Socket Multicast

1.1.1.        ¿Que es un socket multicast?

A veces nos interesa que un ordenador pueda enviar un mensaje por red y que este sea recibido por otros ordenadores simultáneamente. Para ello están las direcciones multicast. Son direcciones en el rango 224.0.0.0 a 239.255.255.255. La 224.0.0.0 está reservada y no puede usarse. Enviando mensajes por estas direcciones, cualquier otro ordenador en la red que las escuche podría leer dicho mensaje, independientemente de cual sea la IP real de ese ordenador. Es decir, si un ordenador quiere enviar un mensaje simultáneamente a varios, puede hacerlo enviando el mensaje a una de estas IPs, los demás ordenadores deben estar a la escucha de dichas IPs para recibir el mensaje.

1.1.2.        Enviar un mensaje Multicast

public class MulticastServer {

     public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException {

        try {

Construccion de un Servidor TCP/IP

1.1.1.        La clase Servidor TCP/IP

Veamos el código que presentamos en el siguiente ejemplo, donde desarrollamos un   mínimo   servidor   TCP/IP,   para   el   cual   desarrollaremos   después   su contrapartida cliente TCP/IP. La aplicación servidor TCP/IP depende de una clase de comunicaciones proporcionada por Java: ServerSocket. Esta clase realiza la mayor parte del trabajo de crear un servidor.

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Servidor {

Implementación en JAVA (Sockets)

1.1.1.        La clase URL

Para comenzar con la programación de sockets, resulta necesario comprender las clases que ofrece Java. En primer lugar, la clase URL contiene constructores y métodos para la manipulación de URL (Universal Resource Locator): un objeto o servicio  en  Internet.  El  protocolo  TCP necesita  dos  tipos de información: la dirección IP y el número de puerto. Vamos a ver como podemos recibir entonces la página Web siguiente:

http://www.yahoo.com

En primer lugar, Yahoo tiene registrado su nombre, permitiendo que se use yahoo.com como su dirección IP, o lo que es lo mismo, cuando indicamos yahoo.com es como si hubiésemos indicado 205.216.146.71, su dirección IP real.

Si queremos obtener la dirección IP real de la red en que estamos corriendo, podemos realizar llamadas a los métodos getLocalHost() y getAddress(). Primero, getLocalHost() nos devuelve un objeto iNetAddress, que si usamos con getAddress() generará un array con los cuatro bytes de la dirección IP, por ejemplo:

InetAddress direccion = InetAddress.getLocalHost();

byte direccionIp[] = direccion.getAddress();

Si la dirección de la máquina en que estamos corriendo es 150.150.112.145, entonces:

direccionIp[0] = 150 direccionIp[1] = 150 direccionIp[2] = 112 direccionIp[3] = 145

Por otro lado, podemos especificar las partes que componen una url y así podríamos construir un objeto de tipo url utilizando los siguientes constructores:

URL (“http","www.yahoo.com","80","index.html”);

o  dejar  que  los  sistemas  utilicen  todos  los  valores  por  defecto  que  tienen definidos, como en:

URL (“http://www.yahoo.com”);

Y en los dos casos obtendríamos la visualización de la página principal de Yahoo en nuestro navegador.

1.1.2.        Arquitectura de comunicaciones

En Java, crear una conexión socket TCP/IP se realiza directamente con el paquete java.net. A continuación mostramos un diagrama de lo que ocurre en el lado del cliente y del servidor:

Networking en JAVA (Utilización de Sockets)

1.1.1.        Introducción a la programación con Sockets

Java proporciona dos formas diferentes de atacar la programación de comunicaciones a través de red, al menos en lo que a la comunicación web concierne. Por un lado están las clases Socket, DatagramSocket y ServerSocket, y por otro lado están las clases URL, URLEncoder y URLConnection.

Los sockets son puntos finales de enlaces de comunicaciones entre procesos. Los procesos los tratan como descriptores, de forma que se pueden intercambiar datos con otros procesos transmitiendo y recibiendo a través de sockets. El tipo de sockets describe la forma en la que se transfiere información a través de ese socket.

1.1.2.        Que son los Stream Sockets (TCP)

Son un servicio orientado a conexión, donde los datos se transfieren sin encuadrarlos en registros o bloques. Si se rompe la conexión entre los procesos, éstos serán informados de tal suceso para que tomen las medidas oportunas.

El  protocolo  de  comunicaciones  con  streams  es  un  protocolo  orientado  a conexión, ya que para establecer una comunicación utilizando el protocolo TCP, hay que establecer en primer lugar una conexión entre un par de sockets. Mientras uno de los sockets atiende peticiones de conexión (servidor), el otro solicita una conexión (cliente). Una vez que los dos sockets estén conectados, se pueden utilizar para transmitir datos en ambas direcciones.

1.1.3.        Que son los Datagram Sockets (UDP)

Son un servicio de transporte sin conexión. Son más eficientes que TCP, pero en su utilización no está garantizada la fiabilidad. Los datos se envían y reciben en paquetes, cuya entrega no está garantizada. Los paquetes pueden ser duplicados, perdidos o llegar en un orden diferente al que se envió.

El protocolo de comunicaciones con datagramas es un protocolo sin conexión, es decir, cada vez que se envíen datagramas es necesario enviar el descriptor del socket local y la dirección del socket que debe recibir el datagrama. Como se puede ver, hay que enviar datos adicionales cada vez que se realice una comunicación, aunque tiene la ventaja de que se pueden indicar direcciones globales y el mismo mensaje llegará a un muchas máquinas a la vez.

Identificación de procesos (Networking)

1.1.1.        Que es una dirección IP

Una dirección IP es un número que identifica de manera lógica y jerárquica a una interfaz de un dispositivo (habitualmente una computadora) dentro de una red que utilice el protocolo IP (Internet Protocol), que corresponde al nivel de red del protocolo TCP/IP. Dicho número no se ha de confundir con la dirección MAC que es un número hexadecimal fijo que es asignado a la tarjeta o dispositivo de red por el fabricante, mientras que la dirección IP se puede cambiar.

Es habitual que un usuario que se conecta desde su hogar a Internet utilice una dirección IP. Esta dirección puede cambiar cada vez que se conecta; y a esta forma de asignación de dirección IP se denomina una dirección IP dinámica (normalmente se abrevia como IP dinámica).

Los sitios de Internet que por su naturaleza necesitan estar permanentemente conectados, generalmente tienen una dirección IP fija (se aplica la misma reducción por IP fija o IP estática), es decir, no cambia con el tiempo. Los servidores de correo, DNS, FTP públicos, y servidores de páginas web necesariamente deben contar con una dirección IP fija o estática, ya que de esta forma se permite su localización en la red.

1.1.2.        Que es un puerto

Un puerto es una dirección numérica a través de la cual se procesa un servicio, es decir, no son puertos físicos semejantes al puerto paralelo para conectar la impresora, sino que son direcciones lógicas proporcionadas por el sistema operativo para poder responder.

Las comunicaciones de información relacionada con Web tienen lugar a través del puerto 80 mediante protocolo TCP. Para emular esto en Java, se utiliza la clase Socket.

Teóricamente hay 65535 puertos disponibles, aunque los puertos del 1 al 1023 están reservados al uso de servicios estándar proporcionados por el sistema, quedando el resto libre para utilización por las aplicaciones de usuario. De no existir los puertos, solamente se podría ofrecer un servicio por máquina. Nótese que el protocolo IP no sabe nada al respecto de los números de puerto.