Tutorijali - Mrežne C++ aplikacije

Na nekim prethodnim forumima već sam se bio dotakao ove teme, pa ću ju i ovdje predstaviti. Naime, sada ću pokazati kako u (Turbo) C++u napraviti chat aplikaciju koja za prijenos podataka mrežom koristi TCP/IP skup protokola. Ono što je bitno za znati jest da TCP/IP skup protokola je jako precizan. Njime je osigurano da će paket stići do odredišta (ukoliko je to fizički moguće) i da će biti cjelovit, a ako je riječ o skupini paketa, oni će uvijek stići onim redoslijedom kojim su poslani! Za ovo se brine gomila pozadinskih servisa, te je ovaj skup protokola zbog toga gotovo najkorišteniji od svih, a u pozadini ga koriste i neki drugi protokoli poput FTP-a.


Pa krenimo... Otvorite Turbo C++ 2006 Pro ili C++ Builder 6, 2006, 2007...

Kreirajte novu VCL aplikaciju i neka forma (prozor) izgleda nekako kao na slici u prilogu.

http://img399.imageshack.us/img399/5752/tcpchatqs8.jpg

Pa objasnimo...

Za TCP chat su nam potrebne dvije komponente. Jedna server a druga klijent. Server će stalno biti aktivan i čekat poruke klijenata, a klijent će biti upaljen tj. spojen na server samo u trenutku zahtjeva tj. slanja poruke. Ono što je bitno kod servera jest odrediti port koji će server slušati, a klijent mora znati IP adresu servera i taj port. Nadam se da su vam sad jasne postavke HOST i Port. Host određuje IP adresu servera, a port kanal preko kojeg ide komunikacija.


Podešavanje servera je iznimno jednostavno. U Object Inspectoru trebate u bindings dijelu dodati željeni port i aktivirati server. Klijent treba znati IP adresu servera (host) i taj port koji server sluša. Sada je samo još potrebno definirati kako se šalju/primaju podaci tj. kojim redoslijedom.


U našoj chat aplikaciji klijentska strana će slati tekstualnu poruku. Da bi server primio takvu poruku on bi prvo trebao znati koliko je ona dugačka tj. koliko bajtova da očekuje na ulazu. Zato ćemo prvo poslati njenu duljinu, a tek onda njen sadržaj. Naravno, ovo nije jedini pristup kojim se može realizirati slanje poruke tekstualnog sadržaja. Postoje i druge metode.
 
Tekst (poruka) koju ćemo slati serveru se nalazi u komponenti ETekst, koja se nalazi odmah do gumba "Šalji". Prilikom klika na taj gumb klijent C1 se treba spojiti na server S1 te poslati mu poruku:
 
void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender)
{
    if(ETekst->Text.Length() == 0)
        return;
    C1->Host = EIP->Text; // odaberi host računalo
    C1->Connect();        // spoji se na server 
    C1->WriteInteger(ETekst->Text.Length()); // pošalji duljinu poruke
    C1->Write(ETekst->Text);  // pošalji sadržaj poruke
    C1->Disconnect();       // odspoji se od servera
}
 
Općenito, klijent se na server spaja samo u trenutku zahtjeva (slanja poruke). Na server ostaje spojen sve dok ne dobije odgovor od njega (ukoliko je ikakav odgovor zatražen), nakon čega odmah prekida konekciju. Gornja funkcija predstavlja sve ono što klijent mora napraviti sa svoje strane, a sada pogledajmo server stranu aplikacije.


void __fastcall TForm1::S1Execute(TIdPeerThread *AThread)
{
         // primi duljinu poruke      
    int duljina = AThread->Connection->ReadInteger();
         // primi poruku prethodne duljine
    AnsiString Poruka = AThread->Connection->ReadString(duljina);
 
    L1->Items->Add(Poruka);  //dodaj poruku u ListBox
    AThread->Connection->Disconnect();  // odspoji klijenta
} 

Klijent može poslati zahtjev (poruku) bilo kada i iz bilo koje funkcije. Server kada prima zahtjeve (poruke) uvijek pokrene funkciju koja se izvršava na događaj OnExecute. U ovom slučaju, funkcija koja se izvršava na taj događaj se zove S1Execute, te za svakog klijenta tj. za svaki zahtjev se zasebno izvršava. Ukoliko pogledate sadržaj funkcije S1Execute možete primijetiti da server pri svakoj konekciji nekog klijenta uvijek istim redoslijedom čita podatke, i da je taj redoslijed isti onome po kojem klijent te podatke i šalje. Ta podudarnost mora postojati za svaku TCP klijent-server komunikaciju ukoliko želimo da se ona provede uspješno.
 
int duljina = AThread->Connection->ReadInteger();
AnsiString Poruka = AThread->Connection->ReadString(duljina);

Server prvo čita duljinu poruke, a tek onda njen sadržaj. Ovo se moglo izvesti i na način da server čita samo tekst funkcijom ReadLn, no na prethodni način smo sigurni da je server zaprimio točan broj bajtova poruke. Nakon primitka, poruka se prikazuje korisniku u ListBox komponenti L1, a tada server prekida vezu sa klijentom.


