que todo el tráfico recibido en un determinado puerto le corresponde

Opcional en el proceso cliente Si no se especifica puerto (sin_port=0) el SO asigna el

primero libre Si no se especifica dirección IP

(sin_addr=INADDR_ANY) se aceptan conexiones/datagramas por cualquier interfaz local

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Establecimiento del canal: Ejemplo


if ((ds = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) {error("socket");exit(1);

}

bzero ((char *) &servidor, sizeof (servidor);servidor.sin_family = AF_INET; /* familia Internet */servidor.sin_port = htons (5001); /* Puerto formato red */servidor.sin_addr.s_addr = inet_addr(“172.29.20.43”);

longitud1 = sizeof(servidor);

if( bind (ds, (struct sockaddr *) &servidor, longitud1) == -1 {error("bind");exit(1);

}

Creación del Socket UDP

Asocia el socket a una dirección IP y puerto

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Funciones auxiliares


Inicializar a cero una estructura (e.g. sockaddr_in) bzero (char * direccion, int long)

Traducir direcciónes IP formato ASCII (xx.xx.xx.xx) a formato de red (y viceversa) unsigned long inet_addr (char * dir_ascii) char * inet_ntoa (struct in_addr dir_red)

Ordenación de bytes unsigned long htonl (x) /* h->n long */ unsigned short htons (x) /*h->n short */ unsigned long ntohl (x) /* n->h long */ unsigned short ntohs (x) /* n->hshort */

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Envío de datagramas UDP: sendto()


Envía datos a través de un socket a un determinado destino#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>int sendto (int sockemisor, char * mensg,

int lgmensg, int opcion, (struct sockaddr *) destino, int lgdest);

Parámetros

Devuelve n° de bytes transmitidos, -1 en caso de error

sockemisor: descriptor socket origenmensg: datos del datagramalgmensg: longitud (n° bytes) datoslgdest = sizeof (destino)

opcion: 0destino: estructura sockaddr_in que contiene el puerto y la dirección IP

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Recepción de datagramas: recvfrom()


Espera y lee un datagrama de la cola de recepción asociada a un socket#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>int recvfrom (int sockreceptor, char * mensg,

int lgmensg, int opcion, (struct sockaddr *) origen, int *lgorig);

Parámetros

Devuelve n° de bytes recibidos, -1 en caso de error

sockemisor: descriptor socket destinomensg: buffer recepciónlgmensg: longitud (n° bytes) bufferlgorig = sizeof (destino)

opcion: 0origen: estructura sockaddr_in que almacenará el puerto y la dirección IP del emisor

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Cierre del canal: close()


Cierra el canal de comunicaciones bidireccional creado previamente por socket#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

close (int sockfd);

Parámetros sockfd: descriptor devuelto por socket()

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Arquitectura básica del servidor UDP socket(): crea el canal

bind(): asocia al canal una dirección IP y un puerto

recvfrom(): recibe datos de un cliente

sendto(): envía datos al cliente a través del socket

Práctica I

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Arquitectura básica del cliente UDP socket(): crea el canal

bind(): asocia al canal una dirección IP y un puerto

sendto(): envía datos al servidor a través del socket

recvfrom(): recibe datos del servidor

close(): cierra el canal

Práctica I

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Ejemplo: Servidor de “eco” UDP/* * Ejemplo servidor datagrama eco (ecodgramserv.c)*/

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <errno.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <netinet/in.h>#include <sys/socket.h>#include <sys/wait.h>

#define SERVPUERTO 9999 /* puerto de escucha del servidor */#define MAXBUFF 100 /* longitud máxima mensajes replicar con

ECO */

Práctica I

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Ejemplo: Servidor de “eco” UDPmain(){

int ds; /* descriptor socket */struct sockaddr_in servidor; /* info. Servidor */struct sockaddr_in cliente; /* info. Cliente */int longitud1, longitud2, n, m;char buff[MAXBUFF]; /* buffer recepción mensajes*/

if ((ds = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) {error("socket");exit(1);

}

Práctica I

Creación del Socket UDP

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Ejemplo: Servidor de “eco” UDP

bzero ((char *) &servidor, sizeof (servidor);servidor.sin_family = AF_INET; /* familia */servidor.sin_port = htons (PUERTO); /*formato red */servidor.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* Cualquier IP */

longitud1 = sizeof(servidor);

if( bind(ds,(struct sockaddr *)&servidor, longitud1) == -1 {

error("bind");exit(1);

}

Práctica I

Inicializar sockaddr_in

Enlazar la dirección local al socket

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Ejemplo: Servidor de “eco” UDPfor (;;) {

longitud2 = sizeof (cliente);bzero ((char *) &cliente, longitud2);

n = recvfrom(ds, buff, MAXBUFF, 0, (struct sockaddr *)&cliente, &longitud2);

if (n == -1) {error ("recvfrom");exit (1);

}

printf (“Datagrama procedente de %s\n",inet_ntoa (cliente.sin_addr));

printf (“Butes recibidos: %d\n",n);printf(“Contenido datagrama: %s\n",buff);

Práctica I

Recibir datagrama

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Ejemplo: Servidor de “eco” UDPm = sendto (ds, buff, n, 0,

(struct sockaddr *)&cliente, &longitud2);if (m == -1) {

error (“sendto");exit (1);

}}

close (ds);}void error (char * mensaje){

perror (mensaje);exit(1);

}

Práctica I

Enviar datagrama

Cerrar socket

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Bibliografía

J. M. Arco Rodriguez et al. Programación de Aplicaciones en Redes de Comunicaciones bajo Entorno Unix

Páginas man de Linux

Referencias

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práctica 1 programación de aplicaciones distribuidas

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