In 1 slidelaptrinhmang

PowerPoint Presentation 352018 1 Lập trình mạng 1 • GV Ths Lê Minh Hiếu • mrhieuitgmail com • Cung cấp các kiến thức cơ bản về lập trình ứng dụng mạng –Xây dựng ứng dụng Server –Xây dựng ứng dụng C.PowerPoint Presentation 352018 1 Lập trình mạng 1 • GV Ths Lê Minh Hiếu • mrhieuitgmail com • Cung cấp các kiến thức cơ bản về lập trình ứng dụng mạng –Xây dựng ứng dụng Server –Xây dựng ứng dụng C.

3/5/2018 Lập trình mạng • GV: Ths Lê Minh Hiếu • mrhieuit@gmail.com Mục đích • Cung cấp kiến thức lập trình ứng dụng mạng –Xây dựng ứng dụng Server –Xây dựng ứng dụng Client –Các kỹ thuật nhập xuất • Cung cấp kỹ cần thiết để thiết kế xây dựng ứng dụng mạng –Sử dụng thư viện, môi trường, tài liệu –Thiết kế, xây dựng chương trình 3/5/2018 Yêu cầu • Yêu cầu kiến thức: – Mạng máy tính – Ngơn ngữ lập trình C/C++ – Ngơn ngữ lập trình C# • Lên lớp đầy đủ Nội dung • Chương Giới thiệu mơ hình lập trình mạng • Chương Bộ giao thức TCP/IP • Chương Windows Socket • Chương MFC Socket • Chương .NET Socket 3/5/2018 Chương Giới thiệu mơ hình lập trình mạng • 1.1 Tổng quan lập trìnhmạng • 1.2 Giao thức Internet 1.1 Tổng quan lập trình mạng • Khái niệm – Lập trình mạng kỹ thuật lập trình nhằm xây dựng ứng dụng, phần mềm khai thác hiệu tài nguyên mạng máy tính 3/5/2018 1.1 Tổng quan lập trình mạng • Ngơn ngữ lập trình mạng – C/C++: Mạnh phổ biến, hầu hết lậptrình viên sử dụng để viết ứng dụng mạng hiệu năngcao, nhiên khó lập trình – Java:Khá thông dụng, sử dụng nhiều điện thoại di động (J2ME,Android) – C#: Mạnh dễ sử dụng, nhiên hỗ trợ hệ hệ điều hànhWindows – PHP Ngôn ngữ thông dịch, sử dụng để viết tiện ích nhỏ, chuyên nghiệp lập trình mạng – Bài giảng đề cập đến hai ngôn ngữ C/C++và C# 1.1 Tổng quan lập trình mạng • Một số ví dụ ứng dụng – Tìm kiếm tải nhạc từ website cho thiết bị diđộng • Giao tiếp với máy chủ HTTP • Tải liệu html từ máy chủ HTTP phân tích • Tải liệu nhị phân từ máy chủ HTTP – Đồng file thiết bị • Cài đặt phần mềm chủ PC • Giao tiếp truyền liệu thiếtbị – Xem phim trực tuyến • Giao tiếp với máy chủ RTMP (Flash) • Gửi lệnh kết nối nhận liệu hình ảnh/âm 13 3/5/2018 1.1 Tổng quan lập trình mạng • Thư viện – Windows Socket API ( WinSock) • Thư viện liên kết động (WS2_32.DLL) kèm hệ điều hành Windows Microsoft • Thường sử dụng với C/C++ • Cho hiệu cao – System.Net System.Net.Sockets • Hai namespace thư viện NET Microsoft • Dễ sử dụng • Thường sử dụng với C# 1.1 Tổng quan lập trình mạng • Thư viện – MFCSocket • Nằm thư viện MFC củaMicrosoft • Đóng gói hàm WinSock dạng lớp hướng đối tượng • Dễ sử dụng hiệu cao – Các thư viện ngôn ngữ khác: Java, PHP, Python – Thư viện sử dụng giáo trình: WinSock,MFC Socket, System.Net System.Net.Sockets 10 3/5/2018 1.1 Tổng quan lập trình mạng • Cơng cụ lập trình – Visual Studio (6.0, 200 NET, 2005, 2008,201 0) • Rất mạnh • Hỗ trợ WinSock, MF C Socket NET Sock et (Phiên 