Sve što je sada potrebno jest pokrenuti aplikaciju, otvoriti firewall na podešenom portu (windowsi vas automatski to pitaju) i za host ukucati 127.0.0.1. Ukoliko ste sve uspješno podesili trebali bi moći sada razgovarati sa samim sobom. Ukoliko želite razgovarati s nekim drugim u mreži potrebno je samo pormjeniti IP adresu (host).

Zahvaljujem ;)

ICMP (Internet Control Message Protocol) služi za slanje kontrolnih poruka te poruka o greškama. Primjerice, njime možemo provjeriti stanje nekog računala u mreži, tj. da li mu se može pristupiti i da li se od njega može dobiti ikakav odgovor. To realiziramo slanjem ICMP echo request poruke. Ako računalo prima tu poruku ono će vratiti odgovor također u tom istom obliku. Ovu poruku koristi i naredba ping, a pomoću ICMP protokola možemo realizirati i naredbu traceroute (tracert).

Prikažimo sada kako napraviti aplikaciju koja može pingati neko računalo ili web stranicu. Napravite novu VCL aplikaciju, te na njoj dodajte jednu Edit i jednu ListBox komponentu. Također, u Indy klijentima odaberite ICMP komponentu. Forma (prozor) bi trebao izgledati nekako kao na slici.

(vidi sliku)

ICMP komponenta odmah u sebi ima integriranu naredbu ping i zato je vrlo jednostavno s njome raditi. Jedino što je potrebno jest definirati Host-a i krenuti u akciju. Evo što se događa kada kliknemo na gumb PING:

void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender)
{
    ListBox1->Items->Clear();
    ICMP1->Host = EHost->Text;

    for(int i = 1; i <= 4; i++)
        try{
            ICMP1->Ping();
            Sleep(1000); // u razmacima od 1 sek..
            Application->ProcessMessages();
        }
        catch(...){
            ListBox1->Items->Add("Ping nije uspio!");
            Application->ProcessMessages();
        }
}

Kada pošaljemo zahtjev na Host računalo, i ako je ono u mogućnosti da nam odgovori naša ICMP komponenta će aktivirati OnReply događaj, a mi u njemu trebamo na adekvatan način primiti i obraditi pristigle podatke:

void __fastcall TForm1::ICMP1Reply(TComponent *ASender,
      const TReplyStatus &AReplyStatus)
{
    AnsiString Rezultat;
    Rezultat = "Primio " + IntToStr(AReplyStatus.BytesReceived) +
            " bajta od " + AReplyStatus.FromIpAddress +
            ", vrijeme = " + IntToStr(AReplyStatus.MsRoundTripTime) +
            " ms, ttl = " + IntToStr((int)AReplyStatus.TimeToLive);
    ListBox1->Items->Add(Rezultat);
}

Rezultat pokretanja ovog koda (npr. pritiskom na gumb) će dati isti rezultat kao da ste pokrenuli naredbu ping iz komandne linije. Odabrani Host će biti pingan 4 puta u razmaku po jednu sekundu, a rezultat pinganja će biti prikazan u listbox-u. Npr. evo što bi se eventualno prikazalo da smo iz ove aplikacije pingali www.google.hr:

Primio 72 bajta od 209.85.135.147, vrijeme = 37 ms, ttl = 243
Primio 72 bajta od 209.85.135.147, vrijeme = 31 ms, ttl = 243
Primio 72 bajta od 209.85.135.147, vrijeme = 30 ms, ttl = 243
Primio 72 bajta od 209.85.135.147, vrijeme = 29 ms, ttl = 243

Vidite i sami kako je ovo zaista jednostavno, i lagano možete pisati aplikacije koje mogu odjednom pingati i cijele podmreže ili liste IP adresa.

FTP (File Transfer Protocol) radi isključivo pomoću TCP/IP skupa protokola. Najčešće se koristi za prijenos datoteka putem mreže i vrlo je popularan jer je i neovisan o tipu operacijskog sustava. Po podrazumijevanim postavkama FTP koristi portove 20 (za podatke) i 21 (za naredbe), a može raditi na dva načina tj. kao aktivni i pasivni.

