Dự kiến kết quả - Hiểu được giao thức TCP/IP - Thành thạo ngôn ngữ lập trình Java - Hiểu được các khái niệm quan trọng trong lập trình mạng - Hiểu được cách thức hoạt động của mô hình Cl
Trang 1BÁO CÁO ĐỒ ÁN
CƠ SỞ 4
ĐỀ TÀI : XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH
CHAT BẰNG RMI
Họ và tên: Trần Thị Mỹ Phượng Mã sinh viên: 18IT095
Nguyễn Thị Thu Mai Mã sinh viên: 18IT082
Lớp: 18IT2
Giảng viên hướng dẫn: ThS.Hà Thị Minh Phương
Đà Nẵng, ngày 22 tháng 11 năm 2020
Trang 2ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
BÁO CÁO ĐỒ ÁN
CƠ SỞ 4
ĐỀ TÀI : XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH
CHAT BẰNG RMI
Họ và tên: Trần Thị Mỹ Phượng Mã sinh viên: 18IT095
Nguyễn Thị Thu Mai Mã sinh viên: 18IT082
Lớp: 18IT2
Giảng viên hướng dẫn: ThS.Hà Thị Minh Phương
Đà Nẵng, ngày 22 tháng 11 năm 2020
Trang 3LỜI CẢM ƠN!
Đề án này được hoàn thành tại Khoa Công Nghệ Thông Tin và Truyền thôngĐại học Đà Nẵng Trong quá trình học tập và hoàn thành đồ án em đã nhận đượcrất nhiều sự giúp đỡ, vì vậy chúng em muốn viết lời cảm ơn này đến:
Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô Khoa Công NghệThông Tin và Truyền thông Đại học Đà Nẵng đã giảng dạy cho chúng em thờigian qua Đặc biệt là Ths Hà Thị Minh Phương là người trực tiếp chỉ bảo vàhướng dẫn em hoàn thành đồ án này
Bên cạnh đó để hoàn thành đồ án này em đã nhận được những lời khuyên sựgiúp đỡ tận tình từ anh chị em bạn bè chúng em xin cảm ơn
Mặc dù đã vận dụng tất cả kiến thức đã được học tập và kinh nghiệm thực tế
từ bản thân để hoàn thành đề án này, song có thể còn có những mặt hạn chế,thiếu sót Em rất mong nhận được ý kiến đóng góp và sự chỉ dẫn của các thầy côgiáo
Trang 4NHẬN XÉT
(Lời nhận xét của GVHD)
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
Đà Nẵng tháng 12 năm 2020
Trang 5MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
NHẬN XÉT
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
KẾ HOẠCH THỰC HIỆN
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 4
1.Lý do thực hiện đề tài 4
3 Phương pháp triển khai đề tài 4
4 Nội dung của báo cáo 5
5 Dự kiến kết quả 5
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 6
1.1 Tổng quan về lập trình mạng 6
1.2 Ngôn ngữ 7
1.2.1 Ngôn ngữ lập trình mạng 7
1.2.2 Ngôn ngữ Java 8
1.3.1 Công cụ hỗ trợ Eclipse 9
CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH THIẾT KẾ THUẬT TOÁN 12
2.1 Nội dung bài toán 12
2.3 Giao thức RMI 13
2.3.1 Kiến trúc RMI 14
2.3.2 Cách hoạt động RMI 16
2.3.3 Sự phân lớp của RMI 16
Trang 62.3.4 Ưu và nhược điểm của RMI 17
2.4 Xây dựng chương trình 17
2.4.1 Thiết kế giao diện 17
2.4.2 Xây dựng chức năng 19
CHƯƠNG 4: DEMO VÀ KẾT LUẬN 21
4.1 Kết quả đạt được 21
4.2 Hạn chế 21
4.3 Hướng phát triển 21
TÀI LIỆU THAM KHẢO 22
DANH MỤC HÌN Hình 1 Mô hình lập trình mạng 6
Hình 5 Mô hình Client Server 12
Hình 6 Lời triệu gọi phương thức từ xa được thi hành trên Java ở xa 14
Hình 7 Giao diện và lớp mô tả giao diện 15
Hình 8 Minh họa quá trình Client kêu gọi trong RMI 15
Hình 9 Cách hoạt động RMI 16
Hình 10 Sự phân lớp của RMI 16
Hình 11 Giao diện đăng nhập 18