2003.NE T trở lên) • Cài thêm Visual Assist X – Dev C++ • Miễn phí • Chỉ hỗ trợ WinSock 11 1.1 Tổng quan lập trình mạng • Cơng cụ gỡ rối – TCPView: Hiển thị kết nối máy tí nh – Resource Monitor: ~ TCPView – Wireshark, Microsoft Network Monitor – Netcat (Netcat Win32) 12 3/5/2018 1.1 Tổng quan lập trình mạng • Tài liệu tra cứu – Microsoft Developer Network – MSDN • Cực kỳ chi tiết chun nghiệp • Cơng cụ khơng thể thiếu – Google/BING 13 1.1 Tổng quan lập trình mạng • Bài tập mơn học (1 –FTPClient) – Viết chương trình FTP Client thực chức sau: – Đăng nhập vào máy chủ FTP – Hiện danh sách tệp tin máy chủ – Tải tệp tin chọn, tải nhiều kết nối song song – Upload tệp tin lên thư mục chọn – Đổi tên, xóa tệp tin, thư mục chọn – Tạo thư mục – Ngôn ngữ C/C++/C# – Tự lập trình mức SOCKET – Tham khảo: FileZilla 14 3/5/2018 1.1 Tổng quan lập trình mạng • Bài tập môn học (2 –HTTP(S) Client) – Viết chương trình tải tệp tin theo giao thức HTTP(S)thực chức sau – Tải tệp tin địa xác định – Cho phép nhập số luồng song song cần tải (để cạnh tranh với IDM ???) – Cho phép nhập thông số phạm vi tệp tinmuốn tải (offset, length) – Xử lý việc tải file tự động từ website chiasẻ thông dụng: – Ngôn ngữ C/C++/C# - Sử dụng TCP Socket 15 1.1 Tổng quan lập trình mạng • Bài tập môn học (3 –HTTP Server) – Viết chương trình HTTP Server (HTTP/1.1) thực công việc sau – Xử lý lệnh: GET POST – Đáp ứng tối đa 6400 kết nối – Xử lý xác thực client password – Thống kê ghi nhật ký – Ngôn ngữ: C/C++/C# - Sử dụng TCP Socket 16 3/5/2018 1.1 Tổng quan lập trình mạng • Bài tập mơn học (4 –Voice Chat) – Ưu tiên thiết lập kết nối trực tiếp cácclient – Trong trường hợp thiết lập kết nối trực tiếpthì trung gian qua server – Giao thức tự thiết kế, codec tự chọn (mp3,wma,aac…) Không truyền âm chưa nén (wav,pcm) – Mã hóa kênh truyền theo giải thuật tùy chọn – Ngôn ngữ C/C++/C# – Cho phép sử dụng OpenSource lame (ffmpeg) để nén giải nén MP3 17 1.1 Tổng quan lập trình mạng • Bài tập mơn học (5 –Thông tin rạp phim) – Tự động hiển thị thông tin về: phim chiếu rạp, show truyền hình chiếu thời điểm – Các thơng tin cần có phim: Tên, Poster (Ảnh), Thể loại, đánh giá, tóm tắt, trailer….(nguồn từ imdb.com) – Các thơng tin cần có show truyền hình: tên show, phát – Đầu vào: 24h.com.vn, vtcv.vn, sctv.vn, platinumcineplex, egastar, national cinema centre… – Cho phép đặt báo thức đến thời điểm phim/show truyền hình – Ngơn ngữ: C/C++/C# sử dụng TCP Socket 18 3/5/2018 1.1 Tổng quan lập trình mạng • Bài tập mơn học (6 –RTMP GUI) – Tự động lấy sở liệu rtmplinks – Phân tích / tách liệu để tạo link rtmp đầyđủ – Kết nối tới rtmp server để download liệu – Ghi nhật ký để tạo danh sách server hoạt động tốt – Cho phép dùng mã nguồn mở: RTMPDUMP – Ngôn ngữ: C/C++/C# (nếu thích) – Do RTMP phức tạp, nên nhóm cần tìm hiểu chế kết nối, nhóm khuyến khích dùng nguồn mở 19 1.1 Tổng quan lập trình mạng • Bài tập mơn học (7 –Youtube Live Player) – Kết nối tới Youtube live – Lấy danh sách kênh truyền hình – Phân tích liệu html để lấy liên kết http kênh – Http pseudo streaming – Ngơn ngữ: C# lập trình Windows Phone – Được trợ giúp để hiển thị liệuvideo 10 3/5/2018 • Các mơ hình vào WinSock • Mơ hình Overlapped –Thí dụ Completion Routine // Hiển thị xâu hình buff[cbTransferred]=0; pri ntf(buff); // Khởi tạo lại cấu trúc overlapped lại gửi tiếp yêu cầu nhận liệu memset(&overlapped,0,sizeof(overlapped)); flags = 0; rc =WSARecv(s, &databuff, 1, &bytesReceived, &flags, &overlapped, CompletionRoutine); if (rc == SOCKET_ERROR) { rc = WSAGetLastError(); if (rc != WSA_IO_PENDING) printf("Loi %d !\n",rc); }; return; } 159 • Các mơ hình vào WinSock • Mơ hình Overlapped –Thí dụ Completion Routine int _tmain(int argc, _TCHAR*argv[]) { // Khởi tạo kết nối đến 127.0.0.1:8888 … // Khởi tạo cấu trúc overlapped memset(&o verlapped,0,sizeof(overlapped)); // Khởi tạo đệm liệu databuff.buf = buff; datab uff.len = 1024; // Gửi yêu cầu vào rc =WSARecv(s, &databuff,1,&bytesReceived,&flags,&overlapped, CompletionRoutine); // Xử lý lỗi… // Chuyển luồng sang trạng thái alertable while (1) SleepEx(1000,TRUE); getch(); closesocket(s); WSACleanup(); return 0; 160 } 76 3/5/2018 • Bài tập – Viết chương trình Server sử dụng mơ hình Overlapped –Completion Routine nhận nhiều kết nối từ client chuyển tiếp liệu từ client đến client lại 161 Chương MFCSoket • 4.1 Giới thiệu • 4.2 CSocket • 4.3 CAsyncSocket 77 3/5/2018 5 Chương 4.1 Giới thiệu • MFC: Microsoft Foundation Classes • Bộ thư viện hướng đối tượng C++ lập trình ứng dụng Window • Cung cấp hai lớp hỗ trợ lập trình mạng – CAsyncSocket: Đóng gói lại thư viện WinSock dạng hướngđối tượng Hoạt động chế độ bất đồngbộ – CSocket: Kế thừa từ CAsyncSocket cung cấp giao diện mức cao Hoạt động chế độ đồngbộ • Hai lớp không thread-safe: đối tượng tạo luồng sử dụng luồngđó • Tệp tiêu đề: afxsock.h Chương 4.2 CSocket • Khởi tạo thư viện: tự động framework qua hàmAfxSocketInit • Khởi tạo đối tượng CSocket: Phương thức Create BOOLCreate( UINT nSocketPort =0, // Cổng, mặc định int nSocketType =SOCK_STREAM, // Kiểu socket LPCTSTRlpszSocketAddress = NULL)// Địa giao diện mạng, thí dụ // “192.168.1.1” Giá trị trả về: - Khác NULL thànhcông - NULL thất bại Mã lỗi truy nhập qua hàm GetLastError() Thí dụ: CSocket Server,Client Server.Create(8888); Cli ent.Create(); 78 3/5/2018 Chương 4.2 CSocket • Kết nối đến máy khác: Phương thức Connect BOOLConnect( LPCTSTRlpszHostAddress, // Địa chỉ/tên miền máyđích UINT nHostPort // Cổng ); BOOLConnect( const SOCKADDR*lpSockAddr, // Địa máy đích dạngSOCKADDR int nSockAddrLen // Chiều dài cấu trúc địa ); Giá trị trả về: - Khác NULL thànhcông - NULL thất bại Mã lỗi truy nhập qua hàm GetLastError() Thí dụ: CSocket s; s.Create(); s.Connect(“www.google.com.vn”, 80); Chương 4.2 CSocket • Đợi