intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Giáo trình Lập trình mạng với ngôn ngữ java: Phần 2

Chia sẻ: Nguyễn Văn H | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:85

77
lượt xem
14
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nối tiếp phần 1, phần 2 sách gồm 5 chương 6,7,8,9,10 lần lượt trình bày các thông tin với chủ đề về: Lập trình socket cho giao thức TCP, lập trình ứng dụng cho giao thức UDP, tuần tự hóa đối tượng và ứng dụng trong lập trình mạng, phân tán đối tượng bằng java RMI, xử lý cơ sở dữ liệu trong java. Mời các bạn cùng tìm hiểu giáo trình Lập trình mạng với ngôn ngữ java.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Lập trình mạng với ngôn ngữ java: Phần 2

Chương 6<br /> <br /> Lập trình Socket cho giao thức TCP<br /> 1. Mô hình client/server<br /> Mô hình được phổ biến nhất và được chấp nhận rộng rãi trong các hệ thống phân tán<br /> là mô hình client/server. Trong mô hình này sẽ có một tập các tiến trình mà mỗi tiến trình<br /> đóng vai trò như là một trình quản lý tài nguyên cho một tập hợp các tài nguyên cho trước và<br /> một tập hợp các tiến trình client trong đó mỗi tiến trình thực hiện một tác vụ nào đó cần truy<br /> xuất tới tài nguyên phần cứng hoặc phần mềm dùng chung. Bản thân các trình quản lý tài<br /> nguyên cần phải truy xuất tới các tài nguyên dùng chung được quản lý bởi một tiến trình<br /> khác, vì vậy một số tiến trình vừa là tiến trình client vừa là tiến trình server. Các tiến trình<br /> phát ra các yêu cầu tới các server bất kỳ khi nào chúng cần truy xuất tới một trong các tài<br /> nguyên của các server. Nếu yêu cầu là đúng đắn thì server sẽ thực hiện hành động được<br /> yêu cầu và gửi một đáp ứng trả lời tới tiến trình client.<br /> Mô hình client/server cung cấp một cách tiếp cận tổng quát để chia sẻ tài nguyên<br /> trong các hệ thống phân tán. Mô hình này có thể được cài đặt bằng rất nhiều môi trường<br /> phần cứng và phần mềm khác nhau. Các máy tính được sử dụng để chạy các tiến trình<br /> client/server có nhiều kiểu khác nhau và không cần thiết phải phân biệt giữa chúng; cả tiến<br /> trình client và tiến trình server đều có thể chạy trên cùng một máy tính. Một tiến trình server<br /> có thể sử dụng dịch vụ của một server khác.<br /> Mô hình truyền tin client/server hướng tới việc cung cấp dịch vụ. Quá trình trao đổi dữ<br /> liệu bao gồm:<br /> 1. Truyền một yêu cầu từ tiến trình client tới tiến trình server<br /> 2. Yêu cầu được server xử lý<br /> 3. Truyền đáp ứng cho client<br /> Mô hình truyền tin này liên quan đến việc truyền hai thông điệp và một dạng đồng bộ<br /> hóa cụ thể giữa client và server. Tiến trình server phải nhận thức được thông điệp được yêu<br /> cầu ở bước một ngay khi nó đến và hành động phát ra yêu cầu trong client phải được tạm<br /> dừng (bị phong tỏa) và buộc tiến trình client ở trạng thái chờ cho tớ khi nó nhận được đáp<br /> ứng do server gửi về ở bước ba.<br /> Mô hình client/server thường được cài đặt dựa trên các thao tác cơ bản là gửi (send)<br /> và nhận (receive).