Hình 12 Giao diện chat 18
Hình 13 Chức năng gửi tin nhắn 19
Hình 14 Chức năng gửi File 20
Trang 7DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
UDP User Datagram Protocol Giao thức gói dữ liệu người dùngTCP Transmisstion Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn
HTTP Hypertext Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn bản
MAC Medium Access Control
Kiểm soát truy cập môi trườngtruyền thông
Internet Engineering Task
ISP Internet service Providers Nhà cung cấp dịch vụ Internet
Trang 8Chạy thử kiểm tra khắc phục
Làm báo cáo kết quả Trần Thị Mỹ Phượng
25/12/2020 Làm báo cáo và trình bày đề tài, nộp kết quả
Trang 10Hình thức trao đổi thông tin là một mô hình được gọi là mô hình Client-Server(Mô hình chủ-khách) Mô hình này là một mô hình nổi tiếng trong mạng máy tính,được áp dụng rất rộng rãi và là mô hình của mọi trang web hiện có Ý tưởng của
mô hình này là máy khách sẽ gửi một yêu cầu cho máy chủ để máy chủ xử lý và trảkết quả về cho máy khách
Mô hình này đang được ứng dụng rất rộng rãi trong các công ty cũng như cácquán net, nơi có những người dùng cần chia sẻ thông tin một cách bí mật mà khôngthông qua Internet Trước thực tế đó, em đã chọn đề tài “Xây dựng ứng dụng chatđơn giản theo mô hình Client-Server bằng RMI”
2 Phạm vi, đối tượng nghiên cứu
Phạm vi: Đề tài này hướng tới việc xây dụng một ứng dụng chat đơn giản trong phạm vi nhỏ như một văn phòng hay một quán net
Đối tượng: Đối tượng mà đề tài hướng đến là các công ty mới thành lập hay cácquán net mới mở, nơi cần những ứng dụng chat như thế này
3 Phương pháp triển khai đề tài
Về mặt lý thuyết
- Tìm kiếm tài liệu liên quan
4
Trang 11- Tìm hiểu về giao thức mạng TCP/IP, ngôn ngữ lập trình Java
- Tìm hiểu về Socket – Khái niệm quan trọng trong lập trình mạng
- Tìm hiểu cách thức hoạt động của mô hình Client-Server
Về mặt lập trình
- Sử dụng ngôn ngữ lập trình Java và trình biên tập mã Eclipse Java để xây dựng ứng dụng
4 Nội dung của báo cáo
- Chương 1: Trình bày cơ sở lý thuyết
- Chương 2: Phân tích thiết kế bài toán
- Chương 3: Demo chương trình và kết luận
5 Dự kiến kết quả
- Hiểu được giao thức TCP/IP
- Thành thạo ngôn ngữ lập trình Java
- Hiểu được các khái niệm quan trọng trong lập trình mạng
- Hiểu được cách thức hoạt động của mô hình Client – Server
- Xây dựng được một chương trình chat hoàn thiện với các chức năng
- Chat nhiều client
- Chat Group
- Gửi được file
- Gửi được hình ảnh
5
Trang 12CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan về lập trình mạng
Ngày này khi nói đến phát triển các ứng dụng phần mềm, đa số là người tamuốn nói đến chương trình có khả năng làm việc trong môi trường mạng tích hợpnói chung và mạng máy tính nói riêng Từ các chương trình kế toán doanh nghiệp,quản lý, trò chơi, điều khiển đều là các chương trình ứng dụng mạng
Vấn đề lập trình mạng liên quan đế nhiều lĩnh vực kiến thức khác nhau Từkiến thức sử dụng ngôn ngữ lập trình, phân tích thiết kế hệ thống, kiến thức hệthống mạng, mô hình xây dựng chương trình ứng dụng mạng, kiến thức về cơ sở
