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Comunicaciones y redes

Conceptos básicos de redes



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Definición

'Red' Conjunto de dispositivos interconectados con la capacidad de intercambiar y compartir recursos


  • Idea de malla o red de pescar
  • Puedo ir de un nodo o dispositivo a cualquier otro nodo o dispositivo sin abandonar la red
  • Existen diferentes tipos de redes
    • La más conocida y usada la red de tipo Tcp/ip o red de internet (red de redes)
  • Necesidad de indentificar de forma única cada dispositivo de la red
  • Necesidad de que el emisor conozca la identificación del dispositivo o nodo con el que quiere contactar

Términos usados en redes

  • Protocolo: Un programa que implementa la comunicación entre dos elementos
    • A nivel de aplicación lo invoca el usuario
    • A otro nivel es parte del kernel del SO
  • Servicio
  • Modelo de referencia: 'Capas del modelo'
  • Este tema está desarrollado de forma más detellada en muchos sitios
  • Puedes acceder al siguiente url para poder ver apuntes de Cisco sobre la red y los protocolos

http://curriculum.netacad.net/virtuoso/servlet/org.cli.delivery.rendering.servlet.CCServlet/LMS_ID=CNAMS,Theme=ccna3theme,Style=ccna3,Language=es,Version=1,RootID=knet-lcms_exploration1_es_40,Engine=static/CHAPID=null/RLOID=null/RIOID=null/index.html


Podemos ver el siguiente corto para entender un poco más de redes

http://www.youtube.com/watch?v=XeldfbDijUY&feature=related


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Definición

Protocolo conjunto de reglas y normas establecidas para que dos partes se puedan entender


  • Ejemplo: Un director chino quiere hacer un negocio con un director alemán, entre ellos directamente no se puede entender:

Modelo de referencia OSI Vs TCP/IP

ModeloReferencia.png

  • PDU Información de cada una de las capas
  • Cabecera Datos que permiten que cada capa realice su cometido
  • Aplicacion Interactúa con el usuario, DNS, HTTP
  • Transporte TCP UDP Puerto
  • Red|Internet IP (ICMP, ARP/RARP) Direcciones IP (red/host) Enrutar: encontrar el camino para llegar a alcanzar la red destino
  • Enlace|Acceso al medio Ethernet, Token Ring, Frame Relay (tecnologías de red) Trama Direcciones MAC Cola Verificar validez de la trama


Icon objectives.jpg

Objetivo

nuestro objetivo: Capa de Transporte Para poder hacer los probramas


Capas del modelo OSI

Proceso de encapsulacion y desencapsulacion

Modelo TCP/IP

Concepto de socket y capa de transporte

En la capa de transporte tenemos dos protocolos
TCP Seguro, orientado a la conexion y con control de flujo, lento y pesado
UDP rápidlo, ligero, no seguro, no orientado a la conexión sin control de flujo

Ambos identifican con un puerto la aplicación/conversación concreta a la que va destinada el paquete

Socket
  • Representa los terminales de la conexión entre dos máquinas o servicios
  • Estos terminales se unen por la red física de la cual no tenemos porque saber absolutamente nada

Socket1.png

  • Los socket son creados por el sistema operativo
  • El API de java java.net y java.nio tienen métodos para que el programa pueda invocar al SO para que cree un socket
  • el socket tiene métodos para poder envier mensajes a otras aplicciones las cuales los recibierán en su socket

Socket2.png

  • La aplicacion tiene métodos para que el so cree un socket para usar
  • Existen dos tipos de socket
  1. socket activos
Se conecta con el servidor, envía y recibe datos, se ubican tanto en el cliente como en el servidor)
  1. socket pasivos
Esperan conexiones de los clientes y se ubican al lado del servidor
  • Un socket tiene información que le identifica
  1. Puerto
  2. Direccion IP
  3. Tipo de protocolo

Clases de java para socket

UDP
DatagramPacket Para crear datagramas UDP
MulticastSocket
DatagramaSocket: Hereda del anterior permite crear un socket para enviar informción
TCP
Socket
ServerSocket
Ambos para manipulación de direcciones de internet
URL
URLEncoder
InetAddress

java.net.Socket

Crea un socket con la capacidad de envier y transmitir datos

Constructores

protected Socket() throws SocketException
protected Socket() 
public Socket(String host, int puerto) throws UnknownHostException,    
IOException
public Socket(InetAddress direccion, int puerto)throws  IOException
public Socket(String host, int puerto,InetAddress dirLocal, int  
puertoLocal) throws IOException 
public Socket(String host, int  puerto) throws UnknownHostException, 
IOException

java.net.ServerSocket

  • Crea un socket en el servidor socket pasivo
  • Este se queda esperando a que llegue una solicitud de conexión con otro socket de cliente socket activo
  • Esto se hace invocando al método accept()
ServerSocket servidor = new ServerSocket()
Socket comunicacionCliente = new ServerSocket();
comunicacioneCliente = servidor.accept();

