TP 5 : Programmation réseau en Java

TP 5 : Programmation réseau en Java
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Les TPs sont individuels. A la demande de l’enseignant vous envoyez (par mail)
vos fichier *.java ainsi qu’un petit compte rendu expliquant ce que vous avez fait.
Lorsqu’un TP est composé de plusieurs exercices, l’enseignant vous demandera de
changer d’exercice au fur et à mesure de la séance même si vous n’avez pas fini
votre exercice. Ainsi vous pourrez aborder toutes les notions présentées dans le sujet.
Pendant les séances de TP, placez Eclipse sur l’un de vos bureau, OpenOffice sur
un autre et Firefox sur un troisième. Firefox vous permet de consulter (exclusivement !)
les pages de documentations de Sun : http ://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/api/
But du TP
Dans ce TP vous allez travailler avec les composants réseaux de Java. Dans
un premier temps, vous allez construire un serveur et un client élémentaires
puis vous allez les modifiez pour utiliser le protocole HTTP.
1 Bases théoriques
1.1 Les flux et les fichiers en Java
Dans les lignes qui suivent les mécanismes de base des fichiers et des flux vont
être présentés. Cette présentation n’est absolument pas exhaustive, elle permet
juste de pouvoir aborder la suite du TP sereinement...
1.1.1 Les fichiers
Les fichiers sont supportés dans Java par la classe File. Pour créer un objet
File, le plus simple et de passer le nom du fichier en paramètre du construc-
teur. On dispose ensuite de nombreuses méthodes de manipulation de fichier : lec-
ture des bits d’états (isHidden,canRead,canWrite), manipulation (create,mkdir,
...)...
1.1.2 Les flux “élémentaires”
L’accès aux donnés extérieures est assuré par des flux. Les flux matérialisent
des données sortantes ou entrantes, cette représentation est basée sur deux classes
abstraites : InputStream pour les données entrantes et OutputStream pour les
données sortantes.
Les descendants de ces classes permettent d’accéder à des données depuis
différentes sources. Par exemple, FileInputStream et FileOutputStream per-
mettent de construire des flux entrants et sortants à partir du objet File. Pour
1

lire des données à partir d’un FileInputStream on utilise la méthode read qui
renvoie un octet, pour écrire un octet on utilise la méthode write de la classe
FileOutputStream.
1.1.3 Les flux “enveloppants”
Souvent, les données à lire ou à écrire sont stockées sous un format plus
complexe que les octets, ce peut être des caractères, des chaînes de caractères,
des nombres... Java propose des classes qui convertissent des données complexes
(chaînes de caractères, chiffres...) pour les envoyer dans un flux élémentaire.
Pour stocker les types élémentaires (entiers, flottants, booléen,...) les méthodes
DataInputStream et DataOutputStream proposent des méthodes de conversion.
Les deux classes les plus utilisées sont InputStreamReader et OutputStreamWriter.
InputStreamReader convertit les octets du flux entrant en caractères1accessibles
via les méthodes read. Réciproquement, OutputStreamWriter permet de convertir
des caractères en octets à destination d’un flux sortant.
Pour manipuler des objets de type String, Java propose deux classes de conver-
sion : BufferedReader qui convertit les données entrantes d’un InputStreamReader
en String et BufferedWriter qui convertit les objets String pour les envoyer
dans un OutputStreamWriter. Les codes sources 1 et 2 présentent l’utilisation de
ces classes pour manipuler des fichiers textes.
Code source 1 Lecture de chaînes de caractères
File fichier = new File("Document.txt");
FileInputStream fi = new FileInputStream(fichier);
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fi);
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
String chaineLue = br.readLine();
System.out.println(chaineLue);
br.close();
isr.close();
fi.close();
L’écriture de chaînes de caractères peut encore être simplifiée en utilisant la
classe PrintWriter. Le constructeur admet soit un File, un nom de fichier ou un
OutputStream. On dispose ensuite de méthodes comme print et println pour
écrire des chaînes de caractères.
1.2 Le réseau TCP en Java
La gestion des communications réseaux en Java est assurée par des flux. Une
fois la connexion établie, l’envoie et la réception de données utilisent les mêmes
1La conversion n’est pas aussi triviale qu’elle n’y parait. Selon, l’encodage choisi, un caractère peut
prendre plusieurs octets.
2

