Verkko - Pääteohjaus 7

WWW-selain
WWW-palvelin
Chat

Tutustutaan hieman verkko-ohjelmointiin ja toteutetaan yksinkertainen asiakas ja palvelin eli WWW-selain ja WWW-palvelin. Lisäksi tehdään pieni Chat-palvelin.

WWW-selain

Tehdään hyvin yksinkertainen prototyyppi WWW-selaimesta. HTTP-protokollan tuntemus voi olla eduksi.
Aloita uusi WPF-projekti. Lisää lomakkeelle textbox www-palvelimen nimeä varten, hakupainike ja listbox johon haetaan WWW-palvelimelta saatavat tiedot.

Lisää seuraavat kirjastot käyttöösi:

using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Net.Mime;
using System.Threading;
using System.Windows.Threading;
using System.IO;

Ensimmäiseksi pitää avata yhteys www-palvelimeen. Aseta painikkeesta tapahtumaan jotain seuraavanlaista:

            try
            {
		// huomaa, että textboxissa saa lukea vain palvelimen osoite eli esim. www.google.com eikä mitään muuta
                palvelin = textBoxPalvelin.Text; // palvelin on luokan attribuutti string palvelin
                TcpClient client = new TcpClient();
		// avataan yhteys palvelimen porttiin 80
		// asynkronisesti eri säikeeseen (thread), joka kutsuu httpCallBack-metodia kunhan yhteys aukeaa
		// viimeinen parametri saa olla mitä tahansa
                client.BeginConnect(palvelin, 80, new AsyncCallback(httpCallBack), client);
            }
            catch (Exception err)
            {
                MessageBox.Show(err.Message);
            }

Kirjoita myös httpCallBack-metodi:

        public void httpCallBack(IAsyncResult Ar)
        {
	    MessageBox.Show("yhteys on avattu");
        }

Kokeile ohjelmaa. Kokeile mitä tapahtuu jos yrität messageboxin sijaan kirjoittaa "yhteys on avattu" lomakkeella olevaan listboxiin. Miten käy?

Joudut kirjoittamaan seuraavan apumetodin listboxin päivittämistä varten:

// päivittää käyttöliittymässä olevaa listboxia muistakin
// säikeistä kuin käyttöliittymäsäikeesta
        void addToListBox(ListBox b, string e)
        {
            this.Dispatcher.Invoke(DispatcherPriority.Normal, (Action)(() =>
            {
                b.Items.Add(e);
            }));
        }

Kokeile nyt korvata messagebox seuraavantyyppisellä kutsulla:
```
addToListBox(listBoxTulos, "yhteys on avattu");
```

Yhteys on auki mutta sillä ei vielä tehdä mitään. Lisää httpCallBackiin seuraavat:

            TcpClient client = (TcpClient)Ar.AsyncState;
// luodaan stream josta voidaan lukea ja johon voidaan kirjoittaa
            NetworkStream ns = client.GetStream();
            StreamReader sr = new StreamReader(ns);
            StreamWriter sw = new StreamWriter(ns);
// http-protokolla edellyttää seuraavia. Pyydetään
// palvelimen juuressa olevan index.html-tiedoston otsaketietoja
            sw.WriteLine("HEAD /index.html HTTP/1.1");
// pitää kertoa myös miltä palvelimelta näitä kysytään koska
// samassa ip-osoitteessa voi sijaita useita palvelimia
            sw.WriteLine("Host: " + palvelin);
// http-protokolla edellyttää lopuksi tyhjää riviä
            sw.WriteLine("");
            sw.Flush();

// luetaan palvelimen lähettämää dataa niin kauan kuin sitä tulee
            while (sr.Peek() != -1)
            {
                string data = sr.ReadLine();
                addToListBox(listBoxTulos, data);
                // annetaan toiminta-aikaa myös muille säikeille
                Thread.Sleep(100);
            }
            sr.Close();
            sw.Close();
            ns.Close();
            client.Close();
        }

Kokeile miten ohjelma toimii nyt. Jos kaikki meni oikein niin WWW-palvelin palauttaa sivun otsikkotietoja ja saat ne näkyviin listboxin sisään.
Voit kokeilla miten sama toimisi command promptin kautta telnet-ohjelmalla niin saat paremmin hahmotettua http-protokollan toimintaa. kirjoita command promptiin telnet www.google.com ja sen jälkeen samat asiat mitä ohjelmasi.
Kokeile mitä tapahtuu jos muutat HEAD-sanan tilalle GET.
Mahdollista minkä tahansa sivun hakeminen. Salli textboxiin kokonaisen www-sivun osoitteen kirjoittaminen ja parsi siitä erikseen palvelimen osoite ja varsinaisen sivun polku. Korvaa /index.html haluamasi sivun polulla.
Nyt osaat kirjoittaa yksinkertaisen asiakas-ohjelman, joka ymmärtää tekstimuotoista protokollaa. Samaan tapaan onnistuisi moni muukin kuin http-protokolla. Olennaista on tietää käytettävän protokollan muoto eli siirtyykö data määrämittaisina paloina vai erotinmerkein rajattuna. Esim. http-protokollassa rivinvaihto toimii erotinmerkkinä. Jos käytössä olisi määrämittaisia paloja niin streamista lukeminen pitäisi toteuttaa hieman eri tavalla.
Kokeile miten vastaava onnistuisi valmiilla webclient-luokalla.