<br /> <br /> 119<br /> <br /> Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn<br /> <br /> Client<br /> Server<br /> <br /> Request message<br /> <br /> Wait<br /> <br /> Reply Execution<br /> <br /> Request message<br /> <br /> Tiến trình đang xử lý<br /> <br /> Tiến trình đang phong tỏa<br /> Hình 4.1<br /> Quá trình giao tiếp client và server có thể diễn ra theo một t rong hai chế độ: bị phong<br /> tỏa (blocked) và không bị phong tỏa (non-blocked).<br /> Chế độ bị phong tỏa (blocked):<br /> Trong chế độ bị phong tỏa, khi tiến trình client hoặc server phát ra lệnh gửi dữ liệu<br /> (send), việc thực thi của tiến trình sẽ bị tạm ngừng cho tới khi tiến trình nhận phát ra lệnh<br /> nhận dữ liệu (receive).<br /> Tương tự đối với tiến trình nhận dữ liệu, nếu tiến trình nào đó (client hoặc server) phát<br /> ra lệnh nhận dữ liệu, mà tại thời điểm đó chưa có dữ liệu gửi tới thì việc thực thi của tiến<br /> trình cũng sẽ bị tạm ngừng cho tới khi có dữ liệu gửi tới.<br /> Chế độ không bị phong tỏa (non-blocked)<br /> Trong chế độ này, khi tiến trình client hay server phát ra lệnh gửi dữ liệu thực sự, việc<br /> thực thi của tiến trình vẫn được tiến hành mà không quan tâm đến việc có tiến trình nào phát<br /> ra lệnh nhận dữ liệu đó hay không.<br /> Tương tự cho trường hợp nhận dữ liệu, khi tiến trình phát ra lệnh nhận dữ liệu, nó sẽ<br /> nhận dữ liệu hiện có, việc thực thi của tiến trình vẫn được tiến hành mà không quan tâm đến<br /> việc có tiến trình nào phát ra lệnh gửi dữ liệu tiếp theo hay không.<br /> <br /> 2. Các kiến trúc Client/Server<br /> 2.1. Client/Server hai tầng (two-tier client/server)<br /> Kiến trúc client/server đơn giản nhất là kiến trúc hai tầng. Trong thực tế hầu hết các<br /> kiến trúc client/server là kiến trúc hai tầng. Một ứng dụng hai tầng cung cấp nhiều trạm làm<br /> việc với một tầng trình diễn thống nhất, tầng này truyền tin với tầng lưu trữ dữ liệu tập trung.<br /> Tầng trình diễn thông thường là client, và tầng lưu trữ dữ liệu là server.<br /> Hầu hết các ứng dụng Internet như là email, telnet, ftp thậm chí là cả Web là các ứng<br /> dụng hai tầng. Phần lớn các lập trình viên trình ứng dụng viết các ứng dụng client/server có<br /> xu thế sử dụng kiến trúc này.<br /> <br /> 120<br /> <br /> Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn<br /> <br /> Trong ứng dụng hai tầng truyền thống, khối lượng công việc xử lý được dành cho<br /> phía client trong khi server chỉ đơn giản đóng vai trò như là chương trình kiểm soát luồng<br /> vào ra giữa ứng dụng và dữ liệu. Kết quả là không chỉ hiệu năng của ứng dụng bị giảm đi do<br /> tài nguyên hạn chế của PC, mà khối lượng dữ liệu truyền đi trên mạng cũng tăng theo. Khi<br /> toàn bộ ứng dụng được xử lý trên một PC, ứng dụng bắt buộc phải yêu cầu nhiều dữ liệu<br /> trước khi đưa ra bất kỳ kết quả xử lý nào cho người dùng. Nhiều yêu cầu dữ liệu cũng làm<br /> giảm hiệu năng của mạng. Một vấn đề thường gặp khác đối với ứng dụng hai tầng là vấn đề<br /> bảo trì. Chỉ cần một thay đổi nhỏ đối với ứng dụng cũng cần phải thay đổi lại toàn bộ ứng<br /> dụng client và server.