Code source 2 Écriture de chaînes de caractères
File fichier = new File("Sortie.txt");
FileOutputStream fo = new FileOutputStream(fichier);
OutputStreamWriter osr = new OutputStreamWriter(fo);
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osr);
String maChaine;
maChaine = "Bonjour";
bw.write(maChaine);
bw.flush();
bw.close();
osr.close();
fo.close();
méthodes que les fichiers. Dans une connexion réseau on distingue deux entités
différentes : le (ou les) client(s) et le serveur.
1.2.1 Les clients
La classe Socket du package java.net permet d’établir une connexion entre
deux ordinateurs. L’ordinateur attendant une connexion est le serveur, celui de-
mandant une connexion est le client.
Un des constructeurs permet de spécifier le nom de l’hôte et le port de connexion
lors de la création de l’objet.
Une fois la connexion établie, les données envoyées et reçues sont accessibles
via les flux entrant et sortant de ce Socket. Les méthodes getInputStream et
getOuputStream permettent d’accéder à ces flux pour envoyer ou recevoir des don-
nées. Elles renvoient des objets descendants de InputStream et OutputStream.
Pour fermer un Socket et donc terminer la connexion, on utilise la méthode
close.
1.2.2 Les serveurs
Une application serveur attend un client pour établir une connexion sur un port
donné. Pour construire un serveur sur un port on utilise la classe ServerSocket.
Le constructeur n’admet qu’un paramètre, le numéro du port. Ensuite, on utilise
la méthode accept qui bloque l’application tant qu’un client n’a pas demandé de
connexion. Cette méthode renvoie un objet socket représentant la connexion sur le
client une fois la connexion établie. Ensuite, le programme se comporte de la même
manière que pour le client, les méthodes getInputStream et getOutputStream
étant utilisées pour accéder aux flux. La méthode getInetAdress permet de connaître
l’adresse du client. A la fin des transactions, les deux sockets (le ServerSocket et
le socket client doivent être fermés en utilisant la méthode close).
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1.2.3 Le protocole UDP
Java permet aussi de communiquer à l’aide du protocole UDP. Pour cela, on
utilise la classe DatagramSocket pour créer le socket de connexion et la classe
DatagramPacket pour créer le paquet de données à envoyer. Nous n’irons pas plus
loin dans le cadre de ce TP concernant le protocole UDP.
1.3 Introduction au protocole HTTP
1.3.1 Formatage des adresses
Les adresses internet sont de la forme http ://serveur/document. Par exemple
les pages de documentation de Java se situent sur http ://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/api.
L’entête http représente le protocole utilisé (HTTP, HTTPS, FTP, ... selon les sites).
Le nom du serveur commence souvent par www mais ce n’est pas obligatoire (voir
l’exemple proposé où c’est java.sun.com) enfin, le reste de l’adresse correspond au
chemin pour atteindre le document.
1.3.2 Le protocole HTTP
Le protocole HTTP (Hyper Text Transfert Protocole) est le protocole majoritaire-
ment utilisé par les serveurs Web. Il est souvent basé sur une connexion TCP sur
le port 80. Le serveur et le client s’échange les données sous forme de chaînes de
caractères non cryptées. Les commandes sont peu nombreuses et simples d’utili-
sation. Les commandes peuvent être suivies de paramètres (nommés champs) sous
la forme Champ : valeur à raison d’un champ par ligne. Après chaque commande
envoyée par le client le serveur envoie une réponse (composée d’un code, de champs
et du corps de la réponse chaque partie étant séparée par une ligne vide) et clôt la
connexion. Un échange est donc de la forme :
Client : COMMANDE
Champ : Valeur
Champ : Valeur
Serveur : HTTP :/x.x Code Explication
Champ : Valeur
Champ : Valeur
Corps de la réponse
Serveur : Fermeture de la connexion
La commande GET C’est la commande la plus utilisée. Elle permet au client de
demander un document (ou une ressource) situé à l’URL passée en paramètre suivie
du protocole choisi (HTTP/1.0 ou HTTP/1.1). La commande GET ne nécessite pas de
paramètre. Pour passer des variables au serveur on les encode à la suite de l’URL
à l’aide du caractère ?. Par exemple pour ajouter la variable a=10 et b=12 à l’url
http ://monsite/mapage.php on écrira http ://monsite/mapage.php?a=10&b=12.
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Exemple d’utilisation : Après s’être connecté au site java.sun.com, on de-
mande la page d’accueil2en envoyant la chaîne de caractères :
GET / HTTP/1.0
suivie d’une ligne vide (retour chariot).
Le serveur renvoie alors diverses information3:
HTTP/1.1 200 OK
Server : Sun-Java-System-Web-Server/6.1
Date : Mon, 12 Dec 2005 09 :47 :12 GMT
...
Connection : close
< !DOCTYPE HTML PUBLIC ...>
<html>
...
</html>
La première ligne renvoyée est une ligne représentant le statut de la demande.
Elle commence par HTTP suivie de la version du protocole supportée puis des codes
représentant l’état du traitement de la requête. Le code retour le plus courant est
200 OK qui signifie que la transaction s’est bien déroulée. Quelques codes sont
bien connus des internautes comme 404 Not found qui est envoyé lorsque l’on
demande un document qui n’existe pas ou 403 Forbidden qui est renvoyé lorsque
le client demande une ressource à laquelle il n’a pas accès.
Les lignes suivantes sont de la forme Champ : Valeur. On retrouve le nom du
serveur, la date de la demande, ... Plusieurs champs sont souvent utilisés par le
client :
–Content-Length : C’est la taille en octets du corps de la réponse.
–Content-Type : Le type MIME de la réponse est renvoyé (par exemple : text/html,
image/png, ...). Le client utilise cette information pour pouvoir interpréter cor-
rectement les données de la réponse.
–Last-Modified : Certains serveurs renvoient la date de la dernière modifica-
tion du document, cette information est utilisée pour gérer les caches sur les
navigateur en complément de la commande HEAD (voir ci-dessous).
Une ligne blanche est insérée entre les champs et le corps du message. Ensuite, le
document demandé est envoyé, dans l’exemple ci dessus, c’est une page HTML.
La commande HEAD La commande HEAD est identique à la commande GET sauf
que le serveur ne renvoie que l’entête du message (donc seulement le statut de la
demande et les champs). Elle est utilisée pour vérifier qu’une page a été modifiée
par rapport à celle présente dans le cache du navigateur avant de la télécharger.
La commande POST POST a un fonctionnement proche de GET mais permet d’en-
voyer des données dans le corps de la demande. Cette méthode est souvent utilisée
pour envoyer des données sans modifier l’adresse ou pour envoyer des données trop
2La page d’accueil est généralement référencée par /.
3Seules quelques informations importantes ont été recopiées, le reste a été remplacé par des ...
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