Constructores

public ServerSocket (int puerto) thows IOExcpetion
public ServerSocket (int puerto, int longitudCola) thows IOExcpetion
public ServerSocket (int puerto, int longitudCola, InetAdress 
dirInternet) thows IOExcpetion

Pasos para realizar una aplicación clinete/servidor con TCP

  1. Se deben crear socket en el cliente (activos) y en el servidor (pasivos)
  2. El socket servidor se crea en un puerto que será el que establezca la conexión para la aplicación
  3. El socket pasivo se queda esperando o escuchando a que lleguen solicitudes por parte de otro socket activo por el puerto establecido (Sólo escucha ese puerto)
  4. El cliente lanza una solicitud de conexión al servidor
  5. El servidor acepta la solicitud (eso es lo esperado :))
  6. Se realizan intercambio de datos
  7. Se cierran las conexiónes

Identificadon un dispositivo de red

  • Direccion IP
  • URL Localizador Unico de Recurso

Formato para identificar un recurso en la red

  servicio://maquina.dominio:puerto/camino/fichero
Servicio
Identifica el protocolo que vamos a usar para acceder
máquina.dominio
Identifica el nombre de la máquina dentre de un subdominio de un dominio o directamente dentro de un dominio
Camino
Es el path dentro de la máquina donde se ubica el recurso
Fichero
El recurso al que quiero acceder



Clases de java para desarrollo de comunicaciones

Paquete java.net java.nio
Clases para el API con socket del SO
ServerSocket ==> Permite definir socket pasivos
Socket ==>Permite definir socket activos
Clases para trabajar con URL
URL
InetAddress ==>
Excepciones
ServerException
UnknownServiceException
UnknownHostException

Ejemplo 1 : ConexionLocal

Obtener con la clase InetAddress información de la ip y nombre de mi propio equipo

Obtener cada byte de la ip getAddress
Obtener la ip completa getHostAddress
Obtener el nombre del equipo getHostName

Ejemplo 2 ConexiónWeb

Crear un socket cliente que se conecte con un servidor web nombre = www.google.es puerto = 80 Crear un obejto de tipo ç

 InetAddress  direccion = InetAddress.getByName("www.goggle.es");
  • establecer una dirección a la web
Socket socket = new Socket(direccion,80);
  • Obtener información de la conexión establecida
    • donde me he conectado
socket.getInetAddress()
    • Por qué puerto
socket.getPort()
    • Puerto local
socket.getLocalPort()
    • Direccion local
socket.getLocalAddress()

Ejemplo 3 Servidor

accept() trows IOException crea un objeto socket en el servidor
getInetAddress() ==> Objeto InetAddress del socket 
getLocalPort() ==> Puerto por el que está escuchando el servidor
close() ==> Cierre el socket

  • Crear un servidor
ServerSocket servidor =new ServerSocket(puerto);

  • Dejar al servidor esperando
Socket cliente = servidor.accept();
  • Una vez conectado dar información del equipo que se ha conectado
InetAddress direccion = cliente.getInetAddress();
System.out.println("Se han conectado con el servidor");
System.out.println("Equipo conectado "+direccion);
System.out.println("Nombre local "+direccion.getHostName());

instala el telnet y pruébalo probar con máquinas de la compañera/o

Ejemplo 4 mandar mensajes

  • Se trata de que el servidor mande un mensaje y los pueda recibir el cliente
  • Tenemos dos acciones:
    • El servidor envía un mensaje
    • El cliente lee un mensaje
En el servidor
un canal para escribir y enviar al cliente desde el socket del servidor
DataOutputStream salida = new DataOutputStream(servidr.getOutputStream());
para escribir usamos el método writeUTF(String )
salida.write("Hola cliente te has conectado");
En el cliente
un canal para leer lo que le llegue al socket
DataInputStream entrada = new DataInputStream(cliente.getInputStream());
para leer
String linea = entrada.readUTF();

Hacer un programa en el que el servidor le envíe un mensaje como que se ha conectado

Ejemplo 5=

Icon activity.jpg

Actividad

*Con lo aprendido se pretende hacer un programa por parejas para chatear aunque de una manera muy rudimentaria
  • Lo haremos en modo simplex uno escribe y cuando haya recibido entonces puede escribir él y el otro lee
  • Uno hará de cliente y el otro de servidor