TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHAN THIẾT --------------------------- KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN GIÁO TRÌNH LẬP TRÌNH MẠNG LƯU HÀNH NỘI BỘ Khoa Công Nghệ Thông Tin Giáo trình Lập Trình Mạng MỤC LỤC CHƢƠNG I: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ LẬP TRÌNH MẠNG. Địa chỉ Ethernet. Ethernet Protocol Type. Trƣờng địa chỉ.
Các cờ phân đoạn. Trƣờng Type of Service. Trƣờng Protocol. Cơ chế đảm bảo độ tin cậy truyền tải các gói tin.
Quá trình thành lập một phiên làm việc TCP. 18 CHƢƠNG II: LẬP TRÌNH SOCKET HƢỚNG KẾT NỐI. LậP TRÌNH SOCKET HƢớNG KếT NốI. Lập trình phía Server.
Lập trình phía Client. Vấn đề với bộ đệm dữ liệu. Xử lý với các bộ đệm có kích thƣớc nhỏ. Vấn đề với các thông điệp TCP.
Giải quyết các vấn đề với thông điệp TCP. Sử dụng các thông điệp với kích thƣớc cố định. Gởi kèm kích thƣớc thông điệp cùng với thông điệp. 44 Trang 2 Khoa Công Nghệ Thông Tin Giáo trình Lập Trình Mạng II.
Sử dụng các hệ thống đánh dấu để phân biệt các thông điệp. Sử dụng C# Stream với TCP. Lớp StreamReader và StreamWriter. 54 CHƢƠNG III: LẬP TRÌNH SOCKET PHI KẾT NỐI.
LậP TRÌNH PHÍA SERVER. LậP TRÌNH PHÍA CLIENT. Sử dụng phƣơng thức Connect() trong chƣơng trình UDP Client. Phân biệt các thông điệp UDP.
NGĂN CảN MấT Dữ LIệU. NGĂN CảN MấT GÓI TIN. Sử dụng Soket Time-out. ĐIềU KHIểN VIệC TRUYềN LạI CÁC GÓI TIN.
73 CHƢƠNG V: SỬ DỤNG CÁC LỚP HELPER CỦA C# SOCKET. LớP TCP CLIENT. 85 CHƢƠNG V: ĐA NHIỆM TIỂU TRÌNH. KHÁI NIệM TIếN TRÌNH VÀ TIểU TRÌNH CủA WINDOWS.
CÁC Kỹ THUậT TRONG .NET TạO TIểU TRÌNH. Tạo tiểu trình trong Thread-pool. Tạo tiểu trình bất đồng bộ. Phƣơng thức BlockingExample.
Phƣơng thức PollingExample. Phƣơng thức WaitingExample. Phƣơng thức WaitAllExample. Phƣơng thức CallbackExample.
Thực thi phƣơng thức bằng Timer. Thực thi phƣơng thức bằng tiểu trình mới. Điều khiển quá trình thực thi của một tiểu trình. Nhận biết khi nào một tiểu trình kết thúc.
Khởi chạy một tiến trình mới .112 Trang 3 Khoa Công Nghệ Thông Tin Giáo trình Lập Trình Mạng V. Kết thúc một tiến trình. THựC THI PHƢƠNG THứC BằNG CÁCH RA HIệU ĐốI TƢợNG WAITHANDLE. 115 CHƢƠNG V: ĐỒNG BỘ HÓA.
LÝ DO ĐồNG Bộ HÓA. CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐồNG Bộ HÓA. PHƢƠNG PHÁP SEMAPHORE. PHƢƠNG PHÁP DÙNG LớP MONITOR .WAITHANDLE, BAO GồM AUTORESETEVENT, MANUALRESETEVENT.
PHƢƠNG PHÁP MUTEX. 124 CHƢƠNG V: LẬP TRÌNH SOCKET BẤT ĐỒNG BỘ. LậP TRÌNH Sự KIệN TRONG WINDOWS. Sử dụng Event và Delegate.
Lớp AsyncCallback trong lập trình Windows. Sử DụNG SOCKET BấT ĐồNG Bộ. Thành lập kết nối. Phƣơng thức BeginAccept() và EndAccept().
Phƣơng thức BeginConnect() và EndConnect(). Gởi dữ liệu. Phƣơng thức BeginSend() và phƣơng thức EndSend(). Phƣơng thức BeginSendTo() và EndSendTo().
Nhận dữ liệu. Phƣơng thức BeginReceive(), EndReceive, BeginReceiveFrom(), EndReceiveFrom(). Chƣơng trình WinForm gởi và nhận dữ liệu giữa Client và Server. Chƣơng trình Server.
Mô hình chƣơng trình Server. Chƣơng trình Client. Mô hình chƣơng trình Client. 145 Trang 4 Khoa Công Nghệ Thông Tin Giáo trình Lập Trình Mạng VII.
LậP TRÌNH SOCKET BấT ĐồNG Bộ Sử DụNG TIểU TRÌNH. Lập trình sử dụng hàng đợi gởi và hàng đợi nhận thông điệp. Lập trình ứng dụng nhiều Client .152 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 155 Trang 5 Khoa Công Nghệ Thông Tin Giáo trình Lập Trình Mạng CHƢƠNG I: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ LẬP TRÌNH MẠNG I.
