Bài giảng Mạng máy tính - Chương 7: Tầng ứng dụng (Phần 2) - Ngô Hồng Sơn

1Lập trình socket
Socket API
r ðưa ra trong BSD4.1 UNIX, 
1981
r Cho phép ứng dụng tạo ra và
sử dụng socket
r Nguyên lý client/server 
r Có hai dạng socket

 Truyền gói tin, không tin 
cậy

 Truyền dòng bytes, tin cậy
Là giao diện (cửa) do ứng
dụng tạo ra trên máy
trạm, quản lý bới OS qua 
ñó các ứng dụng có thể gửi
và nhận thông ñiệp ñến/từ
các ứng dụng khác
socket
Mục ñích: làm thế nào ñể xây dựng các ứng dụng
client/server truyền dữ liệu qua socket
2Lập trình socket vớiTCP
Socket: cửa giao tiếp giữa các tiến trình và giao thức
giao vận (UCP hoặc TCP)
Dịch vụ TCP: truyền các bytes tin cậy từ một tiến trình
ñến các tiến trình khác
Tiến trình
TCP với
Bộ ñệm,
Các biến
socket
ðiều khiển bới
Lập trình viên
ðiều khiển bởi
Hệ ñiều hành
Máy trạm, 
máy chủ
Tiến trình
TCP với
Bộ ñệm,
Các biến
socket
internet
ðiều khiển bới
Lập trình viên
ðiều khiển bởi
Hệ ñiều hành
Máy trạm, 
máy chủ
3Lập trình socket với TCP
Client phải gửi yêu cầu tới server
r Tiến trình máy chủ phải ñang
ñược thực hiện
r máy chủ phải mở socket 
(cổng) ñể nhận yêu cầu từ
client
Client yêu cầu server bằng cách:
r Tạo một socket TCP trên máy
r Chỉ rõ IP address & port 
number của tiến trình máy chủ
r Khi client tạo socket: client 
TCP tạo liên kết tới server 
TCP
r khi ñược client liên lạc, server 
TCP tạo socket mới ñể tiến
trình máy chủ giao tiếp với
client

 cho phép nói chuyện với
nhiều clients

 phân biệt client bằng số
hiệu cổng (chương 3)
TCP cung cấp dịch vụ truyền dòng
bytes tin cậy và có thứ tự
giữa client và server
ðối với ứng dụng
4Tương tác giữa client/server qua socket 
TCP
chờ yêu cầu tới
connectionSocket =
welcomeSocket.accept()
tạo socket,
port=x, cho yêu cầu tới:
welcomeSocket = 
ServerSocket()
tạo socket,
kết nối tới hostid, port=x
clientSocket = 
Socket()
ñóng socket
connectionSocket
ñọc trả lời tại
clientSocket
ñóng
clientSocket
Server
(máy hostid)
Client
gửi yêu cầu từ
clientSocketnhận yêu cầu từ
connectionSocket
trả lời tại
connectionSocket
Tạo liên kết
TCP
5o
u
t
T
o
S
e
r
v
e
r
to network from network
i
n
F
r
o
m
S
e
r
v
e
r
i
n
F
r
o
m
U
s
e
r
keyboard monitor
Process
clientSocket
input
stream
input
stream
output
stream
TCP
socket
Client
process
client TCP 
socket
Stream
r stream một chuỗi ký tự
vào/ra một tiến trình.
r input stream ñược gắn với
một nguồn vào, e.g. bàn
phím, socket
r output stream ñược gắn với
một nguồn ra, e.g., màn hình
socket.
6Lập trình socket với TCP
Ví dụ về ứng dụng client-server:
1) client ñọc các dòng văn bản do người dùng gõ từ
bàn phím (inFromUser stream) , gửi tới server 
qua socket (outToServer stream)
2) server ñọc các dòng gửi từ socket
3) server chuyển sang chữ hoa và gửi trả lại cho
client
4) client ñọc và in lại dòng văn bản nhận ñược từ
socket (inFromServer stream)
7Ví dụ: Java client (TCP)
import java.io.*; 
import java.net.*; 
class TCPClient { 
public static void main(String argv[]) throws Exception 
{ 
String sentence; 
String modifiedSentence; 
BufferedReader inFromUser = 
new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); 
Socket clientSocket = new Socket("hostname", 6789); 
DataOutputStream outToServer = 
new DataOutputStream(clientSocket.getOutputStream());
Tạo
input stream
Tạo
client socket, 
nối tới server
Tạo
output stream
nối tới socket
8Ví dụ: Java client (TCP), cont.
BufferedReader inFromServer = 
new BufferedReader(new
InputStreamReader(clientSocket.getInputStream())); 
sentence = inFromUser.readLine(); 
outToServer.writeBytes(sentence + '\n'); 
modifiedSentence = inFromServer.readLine(); 
System.out.println("FROM SERVER: " + modifiedSentence); 
clientSocket.close(); 
} 
}
tạo
input stream
nối tới socket
Gửi tới
server
ñọc tin từ
server
9Ví dụ: Java server (TCP)
import java.io.*; 
import java.net.*; 
class TCPServer { 
public static void main(String argv[]) throws Exception 
{ 
String clientSentence; 
String capitalizedSentence; 
ServerSocket welcomeSocket = new ServerSocket(6789); 
while(true) { 
Socket connectionSocket = welcomeSocket.accept(); 
BufferedReader inFromClient = 
new BufferedReader(new
InputStreamReader(connectionSocket.getInputStream())); 
Tạo socket
chờ tại port 6789
chờ yêu cầu
từ client
tạo input stream, 
nối tới socket
10
Ví dụ: Java server (TCP), cont
DataOutputStream outToClient = 
new DataOutputStream(connectionSocket.getOutputStream());
clientSentence = inFromClient.readLine(); 
capitalizedSentence = clientSentence.toUpperCase() + '\n'; 
outToClient.writeBytes(capitalizedSentence); 
} 
} 
}
ñọc thông tin 
từ socket
tạo output 
stream 
nối tới socket
ghi ra socket
kết thúc while loop
và chờ yêu cầu từ client khác
11
Chương 2: Tầng ứng dụng
r 2.1 Nguyên lý của các
ứng dụng mạng
r 2.2 Web và HTTP
r 2.3 FTP – File Transfer 
Protocol
r 2.4 Electronic Mail

