Capítulo 2 Camada de aplicação - UFFlsousa/redes_i/cap-2.pdf · • O HTTP — Protocolo de Transferência de Hipertexto (HyperText Transfer Protocol) —, o protocolo da camada

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Capítulo 2

Camada de aplicação

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Redes de computadores I

Prof.: Leandro Soares de Sousa

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2.1 – Princípios das aplicações de rede2.2 – A Web e o HTTP2.3 – Transferência de arquivos: FTP2.4 – Correio eletrônico na Internet2.5 – DNS: o serviço de diretório da Internet2.6 – Aplicações P2P2.7 – Programação de Sockets: criando aplicações de rede

Sumário

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Sumário

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• O ponto central do desenvolvimento de aplicação de rede é escrever programas que rodem em sistemas finais diferentes e se comuniquem entre si.

• Ao desenvolver sua nova aplicação, você precisará escrever um software que rode em vários sistemas finais.

Princípios de aplicações de rede

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• Esse software poderia ser criado, por exemplo, em C, Java ou Python.

• Você não precisará escrever programas que executem nos elementos do núcleo de rede, como nos roteadores.

Princípios de aplicações de rede

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• A arquitetura de rede é fixa e provê um conjunto específico de serviços.

• A arquitetura da aplicação é projetada pelo programador e determina como a aplicação é organizada nos vários sistemas finais.

Arquiteturas de aplicação de rede

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• Em uma arquitetura cliente-servidor há um hospedeiro sempre em funcionamento, denominado servidor, que atende a requisições de muitos outros hospedeiros, denominados clientes.

• Ex.: web, e-mail, ftp, telnet, ssh, scp, …


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• A comunicação de uma aplicação de rede ocorre entre “sistemas finais” (hospedeiros) na camada de aplicação.


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• A arquitetura P2P utiliza a comunicação direta entre duplas de hospedeiros conectados alternadamente, denominados pares.

• Uma das características mais fortes da arquitetura P2P é sua autoescalabilidade.

• Compartilhamento de arquivos (BitTorrent), telefonia pela Internet (Skype), IPTV (KanKan, Ppstream, ...)


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• As futuras aplicações P2P estão diante de três principais desafios:

1. ISP Amigável: atual banda assimétrica, mas com P2P pode colocar pressão nos ISPs

2. Segurança: proteção complicada!

3. Incentivos: usuários participativos


12Arquiteturas de aplicação de rede

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• Processos de aplicação, sockets e protocolo de transporte subjacente.

Comunicação entre processos

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• Uma aplicação de rede consiste em pares de processos que enviam mensagens uns para os outros por meio de uma rede.

• Um processo envia mensagens para a rede e recebe mensagens dela através de uma interface de software denominada socket.

• Para identificar o processo receptor, duas informações devem ser especificadas:

1. o endereço do hospedeiro e 2. um identificador que especifica o processo receptor no

hospedeiro de destino.

Comunicação entre processos

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• Transferência confiável de dados: a aplicação tolera perdas?

• Vazão: restrição de banda na aplicação?

• Temporização: o tempo fim-a-fim é relevante?

• Segurança: o transporte tem restrição de segurança? (cap.8)

Serviços de transporte disponíveis para aplicações

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● Serviço TCP:

● orientado a conexão: inicialização requerida entre cliente e servidor / transporte confiável entre processos remetente e receptor

● controle de fluxo: remetente não vai “afogar” receptor● controle de congestionamento: estrangular remetente quando a rede estiver

carregada● não provê: garantias temporais ou de banda mínima

● Serviço UDP:

● transferência de dados não confiável entre processos remetente e receptor● não provê: estabelecimento da conexão, confiabilidade, controle de fluxo,

controle de congestionamento, garantias temporais ou de banda mínima

Pergunta: Qual é o interesse em ter um UDP?

Serviços de transporte disponíveis para aplicações

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• A Internet disponibiliza dois protocolos de transporte para aplicações, o UDP e o TCP.

• Requisitos de aplicações de rede selecionadas:

Serviços de transporte providos pela Internet

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• Aplicações populares da Internet, seus protocolos de camada de aplicação e seus protocolos de transporte subjacentes:

Serviços de transporte providos pela Internet

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Um protocolo de camada de aplicação define:

• Os tipos de mensagens trocadas.

• A sintaxe dos vários tipos de mensagens, tais como os campos da mensagem e como os campos são delineados.

• A semântica dos campos, isto é, o significado da informação nos campos.

• Regras para determinar quando e como um processo envia mensagens e responde a mensagens.

Protocolos de camada de aplicação

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Sumário

21

• Talvez o que mais atraia a maioria dos usuários da Web é que ela funciona por demanda.

• O HTTP — Protocolo de Transferência de Hipertexto (HyperText Transfer Protocol) —, o protocolo da camada de aplicação da Web, está no coração da Web e é definido no [RFC 1945] e no [RFC 2616].

• O HTTP é executado em dois programas:

1. um cliente e 2. outro servidor.

A Web e o HTTP

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• Uma página Web é constituída de objetos.

• Um objeto é apenas um arquivo que se pode acessar com um único URL. (ex.: www.ic.uff.br/~lsousa/index.html - hospedeiro - caminho)

• A maioria das páginas Web é constituída de um arquivo-base HTML e diversos objetos referenciados.

• O HTTP usa o TCP como seu protocolo de transporte subjacente (porta 80).

• O HTTP é denominado um protocolo sem estado (stateless – vários protocolos são assim).

A Web e o HTTP

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• Mecânica do processo:

A Web e o HTTP

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• Quando a interação cliente-servidor acontece por meio de conexão TCP, o programador da aplicação precisa tomar uma importante decisão:

• Conexões não persistentes (http 1.0) — cada par de requisição/resposta deve ser enviado por uma conexão TCP distinta.