WWW-palvelin

Aloita uusi WPF-sovellus josta tulee hyvin yksinkertainen WWW-palvelin

Palvelin ei tarvitse mitään graafista käyttöliittymää. Lisää suoraan lomakkeen loaded-tapahtumaan seuraava ohjelmakoodi:

        private void Window_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            IPHostEntry address = Dns.GetHostEntry(""); // haetaan tämän koneen osoite. Voitaisiin myös suoraan käyttää osoitetta 127.0.0.1
            this.Title = address.HostName;

            TcpListener server = new TcpListener(address.AddressList[0], 9001); // ei laiteta porttiin 80 mikä olisi oikea www-palvelimen portti
            server.Start();
            server.BeginAcceptTcpClient(new AsyncCallback(serverCallBack), server);
        }

Lisää myös tarvittava serverCallBack:

        public void serverCallBack(IAsyncResult Ar)
        {
            TcpListener server = (TcpListener)Ar.AsyncState;
            TcpClient client = (TcpClient)server.EndAcceptTcpClient(Ar);

            NetworkStream ns = client.GetStream();
            StreamReader sr = new StreamReader(ns);
            StreamWriter sw = new StreamWriter(ns);

// luetaan arraylistiin kaikki rivit mitä selain (asiakas) lähettää
            ArrayList data = new ArrayList();
            while (sr.Peek() != -1)
            {
                try
                {
                    data.Add( sr.ReadLine() );
                }
                catch (IOException)
                {
                    break;
                }

                Thread.Sleep(0); // annetaan muiden mahdollisesti odottavien threadien toimia välillä
            }

            // tässä pitäisi tarkistaa, että ensimmäinen rivi on GET jne... ja viimeinen rivi tyhjä rivi (pelkkä rivinvaihto)
                sw.WriteLine("HTTP/1.x 200 OK");
                sw.WriteLine("Content-type: text/html"); // Tämä pitää olla
                // ohitetaan läjä muita rivejä
                sw.WriteLine("\n");
                // rivinvaihdon jälkeen alkaa HTML tai mitä sitten ikinä palvelimelta pyydettiinkin
		// tässä pitäisi oikeasti tulostaa pyydetyn tiedoston sisältö
                sw.WriteLine("<html><head><title>Foobar</title>%lt;/head><body><h1>foobar</h1>/body></html>");
            
            
            sw.Close();
            sr.Close();
            ns.Close();
        }

Kokeile miten palvelin toimii. Muuta selain-ohjelmaasi siten, että se käyttää samaa porttia mitä palvelin (9001) ja yritä sen jälkeen ottaa yhteys palvelimeesi. Jos kaikki menee hyvin niin saat palvelimelta vastauksen.
Kokeile ottaa yhteyttä myös vieruskaverisi koneella olevaan palvelimeen
Huomaa, että palvelimesi osaa nyt käsitellä vain yhden pyynnön. Miten saat palvelimen käsittelemään useita pyyntöjä? vinkki: BeginAcceptTcpClient.
Voisit nyt parannella palvelinta lisäämällä siihen oikeaa protokollan tunnistamista eli tarkistaa onko ensimmäisen rivin ensimmäinen sana GET jne.

Chat

Toteuta edellätehtyyn tapaan yksinkertainen Chat-palvelin, jonka kanssa voit "keskustella". Aseta palvelin kaiuttamaan takaisin kaikki teksti mitä lähetät sille. Huomaa, että nyt joudut asettamaan palvelimen ikuiseen looppiin. WWW-palvelin ei pidä yhteyttä auki jatkuvasti mutta tämän palvelimen täytyy pitää.
Tee myös sopiva asiakasohjelma, joka osaa ottaa yhteyden palvelimeen ja lähettää sille tekstiä, jonka kirjoitat lomakkeelle esim. textboxiin. Huomaa, että myös asiakkaassa joudut käyttämään ikuista silmukkaa, joka vastaanottaa palvelimen viestejä.
Kokeile chatata vieruskaverisi tekemän palvelimen kanssa.

Käyttäjien kommentit