Что такое сетевые приложения
Сетевые приложения для стабильной работы компьютерных сетей
На компьютерную сеть возложены две основные задачи:
1) возможность сотрудникам работать с одной информацией при выполнении разнородных задач(работа в одной команде);
2) возможность делить сотрудникам ресурсы сети (делить один принтер, сканер), что позволяет экономить средства предприятия.
Сетевые программы решают широкий спектр задач: анализ работоспособности сети, программного обеспечения; контроль за правильным использованием сетевых ресурсов; обеспечение информационной безопасности сети; организация общих сетевых ресурсов; инвентаризация оборудования и многое другое.
Сегодня каждая или почти каждая организация имеет свою сеть и диапазон проблем приблизительно одинаков. Для решения этих проблем есть системный администратор. Чтобы админу быть в курсе всех его происходящей работой в компьютерной сети, сетевые программы должны реагировать на все необычное в сети. Например, на отсутствие отклика какого-либо оборудования, т.к. это может свидетельствовать либо о его поломке, либо о проблемах с программным обеспечением.
При работе в сеты, часто источником информации является сервер организации, так как не целесообразно хранить информацию на каждой машине. И вот картина вы менеджер и вы проводите какую либо транзакцию, а сеть пропала и клиент начинает жаловаться на ваш сервис, хотя сеть не работала до этого 30 минут. А если у системного администратора есть программное обеспечение которое ему кричит и мигает нет сети, то уже заранее можно было-бы этой ситуации избежать, а не ждать злого клиента. Для решения этой цели есть множество различных программ для мониторинга сети.
Сетевые программы должны контролировать трафик организации, который выделен для каждого пользователя (дабы некий пользователь Пупкин в служебное время не качал файлы не понятного назначения), а также реальность скорости предоставления Интернета провайдером (дабы не было денег на ветер).
Также не оценимую помощь системному администратору сетевые программы дают по учету техники и комплектующих (так называемая инвентаризация). В нашем случае, когда речь уже дойдет о нематериальных активах компании, о ее собственности, важно довести до сведения системного администратора о произошедших проблемах.
Вывод: сетевые утилиты имеют своей целью предотвратить неисправность оборудования, а также решают проблему по своевременному оповещению системного администратора о возникающих проблемах сети.
Понравилась полезная статья? Подпишитесь на RSS и получайте больше нужной информации!
Компьютерные сети
You are here
Сетевые приложения
Компьютер, подключенный к сети, может выполнять следующие типы приложений:
Наши партнеры:
— Возможно эта информация Вас заинтересует:
— Посмотрите интересные ссылочки вот тут:
Очевидным преимуществом распределенных приложений является возможность распараллеливания вычислений, а также специализация компьютеров. Так, в приложении, предназначенном, скажем, для анализа климатических изменений, можно выделить три достаточно самостоятельные части (см. рис. в), допускающие распараллеливание.
Однако чтобы добиться всех тех преимуществ, которые сулят распределенные приложения, разработчикам этих приложений приходится решать множество проблем, например: на сколько частей следует разбить приложение, какие функции возложить на каждую часть, как организовать взаимодействие этих частей, чтобы в случае сбоев и отказов оставшиеся части корректно завершали работу и т. д., и т. п. Заметим, что все сетевые службы, включая файловую службу, службу печати, службу электронной почты, службу удаленного доступа, интернет-телефонию и т. д., по определению относятся к классу распределенных приложений.
Действительно, любая сетевая служба включает в себя клиентскую и серверную части, которые могут и обычно выполняются на разных компьютерах. На следующем рисунке иллюстрирующем распределенный характер веб-службы, мы видим различные виды клиентских устройств — персональные компьютеры, ноутбуки и мобильные телефоны — с установленными на них веб-браузерами, которые взаимодействуют по сети с веб-сервером. Таким образом, с одним и тем же веб-сайтом может одновременно работать множество — сотни и тысячи — сетевых пользователей.