kết nối từ máy khác: Phương thức Listen BOOL Listen( int nConnectionBacklog = ) Giá trị trả về: - Khác NULL thànhcông - NULL thất bại Mã lỗi truy nhập qua hàm GetLastError() • Đóng kết nối: Phương thức Close virtual void Close( ) 79 3/5/2018 Chương 4.2 CSocket • Chấp nhận kết nối từ máy khác: Phương thức Accept virtual BOOLAccept( CSocket& rConnectedSocket, // Socket tương ứng với kết nối SOCKADDR*lpSockAddr = NULL,// Địa socket dạngSOCKADDR int* lpSockAddrLen =NULL // Chiều dài địa ); Giá trị trả về: - Khác NULL thànhcơng - NULL thất bại Mã lỗi truy nhập qua hàm GetLastError() Thí dụ: CSocket Server, Client; // Khởi tạo socket Server … // Chấp nhận kết nối Server.Accept(Client); // Gửi nhận liệu Client … Chương 4.2 CSocket • Gửi liệu đến máy khác: Phương thức Send virtual int Send( const void* lpBuf, int nBufLen, int nFlags =0 ); // Bộ đệm chứa liệu cầngửi // Số byte cần gửi // Cờ, MSG_OOB nếucó Giá trị trả về: - Số byte gửi thànhcông - SOCKET_ERRORnếu thất bại Thí dụ: char buff[]=“Hello MFCSocket”; Client.Send(buff,strlen(buff)); 80 3/5/2018 Chương 4.2 CSocket • Nhận liệu từ máy khác: Phương thứcReceive virtual int Receive( void* lpBuf, i nt nBufLen, i nt nFlags =0 ); // Bộ đệm nhận liệu // Kích thước đệm // Cờ, MSG_PEEKhoặc MSG_OOB Giá trị trả về: - Số byte nhận thành công - NULL kết nối bị đóng - SOCKET_ERRORnếu thất bại Thí dụ: … char buff[1024]; int buflen =1024, nBytesReceived; nBytesReceived =connectedSocket Receive(buff,1024); … 170 Chương 4.2 CSocket • Xây dựng Client CSocket … CSocket unsig nedchar char int s.Creat e(); s; buff[102 4]; * request =“GET / HTTP/1.0\r\nHost:www.google.com\r\n\r\n”; len = 0; s.Connect(“www.google.com”,80); s.Send(request,strlen(request)); len = s.Receive(buff,1024); buff[l en] = 0; printf(“%s”,buff); … 81 3/5/2018 Chương 4.2 CSocket • Xây dựng Server CSocket … CSocket listen,connect; Char * buff = “Hello Network Programming”; listen.Create(80,SOCK_STREAM,”0.0.0.0”); listen.Listen(); listen.Accept(connect); connect Send(buff,strlen(buff)); connect Close(); … Chương 4.3 CAsyncSocket • Đóng gói hoạt động socket bất đồngbộ • Nguyên mẫu hàm vào tương tự CSocket trở từ lời gọi • Ứng dụng khơng sử dụng trực tiếp lớp mà kế thừa chồng lên phương thức ảo lớp để xử lý kiện • Các phương thức hay chồng – – – – OnAccept: Phương thức gọi có yêu cầu kết nối OnClose: Phương thức gọi socket đầu bị đóng OnSend: Phương thức gọi socket gửi liệu OnReceive: Phương thức gọi socket nhận liệu chờ ứng dụng xử lý – OnConnect: Phương thức gọi yêu cầu kết nối chấp nhận socket sẵn sàng để gửi nhận liệu 82 3/5/2018 Chương 4.3 CAsyncSocket • Khởi tạo đối tượng: Phương thức Create BOOLCreate( UINT nSocketPort =0, // Cổng int nSocketType =SOCK_STREAM, // Kiểusocket long lEvent = FD_READ| FD_WRITE | FD_OOB| FD_ACCEPT| FD_CONNECT|FD_CLOSE, // Mặt nạ kiện LPCTSTR lpszSocketAddress = NULL // Địa socket ); Giá