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Programación para redescon Java
Jorge Eduardo Ibarra Esquer
Programación para redes
Clases en java.netProtocolosSocketsDatagramasAplicaciones cliente-servidor
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Programación para redes
Java presenta de forma estándarpara todas las plataformas y sistemas operativos, un conjunto de clases que permiten la comunicaciónentre aplicaciones que se ejecutanen distintas computadoras.
Programación para redes
El paquete java.net del API de Java incluye las clases necesarias paraestablecer conexiones, crear servidores, enviar y recibir datos, y para el resto de operaciones utilizadas en lascomunicaciones a través de redes de computadoras.
ServletsRMI Java IDL.
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Fundamentos de TCP/IP
El Protocolo de Control de Transmisión y Protocolo de Internet (TCP/IP) se define como un grupo de protocolos que permiteque dos aplicaciones en dos nodos de unared se comuniquen y compartaninformación.
Fundamentos de TCP/IP
TCP/IP se organiza como capas de subprotocolos, cada uno con susfunciones específicas que en conjuntoproporcionan la funcionalidad apropiadapara lograr la comunicación de datos.
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Las capas de TCP/IPAplicación: Se compone de protocolos paraaplicaciones específicasTransporte: Proporcionaun medio de transmisión a la aplicaciónRed: Lleva los paquetes a través de la red (IP)Enlace: Controladores y hardware
Aplicación
Transporte
Red
Enlace
Protocolos (Transporte)
TCP: Es la parte del grupo que haceconfiable a IP. Garantiza que los datoslleguen a su destino y se recibancorrectamente. Orientado a conexión.UDP: Actúa como un medio de broadcasting. Envía paquetes de datos(datagramas) de una aplicación a otra.
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Protocolos (Red)
IP: Es responsable del movimiento de los datagramas entre dos puntos.ICMP (Internet Control Message Protocol): Maneja mensajes internos de control y error entre ruteadores y computadoras.IGMP (Internet Group Management Protocol)
Protocolos (Enlace)
ARP (Address Resolution Protocol): Convierte direcciones IP a direccionesde hardware.RARP (Reverse ARP)
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Protocolos (Aplicación)
HTTP (Protocolo de Transferencia de Hipertexto).IIOB (Internet Inter-ORB Protocol): Comunicación entre objetos en la red.RMI (Remote Method Invocation)FTP (Protocolo de Transferencia de Archivos)
El paquete java.net
El paquete java.net del API de Java incluye las clases necesarias paraestablecer conexiones, crearservidores, enviar y recibir datos, y para el resto de operacionesutilizadas en las comunicaciones a través de redes de computadoras.
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Cuando se escriben programas Java que se comunican a través de la red, se está programando en la capa de aplicación. Para la elaboración de dichos programas, se pueden utilizarlas clases del paquete java.net
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URL
URL es un acrónimo que viene de Uniform Resource Locator y esuna referencia (una dirección) a un recurso de Internet.
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URL
http://www.uabc.mx:80/documentos/index.html
Protocolo Host Puerto Ruta al archivo
Recurso
Clase java.net.URLConstructor Summary
URL(String spec)Creates a URL object from the String representation.
URL(String protocol, String host, int port, String file)Creates a URL object from the specified protocol, host, port number, and file.
URL(String protocol, String host, int port, String file, URLStreamHandler handler)Creates a URL object from the specified protocol, host, port number, file, and
handler.
URL(String protocol, String host, String file)Creates a URL from the specified protocol name, host name, and file name.
URL(URL context, String spec)Creates a URL by parsing the given spec within a specified context.
URL(URL context, String spec, URLStreamHandler handler)Creates a URL by parsing the given spec with the specified handler within a
specified context.
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Crear una URL
Escribir un programa en Java quereciba una URL desde la línea de comando y cree un objeto del tipo URL
Crear una URL relativa
Escribir un programa en Java que reciba unaURL desde la línea de comando y variosarchivos. Cree un objeto del tipo URL y a partir de éste, uno por cada uno de los archivos proporcionados.
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MalformedURLException
Cada uno de los constructores de URL lanza una MalformedURLException silos argumentos del constructor son nulos o el protocolo es desconocido. Típicamente, se querrá capturar y manejar esta excepción.
MalformedURLException
Normalmente se deberá introducir el constructor de URL en un par try/catch. try {
URL myURL = new URL(. . .)} catch (MalformedURLException e) { . . . // Aquí va el código del manejador de excepciones. . .}
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Capturar Excepciones al crearuna URL
Agregar a los programas anteriores la captura y manejo de excepciones quesean necesarias.
Nota:
Las URLs son objetos de "una sólaescritura". Una vez que se ha creadoun objeto URL no se puede cambiarninguno de sus atributos (protocolo, nombre del host, nombre del archivoni número de puerto).
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Analizar una URL
La clase URL proporciona variosmétodos que permiten preguntar a los objetos URL. Puede obtener el protocolo, nombre de host, númerode puerto, y nombre de archivo de una URL utilizando estos métodosaccesorios.