• Conexões persistentes (http 1.1) — todas as requisições e suas respostas devem ser enviadas por uma mesma conexão TCP.

Conexões persistentes e não persistentes

25Conexões persistentes e não persistentes

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• Quando a interação cliente-servidor acontece por meio de conexão TCP, o programador da aplicação precisa tomar uma importante decisão:

• Conexões não persistentes (http 1.0) — cada par de requisição/resposta deve ser enviado por uma conexão TCP distinta.

• Conexões persistentes (http 1.1) — todas as requisições e suas respostas devem ser enviadas por uma mesma conexão TCP (com ou sem paralelismo – configuração no navegador).

Conexões persistentes e não persistentes

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Mensagem de requisição HTTP

• Apresentamos a seguir uma mensagem de requisição HTTP típica:

GET /somedir/page.html HTTP/1.1Host: www.someschool.eduConnection: closeUser-agent: Mozilla/5.0Accept-language: fr

Formato da mensagem HTTP

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• Formato geral de uma mensagem de requisição HTTP


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Mensagem de resposta HTTP

• Apresentamos a seguir uma mensagem de resposta HTTP típica:

HTTP/1.1 200 OKConnection: closeDate: Tue, 09 Aug 2011 15:44:04 GMTServer: Apache/2.2.3 (CentOS)Last-Modified: Tue, 09 Aug 2011 15:11:03 GMTContent-Length: 6821Content-Type: text/html(dados dados dados dados dados ...)


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• Formato geral de uma mensagem de resposta HTTP


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• Na primeira linha da mensagem de resposta servidor → cliente. Alguns códigos típicos:

● 200 OK● sucesso, objeto pedido segue mais adiante nesta mensagem

● 301 Moved Permanently● objeto pedido mudou de lugar, nova localização especificado mais adiante

nesta mensagem (Location:)

● 400 Bad Request● mensagem de pedido não entendida pelo servidor

● 404 Not Found● documento pedido não se encontra neste servidor

● 505 HTTP Version Not Supported● versão de http do pedido não usada por este servidor


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Cookies, definidos no [RFC 6265], permitem que sites monitorem seus usuários (privacidade?).

A tecnologia dos cookies tem quatro componentes:

1. uma linha de cabeçalho de cookie na mensagem de resposta HTTP;

2. uma linha de cabeçalho de cookie na mensagem de requisição HTTP;

3. um arquivo de cookie mantido no sistema final do usuário e gerenciado pelo navegador do usuário;

4. um banco de dados de apoio no site.

Interação usuário-servidor: cookies

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• Mantendo o estado do usuário com cookies.

Interação usuário-servidor: cookies

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• Um cache Web — também denominado servidor proxy — é uma entidade da rede que atende requisições HTTP em nome de um servidor Web de origem.

Clientes requisitandoobjetos por meio de um cache Web:

Caches Web

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● GET condicional – mecanismo que permite que um cache verifique se seus objetos estão atualizados.

● Meta: não enviar objeto se cliente já tem (no cache) versão atual

● cache: especifica data da cópia no cache no pedido http

If-modified-since: <date>● servidor: resposta não

contém objeto se cópia no cache é atual:

HTTP/1.0 304 Not Modified

GET condicional

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Sumário

37

• Em uma sessão FTP típica, o usuário quer transferir arquivos de ou para um hospedeiro remoto.

• HTTP e FTP são protocolos de transferência de arquivos e têm muitas características em comum.

• ftp: RFC 959

• servidor ftp: porta 21

Transferência de arquivo: FTP

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• FTP transporta arquivos entre sistemas de arquivo local e remoto:


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• Conexões de controle e de dados, protocolo dito “fora de banda” (texto aberto na conexão de controle):


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Alguns dos comandos mais comuns são descritos a seguir:

• USER username: usado para enviar identificação do usuário ao servidor.

• PASS password: usado para enviar a senha do usuário ao servidor.

• LIST: usado para pedir ao servidor que envie uma lista com todos os arquivos existentes no atual diretório remoto.

• RETR filename: usado para extrair um arquivo do diretório atual do hospedeiro remoto.

Camadas e respostas FTP

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• STOR filename: usado para armazenar um arquivo no diretório atual do hospedeiro remoto.

Algumas respostas típicas, junto com suas possíveis mensagens, são as seguintes:

• 331 Nome de usuário OK, senha requisitada

• 125 Conexão de dados já aberta; iniciando transferência

• 425 Não é possível abrir a conexão de dados

• 452 Erro ao escrever o arquivo

Camadas e respostas FTP

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Sumário

43

• Uma visão do sistema de e-mail da Internet.

• Três grandes componentes:

● agentes de usuário (UA)

● servidores de correio

● simple mail transfer protocol: SMTP

Correio eletrônico na Internet

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• Servidores de correio

● caixa de correio contém mensagens de chegada (ainda não lidas) p/ usuário

● fila de mensagens contém mensagens de saída (a serem enviadas)

● protocolo SMTP entre servidores de correio para transferir mensagens de correio

● cliente: servidor de correio que envia

● servidor: servidor de correio que recebe

Correio eletrônico na Internet

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• Usa TCP para a transferência confiável de msgs do correio do cliente ao servidor, porta 25

● transferência direta: servidor remetente ao servidor receptor

● três fases da transferência

● handshaking (cumprimento)● transferência das mensagens● encerramento

● interação comando/resposta

● comandos: texto ASCII● resposta: código e frase de status

● mensagens precisam ser em ASCII de 7-bits

SMTP (RFC 2821)

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S: 220 doces.br C: HELO consumidor.br S: 250 Hello consumidor.br, pleased to meet you C: MAIL FROM: <[email protected]> S: 250 [email protected]... Sender ok C: RCPT TO: <[email protected]> S: 250 [email protected] ... Recipient ok C: DATA S: 354 Enter mail, end with "." on a line by itself C: Voce gosta de chocolate? C: Que tal sorvete? C: . S: 250 Message accepted for delivery C: QUIT S: 221 doces.br closing connection

Interação SMTP típica

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• O SMTP transfere mensagens de servidores de correio remetentes para servidores de correio destinatários.