dữ liệu cho đến kiến thức truyền thông, các kiến thức các lĩnh vực liên quan khácnhư mạng điện thoại di động, PSTN, hệ thống GPS, các mạng như BlueTooth,WUSB, mạng sensor Nhưng có thể nói vấn đề lập trình mạng có 3 vấn đề chínhcốt lõi tích hợp trong lập trình ứng dụng mạng và được thể hiện như hình
Hình 1 Mô hình lập trình mạng
6
Trang 13Hay nói cách khác, vấn đề lập trình mạng có thể được định nghĩa với công thứcsau:
cụ thể và thói quen lập trình mà người lập trình có thể chọn ngôn ngữ phù hợp đểphát triển các ứng dụng mạng Các ngôn ngữ lập trình phổ biến hiện nay gồmnhững ngôn ngữ sau:
- C/C++: Ngôn ngữ lập trình rất mạnh và phổ biến, dùng để viết mọi loại ứngdụng trong đó có ứng dụng mạng
- Java: Ngôn ngữ lập trình khá thông dụng và hỗ trợ trên nhiều môi trường,trong đó có thể viết ứng dụng chạy trên điện thoại di động
- C#: Ngôn ngữ lập trình cũng rất mạnh và dễ sử dụng, chỉ hỗ trợ trên họ hệđiều hành Windows của Microsoft
- Python, Perl, Php…: Các ngôn ngữ thông dịch, sử dụng để viết nhanh cáctiện ích nhỏ một cách nhanh chóng, trong đó có thể sử dụng để viết ứngdụng mạng
Với đề tài này em sẽ thực hiện lập trình mạng dựa trên ngôn ngữ C#
7
Trang 141.2.2 Ngôn ngữ Java
Java (phiên âm Tiếng Việt: "Gia-va") là một ngôn ngữ lập trình hướng đối
tượng (OOP) và dựa trên các lớp (class) Khác với phần lớn ngôn ngữ lập trìnhthông thường, thay vì biên dịch mã nguồn thành mã máy hoặc thông dịch mãnguồn khi chạy, Java được thiết kế để biên dịch mã nguồn thành bytecode,bytecode sau đó sẽ được môi trường thực thi (runtime environment) chạy
Trong lập trình Java thông thường thì tất cả các đối tượng tạo nên một chương trình sẽ nằm trên cùng một máy và trong cùng một tiến trình hay trên cùng một máy ảo Java (JVM)
Khi một đối tượng gọi một phương thức trên một đối tượng khác thì đối tượnggọi phải biết địa chỉ vùng nhớ của đối tượng bị gọi và có thể chỉ thay đổi bộ đếmchương trình máy để bắt đầu chạy trong một đối tượng mới Địa chỉ của đối tượngđược gọi được lưu trữ trong ngăn xếp của máy, vì thế khi phương thức được gọi trả
về giá trị thì địa chỉ trong ngăn xếp sẽ được nạp lại vào trong bộ đếm chương trìnhmáy và tiếp tục thực thi trở lại trong đối tượng gọi Dãy các bước trên là chung đốivới tất cả các ngôn ngữ lập trình mà thực thi trong một tiến trình đơn, trên cùngmột máy
Nền Java lý tưởng cho việc lập trình phân tán vì nhiều lý do:
- Nền Java định nghĩa một kích thước nhất quán và định dạng cho các kiểu cơbản, như kiểu số nguyên và số thực, cũng như việc thể hiện các số giống nhau chotất cả cài đặt trên nền Đây là phương tiện để cơ chế chuyển tải có thể được đơngiản hóa một cách quan trọng vì nó không phải thực hiện bất kỳ dịch chuyển hayđiều chỉnh nào khi nói chuyện với phía bên kia
- Các hàm thư viện chính dành cho lập trình phân tán trên Java là RMI lại làmột phần trong phiên bản chuẩn của ngôn ngữ Java và vì thể nó có trên tất cả các
hệ thống hỗ trợ Java
8
Trang 15- Các bộ nạp lớp (classloader) của Java có thể tự động tải các đoạn mã bênphía máy khách đối với mô hình nặng về phía máy khách hay các ứng dụng nganghàng.