Tổng quan Internet Protocol (IP) là nền tảng của lập trình mạng. IP là phƣơng tiện truyền tải dữ liệu giữa các hệ thống bất kể đó là hệ thống mạng cục bộ (LAN) hay hệ thống mạng diện rộng (WAN). Mặc dù lập trình viên mạng có thể chọn các giao thức khác để lập trình nhƣng IP cung cấp các kỹ thuật mạnh nhất để gởi dữ liệu giữa các thiết bị, đặc biệt là thông qua mạng Internet. Để hiểu rõ các khái niệm bên dƣới lập trình mạng, chúng ta phải hiểu rõ giao thức IP, hiểu cách nó chuyển dữ liệu giữa các thiết bị mạng.
Lập trình mạng dùng giao thức IP thƣờng rất phức tạp. Có nhiều yếu tố cần quan tâm liên quan đến cách dữ liệu đƣợc gởi qua mạng: số lƣợng Client và Server, kiểu mạng, tắc nghẽn mạng, lỗi mạng,… Bởi vì các yếu tố này ảnh hƣởng đến việc truyền dữ liệu từ thiết bị này đến thiết bị khác trên mạng do đó việc hiểu rõ chúng là vấn đề rất quan trọng để lập trình mạng đƣợc thành công. Một gói dữ liệu mạng gồm nhiều tầng thông tin. Mỗi tầng thông tin chứa một dãy các byte đƣợc sắp đặt theo một trật tự đã đƣợc định sẵn.
Hầu hết các gói dữ liệu dùng trong lập trình mạng đều chứa ba tầng thông tin cùng với dữ liệu đƣợc dùng để truyền tải giữa các thiết bị mạng. Hình sau mô tả hệ thống thứ bậc của một gói IP: Hình I.1: Các tầng giao thức mạng trong các gói dữ liệu I. Tầng Ethernet Tầng đầu tiên của gói dữ liệu mạng đƣợc gọi là Ethernet Header, trong tầng này có ba gói giao thức Ethernet: Ethernet 802.3, và Ethernet phiên bản 2. Các giao thức Ethernet 802.3 là các giao thức chuẩn của IEEE.
Ethernet phiên bản 2 tuy không phải là giao thức chuẩn nhƣng nó đƣợc sử dụng rộng Trang 6 Khoa Công Nghệ Thông Tin Giáo trình Lập Trình Mạng rãi trong mạng Ethernet. Hầu hết các thiết bị mạng kể cả hệ điều hành Windows mặc định dùng giao thức Ethernet phiên bản 2 để truyền tải các gói IP.2: Ethernet Header Phần đầu của Ethernet phiên bản 2 là địa chỉ MAC (Media Access Card) dùng để xác định các thiết bị trên mạng cùng với số giao thức Ethernet xác định giao thức tầng tiếp theo chứa trong gói Ethernet. Mỗi gói Ethernet bao gồm: 6 byte địa chỉ MAC đích 6 byte địa chỉ MAC nguồn 2 byte xác định giao thức tầng kế tiếp Data payload từ 46 đến 1500 byte 4-byte checksum I. Địa chỉ Ethernet Trang 7 Khoa Công Nghệ Thông Tin Giáo trình Lập Trình Mạng Địa chỉ Ethernet (địa chỉ MAC) là địa chỉ của các thiết bị, địa chỉ này đƣợc gán bởi các nhà sản xuất thiết bị mạng và nó không thay đổi đƣợc.
Mỗi thiết bị trên mạng Ethernet phải có 1 địa chỉ MAC duy nhất. Địa chỉ MAC gồm 2 phần: 3 byte xác định nhà sản xuất 3 byte xác định số serial duy nhất của nhà sản xuất Giản đồ địa chỉ Ethernet cho phép các địa chỉ broadcast và multicast. Đối với địa chỉ broadcast thì tất cả các bit của địa chỉ đích đƣợc gán bằng 1 (FFFFFFFFFFFF). Mỗi thiết bị mạng sẽ chấp nhận các gói có địa chỉ broadcast.