• O SMTP é um protocolo “push” (empurre) e o HTTP “pull” (puxe)

Alice envia uma mensagem a Bob:

SMTP

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• Um cabeçalho de mensagem típico é semelhante a:

From: [email protected]: [email protected]: Searching for the meaning of life.

• Após o cabeçalho da mensagem, vem uma linha em branco e, em seguida, o corpo da mensagem (em ASCII com 7 bits).

• Se é ASCII de 7 bits, como envio as fotos, vídeos, …? (MIME)

Formatos de mensagem de correio

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● MIME: multimedia mail extension, RFC 2045, 2056● linhas adicionais no cabeçalho da msg declaram tipo do

conteúdo MIME

Formatos de mensagem de correio: extensões multimídia

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Text● subtipos exemplos: plain, html● charset=“iso-8859-1”, ascii

Image● subtipos exemplos : jpeg, gif

Video● subtipos exemplos : mpeg, quicktime

Áudio● subtipos exemplos : basic (8-bit codificado mu-law), 32kadpcm (codificação 32

kbps)

Application● outros dados que precisam ser processados por um leitor para serem “visualizados”● subtipos exemplos : msword, octet-stream


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Tipo Multipart:

From: [email protected] To: [email protected] Subject: Picture of yummy crepe. MIME-Version: 1.0 Content-Type: multipart/mixed; boundary=98766789 --98766789Content-Transfer-Encoding: quoted-printableContent-Type: text/plain

Dear Bob, Please find a picture of a crepe.--98766789Content-Transfer-Encoding: base64Content-Type: image/jpeg

base64 encoded data ..... ......................... ......base64 encoded data --98766789--


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• SMTP: entrega/armazenamento no servidor do receptor● protocolo de acesso ao correio: recupera do servidor

• POP: Post Office Protocol [RFC 1939]● autorização (agente <-->servidor) e transferência

• IMAP: Internet Mail Access Protocol [RFC 1730]● mais comandos (mais complexo)● manuseio de msgs armazenadas no servidor● HTTP: Hotmail , Yahoo! Mail, Webmail, etc.

Protocolos de acesso ao correio

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POP3fase de autorização

comandos do cliente: user: declara nomepass: senha

servidor responde+OK-ERR

fase de transação, cliente:list: lista números das msgsretr: recupera msg por númerodele: apaga msgquit:

Protocolos de acesso ao correioS: +OK POP3 server ready C: user ana S: +OK C: pass faminta S: +OK user successfully logged on

C: list S: 1 498 S: 2 912 S: . C: retr 1 S: <message 1 contents> S: . C: dele 1 C: retr 2 S: <message 1 contents> S: . C: dele 2 C: quit S: +OK POP3 server signing off

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Mais sobre o POP3

● O exemplo anterior usa o modo “download e delete”.● Bob não pode reler as mensagens se mudar de cliente● “Download-e-mantenha”: copia as mensagens em clientes diferentes ● POP3 não mantém estado entre conexões

IMAP

● Mantém todas as mensagens num único lugar: o servidor● Permite ao usuário organizar as mensagens em pastas● O IMAP mantém o estado do usuário entre sessões:

● nomes das pastas e mapeamentos entre as IDs das mensagens e o nome da pasta

Protocolos de acesso ao correio

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Sumário

56

• Pessoas: muitos identificadores:

● CPF, nome, no. da Identidade

● hospedeiros, roteadores Internet:

● endereço IP (32 bit) - usado p/ endereçar datagramas

● “nome”, ex., jambo.ic.uff.br - usado por gente

● Pergunta: como mapear entre nome e endereço IP?

DNS: o serviço de diretório da Internet

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• Domain Name System:

● base de dados distribuída implementada na hierarquia de muitos servidores de nomes

• O DNS é (1) um banco de dados distribuído executado em uma hierarquia de servidores de DNS, e (2) um protocolo de camada de aplicação que permite que hospedeiros consultem o banco de dados distribuído.

● nota: função imprescindível da Internet implementada como protocolo de camada de aplicação

● complexidade na borda da rede● Roda sobre UDP e usa a porta 53

● RFCs 1034, 1035● Atualizado em outras RFCs


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O DNS provê alguns outros serviços importantes além da tradução de nomes de hospedeiro para endereços IP:

• Apelidos (aliasing) de hospedeiro.

• Apelidos de servidor de correio.

• Distribuição de carga.


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• Nenhum servidor DNS isolado tem todos os mapeamentos para todos os hospedeiros da Internet.

• Em vez disso, os mapeamentos são distribuídos pelos servidores DNS.

Parte da hierarquia de servidores DNS


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• Por que não centralizar o DNS?

● ponto único de falha● volume de tráfego● base de dados centralizada e distante● manutenção (da BD)


61

• Servidores DNS raiz em 2012 (nome, organização, localização)


62

• Servidores DNS locais:

● Não pertence necessariamente à hierarquia

● Cada ISP (ISP residencial, companhia, universidade) possui um.

● Também chamada do “servidor de nomes default”

● Quando um hospedeiro faz uma consulta DNS, a mesma é enviada para o seu servidor DNS local

● Atua como um intermediário, enviando consultas para a hierarquia.


