🗊Презентация Курсовая работа. Разработка сетевого программного обеспечения

Курсовая работа

Общие сведения Цель работы – получить навыки разработки сетевого программного обеспечения. Сеть – на основе стека TCP/IP. Базовый проект – сервер и клиент игры «Крестики нолики 3x3». Сервер – программа, обслуживающая запросы от пользователей и управляющая несколькими игровыми ситуациями. Клиент – программа, обеспечивающая интерфейс пользователя (под GNU/Linux в текстовом режиме).

Часть 1. Разработка алгоритма игровой ситуации и протокола взаимодействия клиентской и серверной частей Опишите правила игры и алгоритм проведения игровой ситуации «крестики-нолики» (3x3). Разработайте протокол взаимодействия клиентской и серверной частей приложения при: создании новой игры, подключении игроков к ранее созданной игре, проведении игровой ситуации и завершении её. Заложите возможность диалога игроков в режиме чата (через контролирующий сервер). Определите тип протокола, который будет использоваться для взаимодействия клиентов и сервера (TCP или UDP).

Клиентское ПО

Серверное ПО

Часть 1. Разработка алгоритма игровой ситуации и протокола взаимодействия клиентской и серверной частей С использованием библиотек MyTerm и BigChars, разработайте набор функций: printBoard (struct board), выводящую на экран рабочее поле игры. Каждая ячейка поля представляется «большим» символом, само поле обведено в рамку. Рисунки символов «крестик» и «нолик» хранятся в одном файле (два больших символа, один - крестик, другой - нолик). setBoardPos (struct board, int, int, enum tPosSign), устанавливающую в указанную позицию поля крестик или нолик getBoardPos (struct board, int, int, enum tPosSign *), возвращает значение указанной позиции поля игры (крестик или нолик). editBoard (struct board *, int *, int *), реализующую редактирование поля (в свободное место устанавливается крестик (F5) или нолик (F6), на занятое место установить ничего нельзя) и возвращающую позицию установленного символа.

«Большой символ»

«Большой символ» terminfo – база данных, описывающая характеристики терминалов man terminfo infocmp – вывод информации о характеристиках терминалов infocmp -1L xterm

«Большой символ»

«Большой символ»

«Большой символ»

Игровое поле

Обработка нажатия клавиш key_f5=\E[15~ key_f6=\E[17~ Режимы работы терминала: Канонический - информация передаётся в ЭВМ только в виде законченных строк (после нажатия «ENTER»); Неканонический - вводимая информация сразу поступает в ЭВМ

Режимы работы терминала #include <termios.h> #include <unistd.h>   int tcgetattr (int fd, struct termios *tsaved); int tcsetattr (int fd, int actions, const struct termios *tnew); struct termios{ tcflag_t c_iflag; tcflag_t c_oflag; tcflag_t c_lflag; // поведение терминала при обработке // и передаче информации в ЭВМ tcflag_t c_cflag; tcflag_t c_cc[NCCS]; // перечень символов, которые // будут интерпретироваться как // управляющие };

Режимы работы терминала struct termios tty, tty_new; tcgetattr(1, &tty); tty_new = tty; tty_new.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO); tty_new.c_lflag |= ISIG; // разрешена обработка клавиш // прерывания и аварийного // завершения tty_new.c_cc[VTIME] = 0; // read завершится только после tty_new.c_cc[VMIN] = 1; // того, как будут считаны VMIN // символов tcsetattr(1, TCSADRAIN, &tty_new); ... tcsetattr(1, TCSADRAIN, &tty);

Часть 1. Разработка алгоритма игровой ситуации и протокола взаимодействия клиентской и серверной частей Реализуйте простейшую программу-сервер. При запуске анализируются параметры командной строки, в которых указывается количество одновременно поддерживаемых игр (опция --count-games | -g). По умолчанию возможно проведение только одной игры. номер порта, который будет использоваться сервером для ожидания начальных запросов от клиентов. По умолчанию используется порт 7777. Сервер открывает сокет, «привязывает» его к соответствующему интерфейсу и порту и «слушает» его. При подключении клиента передаем ему строку «HELLO <IP>», в которой вместо IP указывается адрес только что подключившегося клиента. В течение 60 секунд ожидается подключение ещё одного клиента. Если клиент подключился, то ему отправляется строка «HELLO. YOU ARE NUMBER TWO. THE FIRST CLIENT IS <IP>», в которой вместо IP отправляется адрес первого подключившегося клиента. Первому клиенту в этом случае отправляется строка вида «CLIENT NUMBER TWO IS <IP>», в которой вместо IP указывается адрес второго подключившегося клиента. Порт закрывается и сервер завершает свою работу.

Часть 1. Разработка алгоритма игровой ситуации и протокола взаимодействия клиентской и серверной частей Клиент При запуске анализирует параметры командной строки, в которых указывается: адрес игрового сервера (опция --game-server | -s). По умолчанию используется адрес 127.0.0.1; порт, на котором сервер ожидает сообщений от клиентов (опция --game-server-port | -p). По умолчанию используется порт 7777. Клиент подключается к указанному серверу и порту. Ожидает от сервера строку (в течение 60 секунд). Если сервер присылает строку вида «HELLO <IP>», то ожидается (в течение 60 секунд) ещё одна строка вида «CLIENT NUMBER TWO IS <IP>». На экран выводится адрес второго игрока. Сокет закрывается и работа клиента завершается.

Распределенная система

Распределенная система (РС)

Модель OSI

Модель OSI — Стек TCP/IP

Сокеты

Сокеты #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> int connect(int sd, struct sockaddr *server, int addr_len);

Сокеты

Сокеты #include <unistd.h> ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count); int sd, bytes_read; sd = socket (PF_INET, SOCK_STREAM, 0); bytes_read = read(sd, buffer, MAXBUF); if(bytes_read < 0) { /* сообщить об ошибках; завершить работу */ } #include <unistd.h> int close(int fd);

Сокеты

Сокеты #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen); int listen(int socket, int backlog) ; int accept(int socket, struct sockaddr *address, socklen_t *address_len);

Форматы хранения данных 21425963510 = 0СС557B316 прямой (от младшего к старшему, little-endian) обратный (от старшего к младшему, big-endian)

Форматы хранения данных Порядок байтов, задаваемый компьютером или сервером, называется серверным Порядок байтов, определяемый сетевыми протоколами, называется сетевым и всегда является обратным

Функции преобразования порядка байтов dest.sin_family /* серверный порядок байтов */ dest.sin_port /* сетевой порядок байтов */ dest.sin_addr /* сетевой порядок байтов */ uint32_t htonl(uint32_t hostlong); #include <arpa/inet.h> uint16_t htons(uint16_t hostshort); uint32_t ntohl(uint32_t netlong); uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

Функции преобразования порядка байтов dest.sin_family /* серверный порядок байтов */ dest.sin_port /* сетевой порядок байтов */ dest.sin_addr /* сетевой порядок байтов */ #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp); char *inet_ntoa(struct in_addr in); 127.0.0.1

Пример клиента

Пример сервера

Пример клиента и сервера

Справочные материалы Уолтон Ш. Создание сетевых приложений в среде Linux. : Пер. с англ.— М.: Вильямс, 2001. — 464 с. Иванов Н.Н. Программирование в Linux. Самоучитель. – СПб.: БХВ-Петербург, 2007. – 416 с. man