Địa chỉ này hữu ích cho các giao thức phải gởi các gói truy vấn đến tất cả các thiết bị mạng. Địa chỉ multicast cũng là một loại địa chỉ đặc biệt của địa chỉ Ethernet, các địa chỉ multicast chỉ cho phép một số các thiết bị chấp nhận gói tin. Một số địa chỉ Ethernet multicast: Địa Chỉ Mô Tả 01-80-C2-00-00-00 Spanning tree (for bridges) 09-00-09-00-00-01 HP Probe 09-00-09-00-00-01 HP Probe 09-00-09-00-00-04 HP DTC 09-00-2B-00-00-00 DEC MUMPS 09-00-2B-00-00-01 DEC DSM/DTP 09-00-2B-00-00-02 DEC VAXELN 09-00-2B-00-00-03 DEC Lanbridge Traffic Monitor (LTM) 09-00-2B-00-00-04 DEC MAP End System Hello 09-00-2B-00-00-05 DEC MAP Intermediate System Hello 09-00-2B-00-00-06 DEC CSMA/CD Encryption 09-00-2B-00-00-07 DEC NetBios Emulator 09-00-2B-00-00-0F DEC Local Area Transport (LAT) 09-00-2B-00-00-1x DEC Experimental 09-00-2B-01-00-00 DEC LanBridge Copy packets (all bridges) 09-00-2B-02-00-00 DEC DNA Lev. 2 Routing Layer Routers 09-00-2B-02-01-00 DEC DNA Naming Service Advertisement 09-00-2B-02-01-01 DEC DNA Naming Service Solicitation 09-00-2B-02-01-02 DEC DNA Time Service 09-00-2B-03-xx-xx DEC default filtering by bridges Trang 8 Khoa Công Nghệ Thông Tin Giáo trình Lập Trình Mạng Địa Chỉ Mô Tả 09-00-2B-04-00-00 DEC Local Area System Transport (LAST) 09-00-2B-23-00-00 DEC Argonaut Console 09-00-4E-00-00-02 Novell IPX 09-00-77-00-00-01 Retix spanning tree bridges 09-00-7C-02-00-05 Vitalink diagnostics 09-00-7C-05-00-01 Vitalink gateway 0D-1E-15-BA-DD-06 HP CF-00-00-00-00-00 Ethernet Configuration Test protocol (Loopback) I.
Ethernet Protocol Type Một phần khác rất quan trọng của Ethernet Header là trƣờng Protocol Type, trƣờng này có kích thƣớc hai byte. Sự khác nhau giữa gói tin Ethernet phiên bản 2 và Ethernet 802.3 xảy ra ở trƣờng này.3 sử dụng trƣờng này để cho biết kích thƣớc của một gói tin Ethernet. Ethernet phiên bản 2 dùng trƣờng này để định nghĩa giao thức tầng kế tiếp trong gói tin Ethernet. Một số giá trị của trƣờng này: Giá Trị Giao Thức 0800 IP 0806 ARP 0BAD Banyan VINES 8005 HP Probe 8035 Reverse ARP 809B AppleTalk 80D5 IBM SNA 8137 Novell 8138 Novell 814C Raw SNMP 86DD IPv6 876B TCP/IP compression I.
Data payload Trang 9 Khoa Công Nghệ Thông Tin Giáo trình Lập Trình Mạng Data payload phải chứa tối thiểu 46 byte để đảm bảo gói Ethernet có chiều dài tối thiểu 64 byte. Nếu phần data chƣa đủ 46 byte thì các ký tự đệm đƣợc thêm vào cho đủ. Kích thƣớc của trƣờng này từ 46 đến 1500 byte. Checksum Giá trị checksum cung cấp cơ chế kiểm tra lỗi cho dữ liệu, kích thƣớc của trƣờng này là 4 byte.
Nếu gói tin bị hỏng trong lúc truyền, giá trị checksum sẽ bị tính toán sai và gói tin đó đƣợc đánh dấu là gói tin xấu. Tầng IP Tẩng IP định nghĩa thêm nhiều trƣờng thông tin của của giao thức Ethernet Hình I.3: Thông tin tầng IP Các trƣờng trong tầng IP: Trƣờng Bit Mô Tả Version 4 Phiên bản IP header (phiên bản hiện tại là 4) Header Length 4 Chiều dài phần header của gói IP Trang 10 Khoa Công Nghệ Thông Tin Giáo trình Lập Trình Mạng Trƣờng Bit Mô Tả Type of Service 8 Kiểu chất lƣợng dịch vụ QoS (Quality of Service) Total Length 16 Chiều dài của gói IP Identification 16 Giá trị ID duy nhất xác định các gói IP Flags 3 Cho biết gói IP có bị phân đoạn hay không hay còn các phân đoạn khác Fragment offset 13 Vị trí của phân đoạn trong gói IP Time to Live 8 Thời gian tối đa gói tin đƣợc phép ở lại trên mạng (đƣợc (TTL) tính bằng giây) Protocol 8 Kiểu giao thức của tầng dữ liệu kế tiếp Header Checksum 16 Checksum của dữ liệu gói IP header Source Address 32 Địa chỉ IP của thiết bị gởi Destination 32 Địa chỉ IP của thiết bị nhận Address Options Định nghĩa các đặc điểm của gói IP trong tƣơnglai I. Trƣờng địa chỉ Địa chỉ Ethernet dùng để xác định các thiết bị trên mạng LAN nhƣng nó không thể dùng để xác định địa chỉ của các thiết bị trên mạng ở xa. Để xác định các thiết bị trên các mạng khác nhau, địa chỉ IP đƣợc dùng.
Một địa chỉ IP là một số 32 bit và địa chỉ IP đƣợc chia thành 4 lớp sau: Lớp A 0. Các cờ phân đoạn Một trong những phức tạp, rắc rối của gói IP là kích thƣớc của chúng. Kích thƣớc tối đa của gói IP có thể lên đến 65,536 byte.