63

• Interação dos diversos servidores DNS:

● consulta recursiva:● transfere a

responsabilidade de resolução do nome para o servidor de nomes contatado

● carga pesada?● consulta interativa:

● servidor consultado responde com o nome de um servidor de contato

● “Não conheço este nome, mas pergunte para esse servidor”


64

• O DNS explora extensivamente o cache para melhorar o desempenho quanto ao atraso e reduzir o número de mensagens DNS que dispara pela Internet.

• Consultas recursivas em DNS


65

• Um RR (registro de recurso) é uma tupla de quatro elementos que contém os seguintes campos:

(Nome, Valor, Tipo, Sobrevida)

● Tipo=A ● nome é nome de hospedeiro● valor é o seu endereço IP

● Tipo=NS● nome é domínio (p.ex. foo.com.br)● valor é endereço IP de servidor oficial de nomes para este domínio

● Tipo=CNAME● nome é nome alternativo (alias) para algum nome “canônico” (verdadeiro)● valor é o nome canônico

● Tipo=MX● nome é domínio ● valor é nome do servidor de correio para este domínio

Registros e mensagens DNS

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• DNS: mensagens de pedido e resposta, ambas com o mesmo formato de mensagem


cabeçalho de msg:

● identificação: ID de 16 bit para pedido e resposta ao pedido usam mesmo ID

● flags:● pedido ou resposta● recursão desejada● recursão permitida● resposta é oficial

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● Inserindo registros no DNS

● Exemplo: acabou de cria a empresa “Network Utopia”

● Registra o nome netutopia.com.br em uma entidade registradora (e.x., Registro.br)

● Tem de prover para a registradora os nomes e endereços IP dos servidores DNS oficiais (primário e secundário)

● Registradora insere dois RRs no servidor TLD .br:

(netutopia.com.br, dns1.netutopia.com.br, NS)(dns1.netutopia.com.br, 212.212.212.1, A)

● Põe no servidor oficial um registro do tipo A para www.netutopia.com.br e um registro do tipo MX para netutopia.com.br

● Como as pessoas vão obter o endereço IP do seu site?


68


Sumário

69

Distribuição de arquivos P2P

• Na distribuição de arquivos P2P, cada par pode redistribuir qualquer parte do arquivo recebido para outros pares, auxiliando, assim, o servidor no processo de distribuição.

• O tempo de distribuição é o tempo necessário para que todos os N pares obtenham uma cópia do arquivo.

• O BitTorrent é um protocolo P2P popular para distribuição de arquivos.

Aplicações P2P

70


Um problema ilustrativo de distribuição de arquivo

Aplicações P2P

71


Tempo de distribuição para arquiteturas P2P e cliente-servidor

Aplicações P2P

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Distribuição de arquivos com o BitTorrent

Aplicações P2P

73

Distributed Hash Tables (DHTs)

• Vamos considerar como montar uma versão distribuída, P2P, de um banco de dados, que guardará os pares (chave, valor) por milhões.

• No sistema P2P, cada par só manterá um pequeno subconjunto da totalidade (chave, valor).

• Permitiremos que qualquer par consulte o banco de dados distribuído com uma chave em particular.

Aplicações P2P

74


• O banco de dados distribuído, então, localizará os pares que possuem os pares (chave, valor) correspondentes e retornará os pares chave valor ao consultante.‑

• Qualquer par também poderá inserir novos pares chave-valor no banco de dados.

• Esse banco de dados distribuído é considerado como uma tabela hash distribuída (DHT — Distributed Hash Table).

• Problema: cada nó deve conter apontamentos para todos os outros nós?

Aplicações P2P

75


• O DHT circular oferece uma solução bastante elegante para reduzir a quantidade de informação sobreposta que cada par deve gerenciar.

Aplicações P2P

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• Em sistemas P2P, um par pode vir ou ir sem aviso.

• Suponha que o par 5 da figura anterior saia de modo abrupto.

• Os dois pares precedentes ao que saiu (4 e 3) saberão que o par saiu, pois não responde mais às mensagens de ping.

• Os pares 4 e 3 precisam, portanto, atualizar as informações do estado de seu sucessor.

Aplicações P2P

77


• Consideraremos agora como o par 4 atualiza seu estado:

1. O par 4 substitui seu primeiro sucessor (par 5) por seu segundo sucessor (par 8).

2. O par 4, então, pergunta a seu novo primeiro sucessor (par 8) o identificador e o endereço IP de seu sucessor imediato (par 10). O par 4, então, torna o par 10 seu segundo sucessor.

Aplicações P2P

78


Sumário

79

• Há dois tipos de aplicações de rede.

• Um deles é uma execução cuja operação é especificada em um padrão de protocolo.

• O outro tipo de aplicação de rede é uma aplicação de rede proprietária.

Programação de sockets

• Usaremos a aplicação cliente-servidor simples a seguir para demonstrar a programação de socket para UDP e TCP:

Programação de sockets: criando aplicações de rede

80

1. Um cliente lê uma linha de caracteres (dados) do teclado e a envia para o servidor.

2. O servidor recebe os dados e converte os caracteres para maiúsculas.

3. O servidor envia os dados modificados ao cliente.

4. O cliente recebe os dados modificados e apresenta a linha em sua tela.

Programação de sockets com UDP

81

A aplicação cliente-servidor usando UDP

Programação de sockets com UDP

82

• O processo TCPServer tem dois sockets

Programação de sockets com TCP

83

• A aplicação cliente-servidor usando TCP

Programação de sockets com TCP

84

• No livro texto podem ser encontrados os fontes em Python dos programas.

• No site do curso estão disponíveis as versões em: Java, Python e C.

• Aqui vou apresentar em C


85

● Cliente/Servidor de repetição (echo client/server)

● O cliente envia uma mensagem que é repetida de volta


Cliente Servidor

Mensagem

Mensagem

86

● Cliente/Servidor de repetição (echo client/server)

● O cliente envia uma mensagem que é repetida de volta

● Os fontes estão no site, tanto para TCP quanto para UDP!!!