Analizar una URLgetProtocol() Devuelve el identificador
de protocolo de la URL. getHost() Devuelve el nombre del host
de la URL. getPort() Devuelve el número del puerto
de la URL. getFile() Devuelve el nombre de archivo
de la URL. getRef() Obtiene la referencia de la URL.
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Analizar una URL
Escribir un programa que cree una URL a partir de un argumento de la línea de comando y obtenga cada uno de suscomponentes.
Leer desde una URL
Después de haber creado satisfactoriamenteuna URL, se puede llamar al métodoopenStream() de la clase URL paraobtener un canal desde el que poder leer el contenido de la URL. El método regresa un objeto java.io.InputStream por lo que se puede leer normalmente de la URL utilizando los métodos normales de InputStream.
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Leer desde una URL
BufferedReader buf=new BufferedReader(newInputStreamReader(unaURL.openStream( )));
String inputLine;
while ((inputLine = buf.readLine()) != null) {
System.out.println(inputLine);}buf.close();
Leer desde una URL
Escribir un programa que cree unaURL, lea un archivo HTML y lo muestreen la pantalla.
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Conectar con una URL
Si se ha creado satisfactoriamenteuna URL, se puede llamar al métodoopenConnection() de la clase URL para conectar con ella. Al conectarsecon una URL se habrá inicializado un enlace de comunicación entre un programa Java y la URL a través de la red.
Conectar con una URL
try { URL yahoo = new URL("http://www.yahoo.com/"); URLConnection
yahooCon=yahoo.openConnection();} catch (MalformedURLException e) { // nueva URL() fallida . . .} catch (IOException e)
{ // openConnection() fallida . . .}
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Conectar con una URL
Si es posible, el método openConnection()crea un nuevo objeto URLConnection, lo inicializa, conecta con la URL y devuelve el objeto URLConnection. Si algo va mal -- porejemplo, el servidor de Yahoo está apagado-- el método openConnection() lanza unaIOException.
La clase URLConnection
Esta clase es la superclase de todas lasclases que representan un enlace de comunicaciones entre una aplicación y un URL.Las instancias de esta clase puedenutilizarse tanto para leer como paraescribir al recurso referenciado por la URL
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La clase URLConnection
Los métodos de URLConnection tambiénpueden utilizarse para inspeccionar laspropiedades del objeto remoto antes de transportarlo al entorno local.
La clase URLConnection
Algunas de esas propiedades las podemosobtener con estos métodos:
getContentEncodinggetContentLengthgetContentTypegetDategetExpirationgetLastModifed
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Leer desde un URL con URLConnection
Para leer datos desde una conexión a un URL, debemos obtener una referencia al flujo de entrada:
URLConnection conexion = url.openConnection();BufferedReader dis = new BufferedReader(new
InputStreamReader(conexion.getInputStream()));
Leer desde una URL con URLConnection
Escribir un programa que se conecte a una URL, obtenga sus propiedades, lea su contenido y lo muestre en la pantalla.
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Escribir a un URLMuchas páginas HTML contienen formasque permiten introducir datos en el servidor. Después de teclear la información requerida e iniciar la peticiónpulsando un botón, el navegador que se utiliza escribe los datos en la URL a travésde la red. Después, la otra parte de la conexión los procesa, y envía de vueltauna respuesta, normalmente en la forma de una nueva página HTML.
Escribir a un URLLos programas Java también puedeninteractuar con los scripts del ladodel servidor. Sólo deben poderescribir a una URL, así proporcionanlos datos al servirdor. Un programapuede hacer esto siguiendo los siguientes pasos:
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Escribir a un URL
Crear un URLAbrir una conexión con el URLObtener el flujo de salida sobre la conexión. Este canal de salida estáconectado al canal de entrada estándardel scriptEscribir en el flujo de salidaCerrar el flujo de salida
Escribir a un URL
Para obtener el flujo de salida, hacemos lo siguiente:
conexion.setDoOutput(true);PrintStream outStream = new
PrintStream(conexion.getOutputStream());outStream.println(“Cadena codificada”);outStream.close();
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Escribir a un URL
Los datos que se envíen al URL deben estarcodificados. Por ejemplo, la cadena “Dos palabras” se codificará como “Dos+Palabras”
Para codificar una cadena, utilizamos el métodoencode de la clase URLEncoder
String cadenaEnc=URLEncoder.encode(cadena,”UTF-8”);
Escribir a un URL
Los datos se envían como pares variable=valor de la siguiente forma:
?var1=valor1&var2=valor2&…
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Escribir a un URL
Escribir un programa que envíe datos a un script en un servidor web y quemuestre la respuesta del servidor en la pantalla
http://yaqui.mxl.uabc.mx/~jorgeeie/practicas/script.php?nombre=Jorge+Ibarra&email=jorgeeie%40uabc.mx
La clase HttpURLConnection
Esta clase extiende a la claseURLConnection, a la vez que agregaatributos y métodos adecuados paratrabajar con el protocolo HTTP
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La clase HttpURLConnection
Métodos:setRequestMethod(String method);
El método puede ser alguno de:GET, POST, PUT, OPTIONS, DELETE, HEAD o TRACE
La clase HttpURLConnection
Métodos:int getResponseCode();
El código de respuesta del servidor puedeser, entre otros:HTTP_OKHTTP_NOT_FOUNDHTTP_FORBIDDEN
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La clase HttpURLConnection
Para crear una instancia de esta clase, hacemos lo siguiente:
HttpURLConnection conexion;
conexion= (HttpURLConnection)url.openConnection();
Escribir a un URL con HttpURLConnection
Escribir un programa que envíe datos a un script en un servidor web y que cree un objetoa partir de la respuesta del servidor.