trị trả : - Khác NULL thànhcông - NULL thất bại Sự khác biệt với CSocket phương thức tham số lEvent chứa mặt nạ sựkiện ứng dụng mong muốn nhận Chương 4.3 CAsyncSocket • Xử lý kiện: chồng lên phương thức tương ứng với kiện mong muốn void CMyAsyncSocket::OnReceive(int nErrorCode) // CMyAsyncSocket kế thừatừ // AsyncSocket { static int i = 0; i++; TCHAR buff[4096]; int nRead; nRead = Receive(buff, 4096); switch (nRead) { case 0: C lose(); break; case SOCKET_ERROR: if (GetLastError() != WSAEWOULDBLOCK) { AfxMessageBox (_T("Error occurred")); Close(); } break; 175 83 3/5/2018 Chương 4.3 CAsyncSocket • Xử lý kiện (tiếp) default: buff[nRead] = _T('\0'); // Kết thúc xâu CString szTemp(buff); m_strRecv += szTemp; // Chèn xâu nhận vào cuối m_strRecv i f (szTemp.CompareNoCase(_T("bye")) == 0) { ShutDown(); s_eventDo ne.SetEvent(); } } CAsyncSocket::OnReceive(nErrorCode); } Chương 4.3 CAsyncSocket • 3.Viết chương trình HTTP Streaming server thực thao tác sau: – – – – Đợi kết nối cổng 80 Cho phép giới hạn tốc độ upload Xử lý request từ client gửi đến có ng GET / HTTP/1.1 H ost: … \n\n Phản hồi request sau: • Nếu tên tồn thư mục gửi trả phản hồi có dạng Status:OK-200\n Content-Length:\n Content-Type:video/mp4\n \n \n 84 3/5/2018 Chương 4.3 CAsyncSocket • 3.Viết chương trình HTTP Streaming server thực thao tác sau: – Phản hồi request sau: • Nếu file khơng tồn phản hồi lại s au Status: Not Found –404\n Content-Length:\n Content-Type:text/html\n \n \n Khơng tìm thấy tệp tin Chương 4.3 CAsyncSocket • 1.Viết chương trình gửi file CAsyncSocket • Viết chương trình gửi tin nhắn mã hóa qua mạng blocking Cách thức mã hóa sau: – Server chọn số nguyên x (0-255) làm mật gửi cho client kết nối đến – Mã ASCII ký tự gửi cộng thêm x trước truyền, bên nhận trừ x để hiển thị Nếu giá trị cơng thêm >255 truyền phần dư giá trị khichia cho 256 85 3/5/2018 Chương NET Soket • • • • 5.1 Giới thiệu 5.2 TCP Server 5.3 TCP Client 5.4 UDP Server/Client Chương 5.1 Giới thiệu • NET Framework thư viện chạy đa kiến trúc Microsoft • Hai namespace hỗ trợ lập trình mạng: System.Net System.Net.Sockets • Một vài lớp – IPAddress: Lưu trữ quản lý địa chỉIP – IPEndPoint: Lưu trữ thông tin địa socket, tương tự SOCKADDR_IN Bao gồm IPAddress cổng – DNS: Hỗ trợ thao tác phân giải tên miền – Socket: Xử lý thao tác socket 86 3/5/2018 Chương 5.1 Giới thiệu • IPAddress: Đóng gói địa IP – Khởi tạo: IPAddress.Parse(“192.168.1.1”); – Lấy dạng chuỗi: IPAddress.ToString(); – Các địa đặc biệt: IPAddress.Any, IPAddress.Broadcast, IPAddress.Loopback • IPEndPoint: Đóng gói địa socket – Khởi tạo: IPEndPoint(IPAddress, Int32) – Lấy dạng chuỗi: IPEndPoint.ToString(); • DNS: thực phân giải tênmiền – Lấy địa IP: IPAddress[] DNS.GetHostAddress(“www.google.com”); – Lấy thông tin host: IPHostEntry DNS.GetHostEntry(“www.google.com”); Chương 5.2 TCP Server • Trình tự tạo TCPServer – – – – – – 1.Tạo Socket 2.Liên kết với IPEndPoint cục 3.Lắng nghe kết nối 4.Chấp nhận kết nối 5.Gửi nhận liệu theo giao thức thiết kế 6.