● Vamos executar em sala de aula!!!


Cliente (tc.c/uc.c)

Servidor(ts.c/us.c)

Mensagem

Mensagem

87Programação de sockets ● Cliente/Servidor UDP

receber_mensagem(socket_servidor, mensagem)

Cliente (UC.C)Servidor (US.C)

socket_servidor = criar_socket(8888)

enviar_mensagem(socket_servidor, IP_cliente,

porta_cliente mensagem)

enviar_mensagem(socket_cliente, IP_servidor, porta_servidor, mensagem)

receber_parâmetros()socket_cliente = criar_socket(0)

receber_mensagem(socket_cliente, mensagem)

fechar_socket, socket_cliente)

mensagem

mensagem

mensagem

Mensagem /IP Servidor












mensagem

mensagem

mensagem



CABEÇALHO

89Programação de sockets ● Cliente/Servidor UDP (Servidor - cabeçalho)// No codeblocks (Windows) inclua no menu em: Project ->// Build Options...-> Linker settings -> Other link options: // -l wsock32// Se for no Linux comente essa linha e compile no terminal: // gcc -o us us.c#define WIN #include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#ifdef WIN#include <winsock2.h>#else#include <sys/socket.h>#include <arpa/inet.h>#endif

#define TAM_MENSAGEM 255 /* mensagem de maior tamanho */

#define PORTA_SERVIDOR_UDP 8888











mensagem

mensagem

mensagem



MAIN()

91Programação de sockets ● Cliente/Servidor UDP (Servidor – main - variáveis)int main(){ /* Socket */ int sock; /* Resultado das funções */ int resultado; /* Endereço do Cliente */ struct sockaddr_in endereco; /* Buffer para a recepção da string de echo */ char mensagem[TAM_MENSAGEM]; #ifdef WIN /* Início do ambiente Windows */ WORD wPackedValues; WSADATA SocketInfo; int nLastError,

nVersionMinor = 1, nVersionMajor = 1;

wPackedValues = (WORD)(((WORD)nVersionMinor)<< 8)| (WORD)nVersionMajor; nLastError = WSAStartup(wPackedValues, &SocketInfo);#endif

92Programação de sockets ● Cliente/Servidor UDP (Servidor – main - variáveis)sock = criar_socket(PORTA_SERVIDOR_UDP);if (sock < 0){printf("\nErro na criação do socket!\n");return(1);}

for (;;) /* Loop eterno */{ /* Recebe mensagem do cliente */ resultado = receber_mensagem(mensagem,sock,&endereco); if (resultado < 0) {printf("\nErro no recebimento da mensagem\n");return(1);}

/* Devolve a mensagem para o cliente */ resultado = enviar_mensagem(mensagem,sock,&endereco); if (resultado < 0) {printf("\nErro no envio da mensagem\n");return(1);}} /* não passa por aqui */}











mensagem

mensagem

mensagem



94Programação de sockets ● Cliente/Servidor UDP (Servidor – criar_socket)int criar_socket(int porta){ int sock; /* Socket para retornar */ struct sockaddr_in endereco; /* Endereço Local */ /* Criação do socket datagrama/UDP para recepção e envio de pacotes */ if ((sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)) < 0) {printf("\nErro na criação do socket!\n");fflush(stdout);return(-1);} /* Se precisar de uma porta específica */ if (porta > 0) { /* Construção da estrutura de endereço local */ /* Zerar a estrutura */ memset(&endereco, 0, sizeof(endereco)); /* Família de endereçamento da Internet */ endereco.sin_family = AF_INET; /* Qualquer interface de entrada */ endereco.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); /* Porta local */ endereco.sin_port = htons(porta); /* Instanciar o endereco local */ if (bind(sock, (struct sockaddr *) &endereco, sizeof(endereco)) < 0) {printf("\nErro no bind()!\n");fflush(stdout);return(-1);} } return(sock);} // socket(int socket_family, int socket_type, int protocol);











mensagem

mensagem

mensagem



96Programação de sockets ● Cliente/Servidor UDP (Servidor – receber_mensagem)

int receber_mensagem(char *mensagem,int sock, struct sockaddr_in *endereco){ /* Define o tamanho do endereço de recepção e envio */ int tamanho_endereco = sizeof(struct sockaddr_in); /* Limpar o buffer da mensagem */ memset((void *) mensagem,(int) NULL,TAM_MENSAGEM); /* Espera pela recepção de alguma mensagem de algum cliente */ if (recvfrom(sock, mensagem, TAM_MENSAGEM - 1, 0, (struct sockaddr *) endereco, &tamanho_endereco) < 0) { printf("\nErro na recepção da mensagem\n");fflush(stdout); return(-1); } printf("\nUDP Servidor: Recebi (%s)\n",mensagem);fflush(stdout); return(0);}// ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);











mensagem

mensagem

mensagem



98Programação de sockets ● Cliente/Servidor UDP (Servidor – receber_mensagem)int enviar_mensagem(char *mensagem,int sock, struct sockaddr_in *endereco){ /* Devolve o conteúdo do datagrama para o cliente */ if (sendto(sock, mensagem, strlen(mensagem), 0, (struct sockaddr *) endereco, sizeof(struct sockaddr)) != strlen(mensagem)) { printf("\nErro no envio da mensagem\n"); return(-1); }

printf("\nUDP Servidor: Enviei (%s)\n",mensagem);

return(0);}//ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);











mensagem

mensagem

mensagem



CABEÇALHO

100Programação de sockets ● Cliente/Servidor UDP (Cliente - cabeçalho)// No codeblocks (Windows) inclua no menu em: Project ->// Build Options...-> Linker settings -> Other link options: // -l wsock32// Se for no Linux comente essa linha e compile no terminal: // gcc -o uc uc.c#define WIN #include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#ifdef WIN#include <winsock2.h>#else#include <sys/socket.h>#include <arpa/inet.h>#endif