Многочисленные примеры распределенных приложений можно встретить и в такой области, как обработка данных научных экспериментов. Это не удивительно, так как многие эксперименты порождают такие большие объемы данных, генерируемых в реальном масштабе времени, которые просто невозможно обработать на одном, даже очень мощном, суперкомпьютере. Кроме того, алгоритмы обработки экспериментальных данных часто легко распараллеливаются, что также важно для успешного применения взаимосвязанных компьютеров с целью решения какой-либо общей задачи. Одним из последних и очень известных примеров распределенного научного приложения является программное обеспечение обработки данных большого адронного коллайдера (Large Hadron Collider, LHC), запущенного 10 сентября 2008 года в CERN — это приложение работает более чем на 30 тысячах компьютеров, объединенных в сеть.
sebeleva.vx6.ru
Что такое сетевые приложения и для чего они необходимы? Под сетевыми программами мы понимаем программное обеспечение, которое отвечает за слаженную работу всех компьютеров, входящих в общую сеть. При этом сетевые программы обеспечивают доступ пользователей к общей базе данных, помогают организовать общую файловую структуру, передачу данных, сообщений и организовывают доступ всех участников к любому объекту или пользователю сети.
На сегодняшний день компания «ТехСервис» предоставляет большой спектр сетевого программного обеспечения, которое позволит наладить бесперебойную работу всех компьютеров Вашей сети. Среди самых распространенных сетевых программ, которые зарекомендовали себя с лучшей стороны, являются:
· Microsoft Internet Security and Acceleration (ISA) Server 2004 – это мощнейшая система, которая позволяет увеличить производительность вашего программного обеспечения, надежно защищая вашу сеть от внутренних и внешних негативных факторов. При этом Microsoft ISA Server 2004 обеспечивает гибкий и безопасный доступ к сети сотрудников компании, доступ к внутренней информации через Интернет и внешний доступ к почтовым службам компании и другие преимущества, о которых Вы сможете узнать, обратившись к специалистам нашей компании;
· еще одним ярким примером эффективного управления корпоративными данными является сетевое программное обеспечение Microsoft SQL Server 2005;
· Exchange Server 2003 – это сетевая программа, создающая гибкую инфраструктуру доставки сообщений и обеспечивающая свободный доступ к корпоративной почте любого сотрудника компании в любой точке мира;
· Microsoft Systems Management Server (SMS) 2003 – это не просто сетевая программа, это целая система, которая позволяет решить основные задачи в сопровождении жизненного цикла приложений, установленных на всех компьютерах сети. При этом данная система позволяет сэкономить ваши деньги на внедрение новых специализированных программ;
· Famatech Administrator 2.2 входит в десятку лучших программ по обеспечению удаленного администрирования;
· Windows Small Business Server 2003 позволяет осуществлять эффективное управление изменениями и конфигурациями системы.
Начинающему сетевому программисту
В общем, посмотрев на всё это, я решил написать базовую статью по созданию простейшего клиент-сервер приложения на С++ под Windows с детальным описанием всех используемых функций. Это приложение будет использовать Win32API и делать незамысловатую вещь, а именно: передавать сообщения от клиента к серверу и обратно, или, иначе говоря – напишем программу по реализации чата для двух пользователей.
Сразу оговорюсь, что статья рассчитана на начинающих программистов, которые только входят в сетевое программирование под Windows. Необходимые навыки – базовое знание С++, а также теоретическая подготовка по теме сетевых сокетов и стека технологии TCP/IP.
Теория сокетов за 30 секунд для «dummies»
Начну всё-таки немного с теории в стиле «for dummies». В любой современной операционной системе, все процессы инкапсулируются, т.е. скрываются друг от друга, и не имеют доступа к ресурсам друг друга. Однако существуют специальные разрешенные способы взаимодействия процессов между собой. Все эти способы взаимодействия процессов можно разделить на 3 группы: (1) сигнальные, (2) канальные и (3) разделяемая память.
Для того, чтобы сокеты заработали под Windows, необходимо при написании программы пройти следующие Этапы:
Инициализация сокетных интерфейсов Win32API.
Инициализация сокета, т.е. создание специальной структуры данных и её инициализация вызовом функции.
«Привязка» созданного сокета к конкретной паре IP-адрес/Порт – с этого момента данный сокет (его имя) будет ассоциироваться с конкретным процессом, который «висит» по указанному адресу и порту.