<br /> <br /> Hình 4.2<br /> 2.2. Client/Server ba tầng<br /> Ta có thể tránh được các vấn đề của kiến trúc client/server hai tầng bằng cách mở<br /> rộng kiến trúc thành ba tầng. Một kiến trúc ba tầng có thêm một tầng mới tác biệt việc xử lý<br /> dữ liệu ở vị trí trung tâm.<br /> <br /> Hình 4.3<br /> <br /> 121<br /> <br /> Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn<br /> <br /> Theo kiến trúc ba tầng, một ứng dụng được chia thành ba tầng tách biệt nhau về mặt<br /> logic. Tầng đầu tiên là tầng trình diễn thường bao gồm các giao diện đồ họa. Tầng thứ hai,<br /> còn được gọi là tầng trung gian hay tầng tác nghiệp. Tầng thứ ba chứa dữ liệu cần cho ứng<br /> dụng. Tầng thứ ba về cơ bản là chương trình thực hiện các lời gọi hàm để tìm kiếm dữ liệu<br /> cần thiết. Tầng trình diễn nhận dữ liệu và định dạng nó để hiển thị. Sự tách biệt giữa chức<br /> năng xử lý với giao diện đã tạo nên sự linh hoạt cho việc thiết kế ứng dụng. Nhiều giao diện<br /> người dùng được xây dựng và triển khai mà không làm thay đổi logic ứng dụng.<br /> Tầng thứ ba chứa dữ liệu cần thiết cho ứng dụng. Dữ liệu này có thể bao gồm bất kỳ<br /> nguồn thông tin nào, bao gồm cơ sở dữ liệu như Oracale, SQL Server hoặc tài liệu XML.<br /> 2.3. Kiến trúc n-tầng<br /> Kiến trúc n-tầng được chia thành các tầng như sau:<br />  Tầng giao diện người dùng: quản lý tương tác của người dùng với ứng dụng<br /> <br /> <br /> Tầng logic trình diễn: Xác định cách thức hiển thị giao diện người dùng và các yêu<br /> cầu của người dùng được quản lý như thế nào.<br /> <br /> <br /> <br /> Tầng logic tác nghiệp: Mô hình hóa các quy tắc tác nghiệp,<br /> <br /> <br /> <br /> Tầng các dịch vụ hạ tầng: Cung cấp một chức năng bổ trợ cần thiết cho ứng dụng<br /> như các thành phần (truyền thông điệp, hỗ trợ giao tác).<br /> <br /> 3. Mô hình truyền tin socket<br /> Server<br /> <br /> Client<br /> <br /> Socket()<br /> <br /> 1<br /> <br /> Socket()<br /> <br /> Bind()<br /> <br /> 2<br /> <br /> Bind()<br /> <br /> Listen()<br /> <br /> 3<br /> 4<br /> <br /> Connect()<br /> <br /> Accept()<br /> <br /> 5<br /> <br /> Các chức<br /> năng gửi<br /> và nhận<br /> <br /> 6<br /> <br /> Các chức<br /> năng gửi<br /> và nhận<br /> <br /> Close()<br /> <br /> 7<br /> <br /> Close()<br /> <br /> Hình 4.4<br /> <br /> 122<br /> <br /> Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn<br /> <br /> Khi lập trình, ta cần quan tâm đến chế độ bị phong tỏa, vì nó có thể dẫn đến tình<br /> huống một tiến trình nào đó sẽ rơi vào vòng lặp vô hạn của quá trình gửi hoặc nhận.<br /> Trong chương 1 chúng ta đã biết hai giao thức TCP và UDP là các giao thức tầng<br /> giao vận để truyền dữ liệu. Mỗi giao thức có những ưu và nhược điểm riêng. Chẳng hạn,<br /> giao thức TCP có độ tin cậy truyền tin cao, nhưng tốc độ truyền tin bị hạn chế do phải có giai<br /> đoạn thiết lập và giải phóng liên kết khi truyền tin, khi gói tin có lỗi hay bị thất lạc thì giao<br /> thức TCP phải có trách nhiệm truyền lại,…Ngược lại, giao thức UDP có tốc độ truyền tin rất<br /> nhanh vì nó chỉ có một cơ chế truyền tin rất đơn giản: không cần phải thiết lập và giải phóng<br /> liên kết. Khi lập trình cho TCP ta sử dụng các socket luồng, còn đối với giao thức UDP ta<br /> sẽ sử dụng lớp DatagramSocket và DatagramPacket.