#define TAM_MENSAGEM 255 /* mensagem de maior tamanho */

#define PORTA_SERVIDOR_UDP 8888











mensagem

mensagem

mensagem



MAIN()

102Programação de sockets ● Cliente/Servidor UDP (Cliente – main - variáveis)int main(int argc, char **argv){ /* Socket */ int sock; /* Resultado das funções */ int resultado; /* IP do servidor */ char IP[TAM_MENSAGEM]; /* Buffer para a recepção da string de echo */ char mensagem[TAM_MENSAGEM]; #ifdef WIN /* Início do ambiente Windows */ WORD wPackedValues; WSADATA SocketInfo; int nLastError,













mensagem

mensagem

mensagem



MAIN()

104Programação de sockets ● Cliente/Servidor UDP (Cliente – main - Parâmetros)

/* Parâmetros - INICIO */

/* Testa se o número de parâmetros está correto */if (argc != 3) { printf("Uso: %s <IP Servidor> <Palavra de Echo>\n", argv[0]); Return(1); /* exemplo: uc 127.0.0.1 oi */ /* exemplo: uc 127.0.0.1 “oi estou aqui” */}

memset((void *) IP ,(int) NULL,TAM_MENSAGEM);strcpy(IP ,argv[1]); /* IP Servidor (local 127.0.0.1) */

memset((void *) mensagem,(int) NULL,TAM_MENSAGEM);strcpy(mensagem,argv[2]); /* Mensagem */

/* Parâmetros - FINAL */

105Programação de sockets ● Cliente/Servidor UDP (Cliente – main -cont.)

sock = criar_socket(0); if (sock < 0) {printf("\nErro na criação do socket!\n");return(1);} /* Envia mensagem para o servidor */ resultado = enviar_mensagem(mensagem,sock,IP); if (resultado < 0) {printf("\nErro no envio da mensagem\n");return(1);} /* Recebe mensagem do servidor */ resultado = receber_mensagem(sock); if (resultado < 0) {printf("\nErro no recebimento da mensagem\n");return(1);} /* Fecha o socket e retorna */ close(sock); return(0);}











mensagem

mensagem

mensagem



107Programação de sockets ● Cliente/Servidor UDP (Cliente – criar_socket)

int criar_socket(int porta){ int sock; /* Socket para retornar */ struct sockaddr_in endereco; /* Endereço Local */ /* Criação do socket datagrama/UDP para recepção e envio de pacotes */ if ((sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)) < 0) {printf("\nErro na criação do socket!\n");fflush(stdout);return(-1);} /* Se precisar de uma porta específica */ if (porta > 0) { /* Construção da estrutura de endereço local */ /* Zerar a estrutura */ memset(&endereco, 0, sizeof(endereco)); /* Família de endereçamento da Internet */ endereco.sin_family = AF_INET; /* Qualquer interface de entrada */ endereco.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); endereco.sin_port = htons(porta); /* Porta local */ /* Instanciar o endereco local */ if (bind(sock, (struct sockaddr *) &endereco, sizeof(endereco)) < 0) {printf("\nErro no bind()!\n");fflush(stdout);return(-1);} } return(sock);}











mensagem

mensagem

mensagem



109Programação de sockets ● Cliente/Servidor UDP (Cliente – enviar_mensagem)int enviar_mensagem(char *mensagem,int sock,char *IP){ struct sockaddr_in endereco; /* Endereço do Servidor */ /* Construção da estrutura de endereço do servidor */ /* Zerar a estrutura */ memset(&endereco, 0, sizeof(endereco)); /* Família de endereçamento da Internet */ endereco.sin_family = AF_INET; /* Endereço IP do Servidor */ endereco.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP); /* Porta do Servidor */ endereco.sin_port = htons(PORTA_SERVIDOR_UDP); /* Enviar mensagem para o servidor */ if (sendto(sock, mensagem, strlen(mensagem), 0, (struct sockaddr *) &endereco, sizeof(struct sockaddr_in)) != strlen(mensagem)) {printf("\nErro no envio da mensagem\n");return(-1);} printf("\nUDP Cliente: Enviei (%s)\n",mensagem); return(0);}











mensagem

mensagem

mensagem



111Programação de sockets ● Cliente/Servidor UDP (Cliente – receber_mensagem)

int receber_mensagem(int sock){ /* Buffer para a recepção da string de echo */ char mensagem[TAM_MENSAGEM]; struct sockaddr_in endereco; /* Endereço do Servidor */ /* Define o tamanho do endereço de recepção e envio */ int tamanho_endereco = sizeof(struct sockaddr_in); /* Limpar o buffer da mensagem */ memset((void *) mensagem,(int) NULL,TAM_MENSAGEM); /* Espera pela recepção de alguma mensagem de algum cliente */ if (recvfrom(sock, mensagem, TAM_MENSAGEM - 1, 0, (struct sockaddr *) &endereco, &tamanho_endereco) < 0) { printf("\nErro na recepção da mensagem\n");fflush(stdout); return(-1); } printf("\nUDP Cliente: Recebi (%s)\n",mensagem);fflush(stdout); return(0);}

112Programação de sockets ● Cliente/Servidor TCP

receber_mensagem(mensagem,socket_cliente)