 SMTP, POP3, IMAP
r 2.5 DNS
r 2.6. Lập trình socket với
TCP
r 2.7. Lập trình socket với
UDP
12
Lập trình socket với UDP
UDP: không có liên kết giữa
client và
r không có giai ñoạn bắt tay
r bên gửi chỉ rõ IP address và
port number của phía nhận
trên mỗi gói tin
r server sẽ tìm ñịa chỉ IP và số
hiệu cổng tương ứng bên
trong gói tin
UDP: các gói tin có thể bị mất
hoặc ñến không theo thứ tự
ðối với ứng dụng
UDP cung cấp dịch vụ truyền dữ
liệu không tin cậy giữa
client và server
13
Tương tác client/server qua UDP socket
ñóng
clientSocket
Server (máy hostid)
ñọc trả lời tại
clientSocket
tạo socket,
clientSocket = 
DatagramSocket()
Client
tạo gói tin, ñ/c (hostid, port=x,
gửi gói tin từ clientSocket
tạo socket,
port=x, cho các y/c ñến:
serverSocket = 
DatagramSocket()
ñọc y/c từ
serverSocket
ghi trả lời lên
serverSocket
chỉ rõ ñ/c, cổng
của client
14
Ví dụ: Java client (UDP)
s
e
n
d
P
a
c
k
e
t
to network from network
r
e
c
e
i
v
e
P
a
c
k
e
t
i
n
F
r
o
m
U
s
e
r
keyboard monitor
Process
clientSocket
UDP
packet
input
stream
UDP
packet
UDP
socket
Output: gửi gói tin 
(nhắc lại: TCP gửi
“byte stream”)
Input: ñọc gói tin 
(nhắc lại: TCP gửi
“byte stream”)
Client
process
client UDP 
socket
15
Ví dụ: Java client (UDP)
import java.io.*; 
import java.net.*; 
class UDPClient { 
public static void main(String args[]) throws Exception 
{ 
BufferedReader inFromUser = 
new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); 
DatagramSocket clientSocket = new DatagramSocket(); 
InetAddress IPAddress = InetAddress.getByName("hostname");
byte[] sendData = new byte[1024]; 
byte[] receiveData = new byte[1024]; 
String sentence = inFromUser.readLine(); 
sendData = sentence.getBytes();
Tạo
input stream
Tạo
client socket
chuyển ñổi
hostname ->IP 
sử dụng DNS
16
Ví dụ: Java client (UDP), cont.
DatagramPacket sendPacket = 
new DatagramPacket(sendData, sendData.length, IPAddress, 9876); 
clientSocket.send(sendPacket); 
DatagramPacket receivePacket = 
new DatagramPacket(receiveData, receiveData.length); 
clientSocket.receive(receivePacket); 
String modifiedSentence = 
new String(receivePacket.getData()); 
System.out.println("FROM SERVER:" + modifiedSentence); 
clientSocket.close(); 
} 
}
Tạo datagram với
data-to-send,
length, IP addr, port
Gửi datagram
tới server
ñọc datagram
từ server
17
Ví dụ: Java server (UDP)
import java.io.*; 
import java.net.*; 
class UDPServer { 
public static void main(String args[]) throws Exception 
{ 
DatagramSocket serverSocket = new DatagramSocket(9876); 
byte[] receiveData = new byte[1024]; 
byte[] sendData = new byte[1024]; 
while(true) 
{ 
DatagramPacket receivePacket = 
new DatagramPacket(receiveData, receiveData.length); 
serverSocket.receive(receivePacket);
Tạo
datagram socket
tại cổng 9876
Tạo vùng ñệm
nhận datagram
Nhận
datagram
18
Ví dụ: Java server (UDP), cont
String sentence = new String(receivePacket.getData());
InetAddress IPAddress = receivePacket.getAddress(); 
int port = receivePacket.getPort(); 
String capitalizedSentence = sentence.toUpperCase(); 
sendData = capitalizedSentence.getBytes(); 
DatagramPacket sendPacket = 
new DatagramPacket(sendData, sendData.length, IPAddress, 
port); 
serverSocket.send(sendPacket); 
} 
} 
}
Lấy IP addr
port # của người
gửi
Ghi
datagram
ra socket
Kết thúc vòng while,
chờ datagram khác
Tạo datagram
ñể gửi tới client