Для серверной части приложения: запуск процедуры «прослушки» подключений на привязанный сокет.
Для клиентской части приложения: запуск процедуры подключения к серверному сокету (должны знать его IP-адрес/Порт).
Акцепт / Подтверждение подключения (обычно на стороне сервера).
Обмен данными между процессами через установленное сокетное соединение.
Закрытие сокетного соединения.
Итак, попытаемся реализовать последовательность Этапов, указанных выше, для организации простейшего чата между клиентом и сервером. Запускаем Visual Studio, выбираем создание консольного проекта на С++ и поехали.
Этап 0: Подключение всех необходимых библиотек Win32API для работы с сокетами
Сокеты не являются «стандартными» инструментами разработки, поэтому для их активизации необходимо подключить ряд библиотек через заголовочные файлы, а именно:
WinSock2.h – заголовочный файл, содержащий актуальные реализации функций для работы с сокетами.
WS2tcpip.h – заголовочный файл, который содержит различные программные интерфейсы, связанные с работой протокола TCP/IP (переводы различных данных в формат, понимаемый протоколом и т.д.).
Также нам потребуется прилинковать к приложению динамическую библиотеку ядра ОС: ws2_32.dll. Делаем это через директиву компилятору: #pragma comment(lib, “ws2_32.lib”)
Ну и в конце Этапа 0 подключаем стандартные заголовочные файлы iostream и stdio.h
Итого по завершению Этапа 0 в Серверной и Клиентской частях приложения имеем:
Обратите внимание: имя системной библиотеки ws2_32.lib именно такое, как это указано выше. В Сети есть различные варианты написания имени данной библиотеки, что, возможно, связано иным написанием в более ранних версиях ОС Windows. Если вы используете Windows 10, то данная библиотека называется именно ws2_32.lib и находится в стандартной папке ОС: C:/Windows/System32 (проверьте наличие библиотеки у себя, заменив расширение с “lib” на “dll”).
Этап 1: Инициализация сокетных интерфейсов Win32API
Прежде чем непосредственно создать объект сокет, необходимо «запустить» программные интерфейсы для работы с ними. Под Windows это делается в два шага следующим образом:
Нужно определить с какой версией сокетов мы работаем (какую версию понимает наша ОС) и
Запустить программный интерфейс сокетов в Win32API. Ну либо расстроить пользователя тем, что ему не удастся поработать с сокетами до обновления системных библиотек
Итого код Этапа 1 следующий:
Да, кода мало, а описания много. Так обычно и бывает, когда хочешь глубоко в чем-то разобраться. Так что на лабе будешь в первых рядах.
Этап 2: Создание сокета и его инициализация
Тип сокета: обычно задается тип транспортного протокола TCP ( SOCK_STREAM ) или UDP ( SOCK_DGRAM ). Но бывают и так называемые «сырые» сокеты, функционал которых сам программист определяет в процессе использования. Тип обозначается SOCK_RAW
Тип протокола: необязательный параметр, если тип сокета указан как TCP или UDP – можно передать значение 0. Тут более детально останавливаться не будем, т.к. в 95% случаев используются типы сокетов TCP/UDP.
При необходимости подробно почитать про функцию socket() можно здесь.
Код Этапа 2 будет выглядеть так:
Этап 3: Привязка сокета к паре IP-адрес/Порт
Сокет уже существует, но еще неполноценный, т.к. ему не назначен внешний адрес, по которому его будут находить транспортные протоколы по заданию подключающихся процессов, а также не назначен порт, по которому эти подключающиеся процессы будут идентифицировать процесс-получатель.
В ней уже более понятные пользователю поля, а именно:
Технический массив на 8 байт ( sin_zero[8] )
Соответственно, ввод данных для структуры типа sockaddr_in выглядит следующим образом:
Создание структуры типа sockaddr_in : sockaddr_in servInfo;
Заполнение полей созданной структуры servInfo
В случае ошибки функция возвращает значение меньше 0.