Đóng kết nối sau hoàn thành trở lại trạng thái lắng nghe chờ kết nối 87 3/5/2018 Chương 5.2 TCP Server • Thí dụ // Thiết lập địa server IPEndPoint ie =new IPEndPoint(IPAddress.Any,8888); // Tạo socket server Socket server =new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); int ret; // Bind Listen server.Bind(ie); s erver.Listen(10); Console.WriteLine(“Doi ket noi tuclient "); // Chấp nhận kết nối Sock et client =server.Accept(); Console.WriteLine("Chap nhan ket noi tu:{0}", client.RemoteEndPoint.ToString()); string s =“Hello Net Socket"; byte[] data =new byte[1024]; data = Encoding.ASCII.GetBytes(s); client.Send(data, data.Length, SocketFlags.None); Chương 5.2 TCP Server • Thí dụ (tiếp) while (true) { data =new byte[1024]; re t =client.Receive(data); if (ret ==0) break; Console.WriteLine("Du lieu tu client:{0}", Encoding.ASCII.GetString(data,0,ret)); } client.Shutdown(SocketShutdown.Both); client.Close(); 88 3/5/2018 7 Chương 5.3 TCP Client • Trình tự – – – – – Xác định địa Server Tạo Socket Kết nối đến Server Gửi nhận liệu theo giao thức thiếtkế Đóng Socket Chương 5.3 TCP Client • Thí dụ // Thiết lập địa IPEndPoint iep =new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 8888); // Tạo socket client Socket client =new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); // Kết nối đến server client.Connect(iep); byte[] data =new byte[1024]; int recv =client.Receive(data); // Nhận câu chào từ server string s =Encoding.ASCII.GetString(data, 0, recv); Console.WriteLine("Server gui:{0}",s); string input; while (true) { input = Console.ReadLine(); //Chuyen input mang byte gui len cho server data =Encoding.ASCII.GetBytes(input); client.Sen d(data, data.Length, SocketFlags.None); 89 3/5/2018 Chương 5.3 TCP Client • Thí dụ (tiếp) if (input.ToUpper().Equals("QUIT")) break; } client.Disconnect(true); client.Close(); } Chương 5.4 UDPServer/Client • Trình tự UDPServer – Tạo Socket – Liên kết với IPEndPoint cục qua hàm Bind (UDP Server) xác định địa Server để gửi liệu(UDP Client) – Gửi nhận liệu theo giao thức thiết kếbằng hàm ReceiveFrom/SendTo – Đóng Socket 190 90 ... dành cho phần mạng 1, cho phần host • Thí dụ: 11 111 111 .11 111 111 .11 111 111 .000000 00 hay 255.255.255.0 – Biểu diễn dạng Hexa • Dùng số Hexa: 0xFFFFFF00 • Ít dùng 40 20 3/5/2 018 2.2 Giao thức IPv4... 24-bit 10 .0.0.0– 10 .255.255.255 16 ,777, 216 Một dải trọn vẹn thuộc lớp A 10 .0.0.0/8 Khối 20-bit 17 2 .16 .0.0– 17 2. 31. 255.255 1, 048,576 Tổ hợp từ mạng lớp B 17 2 .16 .0.0 /12 Khối 16 -bit 19 2 .16 8.0.0– 19 2 .16 8.255.25... 3/5/2 018 2.4 Giao thức TCP • Header TCP – Chứa thơng tin đoạn liệu tươngứng TCPHeader Bit offs et 10 1 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Source port 32 64 96 Destination