Cliente (TC.C)Servidor (TS.C)

sock = criar_socket(9999)

enviar_mensagem(mensagem,socket_cliente)

enviar_mensagem(mensagem,sock)

conectar_com_servidor(sock,IP,9999)

receber_mensagem(mensagem,sock)

mensagemmensagem

mensagem

mensagem /IP Servidor

socket_cliente = aceitar_conexao(sock)

mensagem

conexão

Receber parâmetrossock = criar_socket(0)









mensagemmensagem

mensagem



mensagem

conexão


114Programação de sockets ● Cliente/Servidor TCP (Servidor - cabeçalho)// No codeblocks (Windows) inclua no menu em: Project ->// Build Options...-> Linker settings -> Other link options: // -l wsock32// Se for no Linux comente essa linha e compile no terminal: // gcc -o ts ts.c#define WIN #include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#ifdef WIN#include <winsock2.h>#else#include <sys/socket.h>#include <arpa/inet.h>#endif#define TAM_MENSAGEM 255 /* mensagem de maior tamanho *//* Número máximo de requisições para conexão pendentes */#define MAXPENDING 5 #define PORTA_SERVIDOR_TCP 9999

115Programação de sockets ● Cliente/Servidor TCP (Servidor – main - variáveis)

int main(){ /* Socket */ int sock; /* Socket da conexão com o cliente */ int socket_cliente; /* Resultado das funções */ int resultado; /* Buffer para a recepção da string de echo */ char mensagem[TAM_MENSAGEM]; #ifdef WIN /* Início do ambiente Windows */ WORD wPackedValues; WSADATA SocketInfo; int nLastError,



116Programação de sockets ● Cliente/Servidor TCP (Servidor – main – cont.)

sock = criar_socket(PORTA_SERVIDOR_TCP);if (sock < 0){printf("\nErro na criação do socket!\n");return(1);}for (;;) /* Loop eterno */{ /* Aguarda por uma conexão e a aceita criando o socket de contato com o cliente */ socket_cliente = aceitar_conexao(sock); if (socket_cliente == 0) {printf("\nErro na conexao do socket!\n");return(1);} /* Recebe a mensagem do cliente */ resultado = receber_mensagem(mensagem,socket_cliente); if (resultado < 0) {printf("\nErro no recebimento da mensagem\n");return(1);} /* Devolve o conteúdo da mensagem para o cliente */ resultado = enviar_mensagem(mensagem,socket_cliente); if (resultado < 0) {printf("\nErro no envio da mensagem\n");return(1);} close(socket_cliente); /* Fecha o socket do cliente */}/* não passa por aqui */}









mensagemmensagem

mensagem



mensagem

conexão


118Programação de sockets ● Cliente/Servidor TCP (Servidor – criar_socket)

int criar_socket(int porta){ int sock; struct sockaddr_in endereco; /* Endereço Local */ /* Criação do socket TCP para recepção e envio de pacotes */ if ((sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {printf("\nErro na criação do socket!\n");return(-1);} if (porta > 0) { /* Construção da estrutura de endereço local */ memset(&endereco, 0, sizeof(endereco)); /* Zerar a estrutura */ /* Família de endereçamento da Internet */ endereco.sin_family = AF_INET; /* Qualquer interface de entrada */ endereco.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); endereco.sin_port = htons(porta); /* Porta local */ /* Instanciar o endereco local */ if (bind(sock, (struct sockaddr *) &endereco, sizeof(endereco)) < 0) {printf("\nErro no bind()!\n");return(-1);} /* Indica que o socket escutara as conexões */

if (listen(sock, MAXPENDING) < 0) {printf("\nErro no listen()!\n");return(-1);} } return(sock);}









mensagemmensagem

mensagem



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conexão


120Programação de sockets ● Cliente/Servidor TCP (Servidor – aceitar_conexao)

int aceitar_conexao(int sock){ int socket_cliente; struct sockaddr_in endereco; /* Endereço Local */ int tamanho_endereco;

/* Define o tamanho do endereço de recepção e envio */ tamanho_endereco = sizeof(endereco);

/* Aguarda pela conexão de um cliente */ if ((socket_cliente = accept(sock, (struct sockaddr *) &endereco, &tamanho_endereco)) < 0) { printf("\nErro no accept()!\n");fflush(stdout); return(0); } return(socket_cliente);}









mensagemmensagem

mensagem



mensagem

conexão


122Programação de sockets ● Cliente/Servidor TCP (Servidor – receber_mensagem)int receber_mensagem(char *mensagem,int sock){ /* Limpar o buffer da mensagem */ memset((void *) mensagem,(int) NULL,TAM_MENSAGEM);

/* Espera pela recepção de alguma mensagem do cliente conectado */ if (recv(sock, mensagem, TAM_MENSAGEM, 0) < 0) { printf("\nErro na recepção da mensagem\n"); return(-1); }

printf("\nTCP Servidor: Recebi (%s)\n",mensagem);

return(0);}// ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);









mensagemmensagem

mensagem



mensagem

conexão


124Programação de sockets ● Cliente/Servidor TCP (Servidor – enviar_mensagem)

int enviar_mensagem(char *mensagem,int sock){ /* Devolve o conteúdo da mensagem para o cliente */ if (send(sock, mensagem, strlen(mensagem), 0) != strlen(mensagem)) { printf("\nErro no envio da mensagem\n"); return(-1); }

printf("\nTCP Servidor: Enviei (%s)\n",mensagem);

return(0);}

// ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);









mensagemmensagem

mensagem



mensagem

conexão


126Programação de sockets ● Cliente/Servidor TCP (Cliente - cabeçalho)

// No codeblocks (Windows) inclua no menu em: Project ->// Build Options...-> Linker settings -> Other link options: // -l wsock32// Se for no Linux comente essa linha e compile no terminal: // gcc -o tc tc.c#define WIN #include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#ifdef WIN#include <winsock2.h>#else#include <sys/socket.h>#include <arpa/inet.h>#endif#define TAM_MENSAGEM 255 /* mensagem de maior tamanho *//* Número máximo de requisições para conexão pendentes */ #define PORTA_SERVIDOR_TCP 9999