<br /> Truyền tin hướng liên kết nghĩa là cần có giai đoạn thiết lập liên kết và giải phóng liên<br /> kết trước khi truyền tin. Dữ liệu được truyền trên mạng Internet dưới dạng các gói (packet)<br /> có kích thước hữu hạn được gọi là datagram. Mỗi datagram chứa một header và một<br /> payload. Header chứa địa chỉ và cổng cần truyền gói tin đến, cũng như địa chỉ và cổng xuất<br /> phát của gói tin, và các thông tin khác được sử dụng để đảm bảo độ tin cậy truyền tin,<br /> payload chứa dữ liệu. Tuy nhiên do các datagram có chiều dài hữu hạn nên thường phải<br /> phân chia dữ liệu thành nhiều gói và khôi phục lại dữ liệu ban đầu từ các gói ở nơi nhận.<br /> Trong quá trình truyền tin có thể có thể có một hay nhiều gói bị mất hay bị hỏng và cần phải<br /> truyền lại hoặc các gói tin đến không theo đúng trình tự. Để tránh những điều này, việc phân<br /> chia dữ liệu thành các gói, tạo các header, phân tích header của các gói đến, quản lý danh<br /> sách các gói đã nhận được và các gói chưa nhận được, ... rất nhiều công việc cần phải thực<br /> hiện, và đòi hỏi rất nhiều phần mềm phức tạp.<br /> Thật may mắn, ta không cần phải tự thực hiện công việc này. Socket là một cuộc cách<br /> mạng của Berkeley UNIX. Chúng cho phép người lập trình xem một liên kết mạng như là<br /> một luồng mà có thể đọc dữ liệu ra hay ghi dữ liệu vào từ luồng này.<br /> Về mặt lịch sử Socket là một sự mở rộng của một trong những ý tưởng quan trọng<br /> nhất của UNIX: tất cả các thao tác vào/ra giống như vào ra tệp tin đối với người lập trình,<br /> cho dù ta đang làm việc với bàn phím, màn hình đồ họa, một file thông thường, hay một liên<br /> kết mạng. Các Socket che dấu người lập trình khỏi các chi tiết mức thấp của mạng như môi<br /> kiểu đường truyền, các kích thước gói, yêu cầu truyền lại gói, các địa chỉ mạng...<br /> Một socket có thể thực hiện bảy thao tác cơ bản:<br /> <br /> <br /> Kết nối với một máy ở xa (ví dụ, chuẩn bị để gửi và nhận dữ liệu)<br /> <br /> <br /> <br /> Gửi dữ liệu<br /> <br /> <br /> <br /> Nhận dữ liệu<br /> <br /> <br /> <br /> Ngắt liên kêt<br /> <br /> <br /> <br /> Gán cổng<br /> <br /> <br /> <br /> Nghe dữ liệu đến<br /> <br /> <br /> <br /> Chấp nhận liên kết từ các máy ở xa trên cổng đã được gán<br /> <br /> Lớp Socket của Java được sử dụng bởi cả client và server, có các phương thức<br /> tương ứng với bốn thao tác đầu tiên. Ba thao tác cuối chỉ cần cho server để chờ các client<br /> liên kết với chúng. Các thao tác này được cài đặt bởi lớp ServerSocket. Các socket cho<br /> client thường được sử dụng theo mô hình sau:<br /> <br /> <br /> Một socket mới được tạo ra bằng cách sử dụng hàm Socket().<br /> <br /> <br /> <br /> Socket cố gắng liên kết với một host ở xa.<br /> <br /> <br /> <br /> Mỗi khi liên kết được thiết lập, các host ở xa nhận các luồng vào và luồng ra từ<br /> socket, và sử dụng các luồng này để gửi dữ liệu cho nhau. Kiểu liên kết này được gọi<br /> <br /> 123<br /> <br /> Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn<br /> <br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
4=>1