Network Programming

Networked Programming
and HTTP/Web
目次
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ネットワークプログラミングの基礎
Webサーバの概要・構成
Telnet (クライアントの動作, 2台間通信,
Javaプログラムの実装)
FTP (概要, アクセス動作,
Javaプログラムの実装)
チャットプログラム (Javaプログラムの実装,
マルチキャスト)
P2P通信 - JXTA
ネットワークプログラムを利用した研究
Webサーバとは
wwwシステムにおいて、情報送信を行うコンピュー
タ、wwwによる情報送信機能を持ったソフトウェ
アのこと。
クライアントであるウェブブラウザのURLにて指示
された、Webサーバ内に存在するHTMLドキュメン
トの各種動作をクライアントから接続されたHTTP
に則ったTCP/IPソケットストリーム（HTTPコネク
ション）に送信する。
Webサーバの構成
馬研究室のサーバの例
 IPアドレス：133.25.82.142
 ドメイン名：www.malab3.k.hosei.ac.jp
 サーバ用ソフトウェア：
Apache HTTP Server 2.2.10
/ Apache Tomcat 6.0 (Web公開・Java Servret 用)
IP(Internet Protocol)とは？
⇒IPアドレスを用いてネットワーク上のPCの位置を
表すもの
DNSとは？
⇒ドメイン名とIPアドレスを関連付けるシステム
ポート番号とは
通信のサービスを特定するための番号。
No
Protocol
サービス
20
ftp-data
ファイル転送（データ本体）
21
ftp
ファイル転送（コントロール）
22
ssh
シェル：SSH（セキュア）
23
telnet
シェル：telnet
25
smtp
メール送受信：SMTP
53
domein
DNS
80
http
WWW
110
pop3
メール受信（POP）
上記はよく利用されるポート番号とプロトコル。
上のように、サービスによってデータの送受信の受け口が分かれている。
ネットワークのレイヤー
ネットワークは各層に分かれ、データの送受信を行う。
HTTP
HTMLファイルの送受信に関する役割
TCP
データを過不足なく送り届ける役割
IP
データを特定のPCへ送り届ける役割
→各層に役割を分担することで拡張性
や保守性を高めている
ソケットとは？
⇒IP部分とポート番号を組み合わせたネットワークア
ドレスのこと
法政大学情報科学研究科川島友美
TCP/IPまとめ
宛名等宛先等
内容宛名等
内容
HTTP/1.1
(GET index.html
200 OK
宛先ポート:80
宛先:192.168.1.20
宛先:www.yahoo.co.jp
宛先ポート:80
宛先ポート:3000
HTTP/1.1
(GET宛先ポート:3000
index.html
200
OK
HTTP1.1)
自分ポート:3000
自分ポート:80
自分:192.168.1.20
自分:www.yahoo.co.jp
<HTML>・・・
自分ポート:3000
自分ポート:80
HTTP1.1)
<HTML>・・・
HTTP
TCP
HTTP
IP
TCP
HTTP
宛名等
内容
HTTP/1.1
(GET index.html
200 OK
宛先ポート:80
宛先ポート:3000
HTTP1.1)
自分ポート:3000
自分ポート:80
<HTML>・・・
TCP
内容
HTTP/1.1
(GET index.html
200 OK
HTTP1.1)
<HTML>・・・
内容
HTTP/1.1
(GET index.html
200 OK
HTTP1.1)
<HTML>・・・
HTTP
HTTP
WEBサーバの待ち受けポート番号は80
世界中で統一されている
FTPは21、POPは110等々
送信元のポート番号はWindowsが
空いているポートを勝手に選択する
法政大学
情報科学研究科
川島友美
クライアントプログラム - telnet
telnetで簡易クライアントを確認する。
■以下のコマンドを実行
% telnet www.cs.gunma-u.ac.jp 80
Trying 133.8.2.7... Connected to
www.cs.gunma-u.ac.jp. Escape
character is '^]'.
GET /index.html HTTP/1.0
2台間での通信 - telnet
telnetコマンドを用いて通信の確認を行
う。
■以下のコマンドを実行
>>telnet
>>192.168.**.**
(local 環境)
>> User, Passwordを入力
ローカル環境下で接続が確立しているのを確認
JavaによるTelnetプログラムの実現
双方向のTCPコネクションを扱うクラ
イアントプログラムを作成する。
TCPコネクションを開いて、コネク
ションと標準入出力を接続する。ネッ
トワーク側と標準入力側からの入力を、
それぞれ反対側の出力に接続すればよ
い。
（※実際にプログラムを動かして解説）
JavaによるTelnetプログラムの実現 – Program内での動き
Class TelnetTest
>int HTTP_port = 80;
>String host = “www.cs.gunma-u.ac.jp";
使用するポートを80に、接続先のhost名を入力する。
>PrintWriter netOut = null;
>BufferedReader netIn = null;
入出力ストリームの宣言
>Socket http = new Socket(host,HTTP_port);
>netIn = new BufferedReader(
>new InputStreamReader(http.getInputStream(),"EUC_JP"));
>netOut = new PrintWriter(http.getOutputStream());
入出力ストリームの生成とソケットへの結びつけを行う。
>System.out.println("HTTPサーバ("+host+")に接続...");
>netOut.print("GET /index.html HTTP/1.0");
>netOut.print("Host: " + host + "\n");
>netOut.print("\r\n\r\n");
>netOut.flush();
HTTPプロトコルに従った文字列の送受信を行う。
FTP (ファイル転送用プロトコル)
■FTP(File Transfer Protocol)
Telnetと同様にインターネット上で広く使わ
れている、2台のコンピュータ間でファイル
を転送するためのプロトコル。
TCP/IPの上のプロトコルで、通常21番ポート
と20番ポートを使用してアクセス。
FTP – アクセスの確認 (1)
コマンドプロンプト(FTP.EXE)からFTPサーバ
にアクセスする。
>>ftp -d “host_name or IP Address”
(-d を付けることにより、サーバへのクライアントから
の送信コマンドなどが表示される。)
ftp>user: ******
ftp>password:**********
接続が確立されるのを確認。
ftp>ls
//一覧表示
-->PORT ***,***,*,**,*,**
200 Data port connected.
-->NLST
150 Sending file list.
(一覧が表示される)
FTP – アクセスの確認 (2) get, put
ftp> get “file_name”
-->PORT ***,***,*,**,*,**
200 Data port connected.
-->RETR test.txt
150 ASCII file D:/test.txt ready to send
226 Transfer finished successfully.
ftp> put”file_name”
-->PORT ***,***,*,**,*,**
200 Data port connected.
-->STOR test.txt
150 File D:/test.txt start to receive.
226 Transfer finished successfully.
JavaによるFTPプログラムの実現 (1)
FTPのためのプログラムには、以下の3
点が必要。
■制御用コネクション
■データ転送用コネクション
■ファイルの受渡しを実装する
JavaによるFTPプログラムの実現 (2)
//制御用のポートなので、21番を指定する
final int CTRLPORT = 21;
//ソケットと入出力ストリームの関連付け・コネクションの開閉
public void openConnection(String host) throws IOException, UnknownHostException{
ctrlSocket = new Socket(host,CTRLPORT);
ctrlOutput = new PrintWriter(ctrlSocket.getOutputStream());
ctrlInput = new BufferedReader(new InputStreamReader(ctrlSocket.getInputStream()));
}
public void closeConnection() throws IOException{
ctrlSocket.close();
}
//Login 動作
ログイン名とpasswordをサーバへの送信
System.out.println("login name:");
LoginName = Lineread.readLine();
ctrlOutput.println("USER " + LoginName);
ctrlOutput.flush();
System.out.println("password:");
password = Lineread.readLine();
ctrlOutput.println("PASS " + password);
ctrlOutput.flush();
JavaによるFTPプログラムの実現 (3)
ls, get, putコマンドに対応してプログラムを作成。
dataConnectionメソッドを用いて、ファイルの受け渡
しを可能とする。
各コマンドに対してはそれぞれ、doLS(), doGet(),
doPut() が対応している。
⇒ ソースを見ながら解説
プログラムでメッセージの送受信(1)
最も簡単なメッセージ送信の例を考える。
プログラム実装のための手順は以下の通り。
受信側（サーバ）と送信側（クライアン
ト）を確立する。
 ソケット通信を確立する。
 メッセージの送受信をする。