127Programação de sockets ● Cliente/Servidor TCP (Cliente – main - variáveis)int main(int argc, char **argv){ /* Socket */ int sock; /* Resultado das funções */ int resultado; /* Buffer para a recepção da string de echo */ char mensagem[TAM_MENSAGEM]; /* Endereço IP do Servidor */ char IP[TAM_MENSAGEM]; #ifdef WIN /* Início do ambiente Windows */ WORD wPackedValues; WSADATA SocketInfo; int nLastError,



128Programação de sockets ● Cliente/Servidor TCP (Cliente – main - parâmetros)

/* Parâmetros - INICIO */ /* Testa se o número de parâmetros está correto */ if (argc != 3) { printf("Uso: %s <IP Servidor> <Palavra de Echo>\n" , argv[0]); return(1);/* exemplo: tc 127.0.0.1 oi */ /* exemplo: tc 127.0.0.1 “oi estou aqui” */ } memset((void *) IP ,(int) NULL,TAM_MENSAGEM); strcpy(IP ,argv[1]); /* IP Servidor */ memset((void *) mensagem,(int) NULL,TAM_MENSAGEM); strcpy(mensagem,argv[2]); /* Parâmetros - FINAL */

129Programação de sockets ● Cliente/Servidor TCP (Cliente – main – cont.) /* Criação do socket */ sock = criar_socket(0); if (sock < 0) {printf("\nErro na criação do socket!\n");return(1);} /* Estabelecer conexão com o servidor */ resultado = conectar_com_servidor(sock,IP,PORTA_SERVIDOR_TCP); if (resultado < 0) {printf("\nErro no recebimento da mensagem\n");return(1);} /* Enviar mensagem para o servidor */ resultado = enviar_mensagem(mensagem,sock); if (resultado < 0) {printf("\nErro no envio da mensagem\n");return(1);} /* Recebendo como resposta a mesma string vinda do servidor */ resultado = receber_mensagem(mensagem,sock); if (resultado < 0) {printf("\nErro no recebimento da mensagem\n");return(1);} /* Fechar socket */ close(sock); return(0);}









mensagemmensagem

mensagem



mensagem

conexão


131Programação de sockets ● Cliente/Servidor TCP (Cliente – criar_socket)

int criar_socket(int porta){ int sock; struct sockaddr_in endereco; /* Endereço Local */ /* Criação do socket TCP para recepção e envio de pacotes */ if ((sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {printf("\nErro na criação do socket!\n");return(-1);} if (porta > 0) { /* Construção da estrutura de endereço local */ /* Zerar a estrutura */ memset(&endereco, 0, sizeof(endereco)); /* Família de endereçamento da Internet */ endereco.sin_family = AF_INET; /* Qualquer interface de entrada */ endereco.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); endereco.sin_port = htons(porta); /* Porta local */ /* Instanciar o endereco local */ if (bind(sock, (struct sockaddr *) &endereco, sizeof(endereco)) < 0) {printf("\nErro no bind()!\n");return(-1);} /* Indica que o socket escutara as conexões */ if (listen(sock, MAXPENDING) < 0) {printf("\nErro no listen()!\n");return(-1);} } return(sock);}









mensagemmensagem

mensagem



mensagem

conexão


133Programação de sockets ● Cliente/Servidor TCP (Cliente - conectar_com_servidor)

int conectar_com_servidor(int sock,char *IP,int porta){ struct sockaddr_in endereco; /* Endereço Local */ /* Construção da estrutura de endereço do servidor */ /* Zerar a estrutura */ memset(&endereco, 0, sizeof(endereco)); /* Família de endereçamento da Internet */ endereco.sin_family = AF_INET; /* Endereço IP do Servidor */ endereco.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP); /* Porta do Servidor */ endereco.sin_port = htons(porta); /* Estabelecimento da conexão com o servidor de echo */ if (connect(sock, (struct sockaddr *) &endereco, sizeof(endereco)) < 0) {printf("\nErro no connect()!\n");fflush(stdout);return(-1);} return(0);}









mensagemmensagem

mensagem



mensagem

conexão


135Programação de sockets ● Cliente/Servidor TCP (Cliente - enviar_mensagem)

int enviar_mensagem(char *mensagem,int sock){ /* Envia o conteúdo da mensagem para o cliente */ if (send(sock, mensagem, strlen(mensagem), 0) != strlen(mensagem)) { printf("\nErro no envio da mensagem\n"); return(-1); }

printf("\nTCP Cliente: Enviei (%s)\n",mensagem);

return(0);}









mensagemmensagem

mensagem



mensagem

conexão


137Programação de sockets ● Cliente/Servidor TCP (Cliente - receber_mensagem)

int receber_mensagem(char *mensagem,int sock){ /* Limpar o buffer da mensagem */ memset((void *) mensagem,(int) NULL,TAM_MENSAGEM); /* Espera pela recepção de alguma mensagem do cliente conectado*/ if (recv(sock, mensagem, TAM_MENSAGEM, 0) < 0) { printf("\nErro na recepção da mensagem\n"); return(-1); }

printf("\nTCP Cliente: Recebi (%s)\n",mensagem);

return(0);}

138Programação de sockets

● Testem os programas!

● Vejam como eles funcionam!

● Coloquem mensagens de instrumentação no código para acompanhar os passos!

139

Capítulo 2 - FIM

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Capítulo 2 Camada de aplicação - UFFlsousa/redes_i/cap-2.pdf · • O HTTP — Protocolo de Transferência de Hipertexto (HyperText Transfer Protocol) —, o protocolo da camada