http://yaqui.mxl.uabc.mx/~jorgeeie/practicas/persona.php?nombre=Jorge+Ibarra&email=jorgeeie%40uabc.mx&edad=27
&estatura=1.70
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Sockets
Las URLs y URLConnections se utilizan paracomunicarse a través de la red a un nivelrelativamente alto y para un propósitoespecífico: acceder a los recursos de Internet. Algunas veces los programas requieren unacomunicación en la red a un nivel más bajo, porejemplo, cuando se quiera escribir unaaplicación cliente-servidor.
Sockets
En aplicaciones cliente-servidor, el servidor proporciona algún servicio, comoprocesar consultas a bases de datos. El cliente utiliza el servicio proporcionadopor el servidor para algún fin. La comunicación que ocurre entre el cliente y el servidor debe ser fiable -- los datos no pueden perderse y deben llegaral cliente en el mismo orden en el quefueron enviados.
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Sockets
Un socket es un punto final en un enlace de comunicación de dos víasentre dos programas que se ejecutan en la red.Las clases Socket son utilizadas
para representar conexiones entre un programa cliente y otroprograma servidor.
Sockets
El paquete java.net proporciona dos clases -- Socket y ServerSocket --que implementan los lados del cliente y del servidor de unaconexión, respectivamente.
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Sockets
Si se está programando un cliente, se puede abrir un Socket de la siguiente forma:
Socket socketCliente;socketCliente = new Socket("máquina", puerto);
Nota: Esto puede arrojar una IOException
Sockets
Para leer datos a través del socket, obtenemos el flujo de entrada:
BufferedReader in=new BufferedReader(newInputStreamReader(socket.getInputStream()));
while((cadena=in.readLine())!=null)System.out.println(cadena);
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Sockets
Para escribir datos a través del socket, obtenemos el flujo de salida:
PrintStream out = new PrintStream(socket.getOutputStream());
out.print(cadena);
import java.io.*;import java.net.*;
public class SocketWhois{
public static void main(String[] args) throws Exception{
String cadena;Socket s=new Socket("internic.net",43);BufferedReader in=new BufferedReader(new
InputStreamReader(s.getInputStream()));PrintStream out = new PrintStream(s.getOutputStream());String str=(args.length==0?"osborne.com":args[0])+"\n";out.print(str);
while((cadena=in.readLine())!=null)System.out.println(cadena);
}}
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Sockets
Si se está programando un servidor, se puede abrir un Socket de la siguiente forma:
ServerSocket socketServidor;socketServidor = new ServerSocket(puerto);
Nota: Esto puede arrojar una IOException
Sockets
También es necesario crear un Socket para las conexiones de los clientes:
Socket socketCliente = null;try {
socketCliente = socketServidor.accept();}catch (IOException ioe) {
System.out.println(ioe);
}
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Sockets
Para leer datos a través del socket, o escribir en él, se obtienen los flujos de entrada y salida para el socket del cliente.
Sockets
Para escribir datos a través del socket, obtenemos el flujo de salida:
PrintStream out = new PrintStream(socket.getOutputStream());
out.print(cadena);
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Socket en el servidor
Escribir un programa que funcionecomo un servidor de echo.
ServerSocket echoServer = null;Socket clientSocket = null;echoServer = new ServerSocket(9999);clientSocket=echoServer.accept();
Sockets
El ejemplo anterior solo puedeaceptar a un cliente. Para aceptarvarias conexiones, se debe iniciar un hilo (Thread) en el servidor paracada una de ellas.
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Socket en el servidor
Escribir un programa que funcionecomo un servidor de echo y queacepte conexiones de múltiplesclientes
Socket en el servidor
Escribir un programa que funcionecomo un servidor http y que acepteconexiones de múltiples clientes. El servidor solamente aceptarásolicitudes de la forma
GET archivo HTTP/1.1
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Datagramas
No todas las aplicaciones que se escribanpara comunicarse sobre una red requierenel canal confiable proporcionado por TCP. De hecho, esas aplicaciones podríanbeneficiarse de un modo de comunicaciónque entregue paquetes de informaciónindependientes sin tener garantizada sullegada ni el orden en que lleguen.
Datagramas
El protocolo UDP proporciona un medio de comunicación en red donde lasaplicaciones intercambian paquetes de datos llamados datagramas.
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Datagramas
Un datagrama es un mensajeindependiente enviado a través de la red y del cual no se garantizan su llegada, tiempo de llegada ni contenido.
Datagramas
El paquete java.net contiene dos clasesque permiten escribir programas queutilicen datagramas:
DatagramPacketDatagramSocket
además de la clase MulticastSocket, quepermite enviar un paquete a variosreceptores.