プログラムでメッセージの送受信(2)
ローカル環境でメッセージの送受信のテストを行う

サーバ側
aSocket = new ServerSocket(6000);
aSocket.setSoTimeout(0);
aClient = aSocket.accept();
InputStream inStream =
aClient.getInputStream();
len = inStream.read(buf);
System.out.print(new String(buf,0,len));
aSocket.close();

クライアント側
byte buf[] = new byte[256];
int len;
BufferedReader lineread = new
BufferedReader(new
InputStreamReader(System.in));
System.out.println("IP Address:");
line = lineread.readLine();
ip = InetAddress.getByName(line);
clientSocket = new
Socket(ip,PORT_NUMBER);
OutputStream outStream =
clientSocket.getOutputStream();
System.out.println("message>");
len = System.in.read(buf);
if(clientSocket.isConnected())
outStream.write(buf,0,len);
clientSocket.close();
チャットプログラムの実現(1)
TCPコネクションによるチャットサーバを構築し、サーバ・ク
ライアント型でのチャットシステムを構築する。
チャットプログラムの実現(2) – サーバ側
// クライアントからの接続待ちの部分
while(true){
try{
Socket cs = serverSocket.accept();
addConnection(cs);
Thread ct = new Thread(new
clientProc(cs));
ct.start();
//コネクションの追加
public static void
addConnection(Socket s){
if(connections == null)
connections = new Vector();
connections.addElement(s);
}
//各クライアントにメッセージを送信
public static void sendAll(String s){
if(connections != null){
for(Enumeration e =
connections.elements();
e.hasMoreElements() ;){
try{
PrintWriter pw = new
PrintWriter(((Socket)
e.nextElement()).getOutputStream());
pw.println(s);
pw.flush();
チャットプログラムの実現(3) – クライアント処理側
//各クライアントとの接続処理を行う
public void run(){
public clientProc(Socket s) throws
try{
IOException{
while (name == null){
out.print("name? >");
this.s = s;
out.flush();
in = new BufferedReader(new
name = in.readLine();
InputStreamReader(s.getInputSt }
ream()));
String line = in.readLine();
while(!"quit".equals(line)){
out = new
PrintWriter(s.getOutputStream( ChatServer.sendAll(name + "> " + line);
line = in.readLine();
));
}
}
ChatServer.deleteConnection(s);
s.close();
}catch(IOException e){
try{
s.close();
}catch(IOException e2){}
}
}
//コンストラクタ
チャットプログラムの実現（マルチキャスト）
UDPマルチキャスト通信によるチャットシステムの構築。
全てのクライアントが一つのパケットを共有するシステム。
Peer to Peer(P2P) – 概要
多数の端末間で通信を行う際のアーキ
テクチャの一つ。
対等の者同士が通信することを特徴と
する通信モデル
（※2台のPCを使ってプログラムを動かす）
ネットワークプログラミングを利用した研究
JXTAを用いたP2Pチャットシステム
 位置情報管理システム
 タグ保有端末を利用した位置に捉われ
ないスピーカーシステム
 ZigBeeネットワークによる室内情報管
理


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