Соответственно, если мы хотим привязать сокет к локальному серверу, то наш код по преобразованию IPv4 адреса будет выглядеть так:
erStat = inet_pton(AF_INET, “127.0.0.1”, &ip_to_num);
Результат перевода IP-адреса содержится в структуре ip_to_num. И далее мы передаем уже в нашу переменную типа sockaddr_in значение преобразованного адреса:
Этап 4 (для сервера): «Прослушивание» привязанного порта для идентификации подключений
После вызова данной функции исполнение программы приостанавливается до тех пор, пока не будет соединения с Клиентом, либо пока не будет возвращена ошибка прослушивания порта. Код Этапа 4 для Сервера:
Этап 4 (для Клиента). Организация подключения к серверу
Функция возвращает 0 в случае успешного подключения и код ошибки в ином случае.
Этап 5 (только для Сервера). Подтверждение подключения
Всё, соединение между Клиентом и Сервером установлено! Самое время попробовать передать информацию от Клиента к Серверу и обратно. Как мы в начале и договорились, мы будет реализовывать простейший чат между ними.
Этап 6: Передача данных между Клиентом и Сервером
Рассмотрим прототипы функций recv() и send() :
Флаги в большинстве случаев игнорируются – передается значение 0.
Функции возвращают количество переданных/полученных по факту байт.
Как видно из прототипов, по своей структуре и параметрам эти функции совершенно одинаковые. Что важно знать:
и та, и другая функции не гарантируют целостности отправленной/полученной информации. Это значит, что при реализации прикладных задач по взаимодействию Клиента и Сервера с их использованием требуется принимать дополнительные меры для контроля того, что все посланные байты действительно посланы и, что еще более важно, получены в том же объеме на другой стороне
предельно внимательно надо относиться к параметру «размер буфера». Он должен в точности равняться реальному количеству передаваемых байт. Если он будет отличаться, то есть риск потери части информации или «замусориванию» отправляемой порции данных, что ведет к автоматической поломке данных в процессе отправки/приёма. И совсем замечательно будет, если размер буфера по итогу работы функции равен возвращаемому значению функции – размеру принятых/отправленных байт.
В качестве буфера рекомендую использовать не классические массивы в С-стиле, а стандартный класс С++ типа char, т.к. он показал себя как более надежный и гибкий механизм при передаче данных, в особенности при передаче текстовых строк, где важен терминальный символ и «чистота» передаваемого массива.
Процесс непрерывного перехода от send() к recv() и обратно реализуется через бесконечный цикл, из которого совершается выход по вводу особой комбинации клавиш. Пример блока кода для Серверной части:
Пришло время показать итоговый рабочий код для Сервера и Клиента. Чтобы не загромождать и так большой текст дополнительным кодом, даю ссылки на код на GitHub:
Несколько важных финальных замечаний:
В итоговом коде я не использую проверку на точное получение отосланной информации, т.к. при единичной (не циклической) отсылке небольшого пакета информации накладные расходы на проверку его получения и отправку ответа будут выше, чем выгоды от такой проверки. Иными словами – такие пакеты теряются редко, а проверять их целостность и факт доставки очень долго.
При тестировании примера также видно, что чат рабочий, но очень уж несовершенный. Наиболее проблемное место – невозможность отправить сообщение пока другая сторона не ответила на твоё предыдущее сообщение. Суть проблемы в том, что после отсылки сообщения сторона-отправитель вызывает функцию recv(), которая, как я писал выше, блокирует исполнение последующего кода, в том числе блокирует вызов прерываний для осуществления ввода. Это приводит к тому, что набирать сообщение и что-то отправлять невозможно до тех пор, пока процесс не получит ответ от другой стороны, и вызов функции recv() не будет завершен. Благо введенная информация с клавиатуры не будет потеряна, а, накапливаясь в системном буфере ввода/вывода, будет выведена на экран как только блокировка со стороны recv() будет снята. Таким образом, мы реализовали так называемый прямой полудуплексный канал связи. Сделать его полностью дуплексным в голой сокетной архитектуре достаточно нетривиальная задача, частично решаемая за счет создания нескольких параллельно работающих потоков или нитей (threads) исполнения. Один поток будет принимать информацию, а второй – отправлять.