- Các tham số của Java có thể được truyền tham chiếu hay tham trị
- Nếu chúng ta không chắc rằng ngôn ngữ Java có trên tất cả các phía của mộtứng dụng phân tán, chúng ta vẫn có thể dùng ngôn ngữ để gọi các đối tượng trên
hệ thống khác được viết bằng một ngôn ngữ lập trình khác, ví dụ C++, bằng cách
sử dụng CORBA
- Nền Java cũng hỗ trợ cho nhiều kỹ thuật lập trình phân tán khác nhu môhình lập trình socket
Ưu điểm của việc tính toán phân tán:
- Tính toán phân tán được dùng khi có một nguồn tài nguyên trung tâm, ví dụnhư một cơ sở dữ liệu mà chúng ta muốn chia sẻ cho nhiều người sử dụng haynhiều máy khách
- Tính toán phân tán được dùng để kết hợp sức mạnh tính toán của nhiều hệthống để giải quyết một bài toán hiệu quả và nhanh hơn việc thực hiện với một hệthống đơn
Nhiều hệ thống máy tính có thể được cấu hình theo nhiều cách để chia sẻ xử
lý, bao gồm chia sẻ bộ nhớ, chia sẽ đĩa, và còn chia sẻ kênh giao tiếp chung Kỹthuật gần đây cho phép các hệ thống mà các thành phần vật lý ở xa nhau có thể hợptác với nhau trong việc giải quyểt các bài toán tính toán
Cũng trên ảnh hưởng của chủ đề sức mạnh tính toán thì sự trỗi dậy của mạngInternet và giao thức TCP/IP đi kèm cũng dẫn đến việc kết nối chưa hề thấy củahàng triệu các hệ thống máy tính Đối với một vài ứng dụng thì cần sức mạnh tínhtoán để giải quyết các bài toán
1.3 Công cụ và thư viện hỗ trợ
1.3.1 Công cụ hỗ trợ Eclipse
9
Trang 16Eclipse là 1 công cụ hỗ trợ lập trình mã nguồn mở được phát triển bởi IBM.
Eclipse như một môi trường phát triển Java tích hợp (IDE), với Eclipse chúng ta
có thể mở rộng hơn mã nguồn bằng cách chèn thêm các plugins cho project Plug-in Development Environment) Mặc dù Eclipse được viết bằng ngôn ngữ lậptrình Java, nhưng việc sử dụng nó không hạn chế chỉ cho ngôn ngữ Java Ví dụ,Eclipse hỗ trợ sẵn hoặc có thể cài thêm các plugins để hỗ trợ cho các ngôn ngữ lậptrình như C/C + + và COBOL Ngoài ra, còn rất nhiều ngôn ngữ khác như PHP,Groovy,
(PDE-Eclipse còn hỗ trợ cho lập trình viên code theo các mô hình phát triển nhưMVC, tạo thêm các lib hỗ trợ phát triển phần mềm
Ưu điểm
- Tạo thuận lợi cho tích hợp liền mạch các công cụ bên trong mỗi một vàxuyên qua nhiều kiểu nội dung và các nhà cung cấp công cụ khác nhau
- Hỗ trợ việc xây dựng nhiều công cụ
- Hỗ trợ một tập hợp không hạn chế các nhà cung cấp công cụ, bao gồm cảcác nhà cung cấp phần mềm độc lập (ISV)
- Hỗ trợ các công cụ thao tác các kiểu nội dung bất kỳ (bao gồm cả HTML,Java, C, JSP, EJB, XML, và GIF)
- Hỗ trợ cả môi trường phát triển ứng dụng GUI lẫn không dựa trên GUI
- Chạy trên nhiều hệ điều hành, bao gồm cả Windows và Linux
- Lợi dụng tính phổ biến của ngôn ngữ Java để viết các công cụ
- Do sử dụng SWT/JFace nên có lẽ load nhanh hơn
Trang 17- Tốn bộ nhớ máy: chạy eclipse cũng khá tốn bộ nhớ máy tính nên để sử dụng
nó máy của bạn cũng cần có cấu hình tương đối cao
- Thiếu tính nhất quán vì có nhiều plugins quá
1.3.2 Thư viện hỗ trợ
Việc lập trình mạng phụ thuộc rất nhiều vào các thư viện hỗ trợ đến từ hệ thống.Tùy thuộc vào nền tảng phát triển ứng dụng mà có thể sử dụng các thư viện khácnhau Java hỗ trợ các lớp cần thiết để cài đặt các ứng dụng Client-Server theo kiểuRMI trong các gói: java.rmi Trong số đó các lớp thường được dùng là:
Trang 18CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH THIẾT KẾ THUẬT TOÁN 2.1 Nội dung bài toán
Đề tài tìm hiểu về giao thức RMI, xây dựng chương trình trao đổi thông tindựa trên giao thức RMI
Chương trình trao đổi thông tin qua giao thức RMI: sử dụng theo mô hìnhclient- server và giao tiếp với nhau qua giao thức RMI trên ngôn ngữ lập trìnhJava, sử dụng Java Eclipes
Xây dựng được một chương trình chat hoàn thiện với các chức năng:
- Chat nhiều client
- Chat Group
- Gửi được file
- Gửi được hình ảnh
2.2 Mô hình Client/Server
Mô hình Client/Server là một kỹ thuật tính toán mới, trông đó Client đơn giản
là một đối tượng cần được phuc vụ, thông thường là các ứng dụng cần đến dữ liệuhay dịch vụ từ chương trình khác và Server là đối tượng phục vụ những yêu cầu đó
do nhiều Client gửi đến
12
Trang 19Hình 2 Mô hình Client Server
Máy tính đóng vai trò là máy chủ – Server: Là máy tính có khả năng cung cấptài nguyên và các dịch vụ đến các máy trạm khác trong hệ thống mạng Serverđóng vai trò hỗ trợ cho các hoạt động trên máy trạm client diễn ra hiệu quả hơn.Máy tính đóng vai trò là máy trạm – Client: Với vai trò là máy trạm, chúng sẽkhông cung cấp tài nguyên đến các máy tính khác mà chỉ sử dụng tài nguyên đượccung cấp từ máy chủ Một client trong mô hình này có thể là một server cho môhình khác, tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng của người dùng
Để máy khách và máy chủ có thể giao tiếp được với nhau thì giữa chúng phải
có một chuẩn nhất định, và chuẩn đó được gọi là giao thức Một số giao thức chuẩnđược sử dụng rộng rãi hiện nay như TCP/IP, OSI, ISDN, X.25, Lan-to-Lan, Khi
đó, nếu máy khách muốn lấy được thông tin từ máy chủ, chúng phải tuân theo mộtgiao thức mà máy chủ đó đưa ra Nếu yêu cầu đó được chấp nhận thì máy chủ sẽthu thập thông tin và trả về kết quả cho máy khách yêu cầu Bởi thông thường,server luôn trong trạng thái sẵn sàng nhận yêu cầu từ các client, nên chỉ cần clientgửi tín hiệu và chấp nhận yêu cầu là server sẽ trả về kết quả trong thời gian ngắnnhất có thể
13
Trang 20Việc ứng dụng mô hình Client/Server sẽ làm giảm chi phí, đồng thời làm tăngtốc dộ, điều này rất cần thiết trông việc truy cập dữ liệu.
2.3 Giao thức RMI
RMI (Remote Method Invoke)– triệu gọi phương thức từ xa - là công nghệđược SUN giới thiệu đầu tiên trong JDK 1.1 (2/1997) đã mở ra một thời kì mới cholĩnh vực lập trình mạng Được thiết kế tương đối dễ sử dụng nhưng RMI cũng làmột công nghệ rất mạnh, cung cấp đầy đủ các công cụ để người lập trình có thểphát triển ứng dụng phân tán một cách tốt nhất
Hình 3 Lời triệu gọi phương thức từ xa được thi hành trên Java ở xa
Mục đích chính của việc thiết kế ra RMI là cho phép người lập trình phát triểncác chương trình phân tán bằng Java với cú pháp và ngữ nghĩa giống như lập trìnhthông thường Để làm được việc này, họ đã ánh xạ các lớp và đối tượng làm việctrong một máy ảo Java đơn thành các lớp và đối tượng làm việc trong một môitrường phân tán
2.3.1 Kiến trúc RMI
Kiến trúc RMI dựa trên một nguyên lý quan trọng: định nghĩa hành vi vàviệc mô tả hành vi là hai khái niệm riêng biệt RMI chấp nhận mã của định
14