В последующих статьях я покажу реализацию полноценного чата между двумя сторонами (поможет разобраться в понятии «нити процесса»), а также покажу полноценную реализацию прикладного протокола по копированию файлов с Сервера на Клиент.
Программирование сетевых приложений на языке C++
Доброго времени суток! Я хочу поделиться с вами опытом, накопленным за несколько месяцев работы над данной темой.
Сейчас сетевые игры и приложения продолжают набирать популярность, а вместе с тем возрастает число желающих написать свою собственную программу, работающую с сетью.
Началось всё с того, что мне необходимо было написать обычный чат на языке C++. Естественно, нужно было найти способ попроще, при этом не потратив много времени.
Среда C++ Builder предоставляет несколько вариантов написания сетевых приложений:
1. Использовать библиотеку winsock.h (библиотека Windows Sockets)
Данный способ хорош тем, что он универсален, и это является безусловным плюсом. Но если вы выбрали данный способ, будьте готовы к тому, что вам придётся копаться в WinAPI и создавать потоки, а это не каждому под силу. Поэтому данный способ не сильно подходит в ситуации, когда времени на написание готовой программы не так уж и много.
2. Использовать компоненты Indy
Если вы будете использовать этот способ, будьте готовы испытать его один серьёзный минус — слабая переносимость. Компоненты очень серьёзно зависят от версии библиотеки, а с каждой новой версии программной среды поставляется новая версия библиотеки Indy, в которой добавляются или перерабатываются новые свойства и методы компонент. И этот способ я тоже быстро отсёк, потому что хотелось найти нечто более универсальное.
3. Использовать компоненты TcpServer и TcpClient
Лично я пытался соорудить чат на этих компонентах, но так ничего и не вышло. Надеюсь, что у вас, уважаемые хабраюзеры, был успешный опыт использования данных компонент.
4. Использовать компоненты ServerSocket и ClientSocket
Фундаментально эти компоненты основаны на Windows Sockets, только здесь вам не придётся возиться с WinAPI. Всё сводится к тому, чтобы грамотно использовать свойства и методы этих компонент. Этот способ экономит достаточно времени, и поэтому для ситуаций, когда нужен результат за короткое время, он подходит идеально.
ServerSocket и ClientSocket могут работать в двух режимах: блокирующем и асинхронном. Отличия в том, что при блокирующем режиме программа-сервер приостановит свою работу до тех пор, пока не подключится новый клиент, а каждый клиент обслуживается в отдельном потоке. Поэтому оптимальнее выбрать асинхронный режим, в котором программа-сервер будет спокойно продолжать работу, не дожидаясь очередного клиента.
Для того, чтобы создать сервер, в компоненте ServerSocket достаточно лишь указать порт, который будет использоваться. Это целое число от 0 до 65535. После этого используются лишь следующие методы: Open() для создания сервера и Close() для его разрушения.
Используя компоненту ClientSocket, можно создать клиентскую часть приложения. У компоненты ClientSocket имеются следующие свойства:
ClientSocket1->Address; // переменная строкового типа, в которой прописывается IP-адрес сервера
ClientSocket1->Host; // переменная строкового типа, в которой прописывается DNS сервера
ClientSocket1->Port; // переменная целого типа, определяющая порт сервера, к которому производится подключение
Стоит отметить, что свойство Host является более приоритетном, чем свойство Address. Таким образом, если вы укажете оба свойства, то подключение установится с DNS сервера, который указан в свойстве Host. Подключение устанавливается или разрывается с помощью тех же методов Open() и Close().
Общим для обеих компонент является булево свойство Active, по которому определяется корректность (или активность) соединения.
Как видите, всё просто. Но будьте внимательнее с последовательностью событий, совершаемых в данных компонентах, и я верю, что через несколько дней вы сможете написать простенький чат для общения с друзьями.
Результат моего исследования этой темы вылился в методическую разработку, благодаря которой я успешно сдал экзамен по программированию. В ней же подробно расписаны принципы работы рассмотренных в данной статье компонент.
Также рекомендую ознакомиться с книгой Архангельского А.Я. «Приёмы программирования в C++ Builder 6 и 2006. Механизмы Windows, сети», в которой также освящена тема разработки сетевых приложений.