Aktivni FTP klijent će zauzeti neki slučajni port (>1024), poslati ga zajedno sa svojom IP adresom serveru i čekati da on uspostavi vezu kroz svoj odredišni port (20). Većina FTP klijenata radi na ovakav način, i za ove potrebe vaš vatrozid (firewall) najčešće mora imati otvoren određeni opseg portova kako bi se osigurala uspješna komunikacija.

Pasivni način rada je kada server zauzima slučajni port (>1024), te ga zajedno sa svojom IP adresom šalje klijentu i čeka njegovu konekciju. U ovom slučaju i klijent i server će koristiti portove iznad 1024. Također, postoji i napredni pasivni način rada a to je kada server šalje samo broj porta, dok se IP adresa podrazumijeva kao nepromijenjena.

Indy komponente možemo upotrijebiti za izradu FTP klijent-server aplikacija, a sada ćemo prikazati kako napraviti klijent aplikaciju. Od osnovnih operacija prikazati ćemo kako se spojiti na FTP server, doznati strukturu direktorija (mapa) i datoteka, napraviti download i upload datoteka, te kako izbrisati datoteku sa FTP servera. Za potrebe ovog primjera poželjno je imati pristup nekom FTP serveru, ili da sami instalirate neku FTP server aplikaciju na lokalnom računalu.

(pogledati sliku)

Kreirajte novu VCL aplikaciju i na formu (prozor) dodajte Indy TIdFTP komponentu. Ona će predstavljati FTP klijent, dok za spajanje na FTP server zahtjeva njegovu IP adresu te ispravno korisničko ime i lozinku. Također, u primjeru na slici je pomoću TCheckBox komponente korisniku ostavljena opcija da se spoji u aktivnom ili pasivnom modu, dok samo spajanje se izvršava klikom na gumb.

void __fastcall TForm1::BConnectClick(TObject *Sender)
{
    if(FTPC1->Connected()) {
        Application->MessageBoxA("Vec ste spojeni na ovaj FTP server!",
                         "Greska", 0 | MB_ICONSTOP);
        return;
    }
    FTPC1->Host = EHost->Text;
    FTPC1->Username = EUsername->Text;
    FTPC1->Password = EPassword->Text;
    FTPC1->Passive = CPassive->Checked;
    FTPC1->Connect();  // spoji se na FTP server!

    TStrings* LS;
    LS = new TStringList();
    FTPC1->List(LS);

    // ispis direktorija (mapa)
    for(int i = 1; i < FTPC1->DirectoryListing->Count; i++)
        if (FTPC1->DirectoryListing->Items[i]->ItemType == ditDirectory)
            LDir->Items->Add(FTPC1->DirectoryListing->Items[i]->FileName);
    // ispis datoteka
    for(int i = 1; i < FTPC1->DirectoryListing->Count; i++)
        if (FTPC1->DirectoryListing->Items[i]->ItemType == ditFile)
            LDat->Items->Add(FTPC1->DirectoryListing->Items[i]->FileName);
    delete LS;
}
Za potrebe spajanja na FTP server koristimo ovu funkciju. Prvo što ćemo provjeriti jest da li smo slučajno već spojeni na server, te nakon toga FTP klijentu predati sve potrebne podatke za spajanje. Samo spajanje vršimo funkcijom Connect, koja je sastavni dio Indy FTP klijent komponente.

U prvoj TListBox komponenti nalaziti će se samo direktoriji, a u drugoj samo datoteke. Da bi omogućili "šetanje" kroz direktorije na FTP serveru prvoj TListBox komponenti smo dodali OnDblClick događaj. Naime, kada se u toj komponenti inicijalno nakon spajanja bude nalazio popis direktorija u root-u FTP servera, nakon dvoklika na bilo kojeg od njih ući ćemo u njega te opet iznova generirati listu pod-direktorija i datoteka u njemu. Na taj način možemo pristupiti svim direktorijima i datotekama na FTP serveru.
       
void __fastcall TForm1::LDirDblClick(TObject *Sender)
{
    try{
        FTPC1->ChangeDir(LDir->Items->Strings[LDir->ItemIndex]);
    }
    catch(EOleException *E)    {
        Application->MessageBoxA(E->Message.c_str(),
                         "Greska", 0 | MB_ICONSTOP);
        return;
    }
    TStrings* LS;
    LS = new TStringList();
    FTPC1->List(LS);

    LDir->Items->Clear();
    LDat->Items->Clear();
    for(int i = 1; i < FTPC1->DirectoryListing->Count; i++)
        if (FTPC1->DirectoryListing->Items[i]->ItemType == ditDirectory)
            LDir->Items->Add(FTPC1->DirectoryListing->Items[i]->FileName);
  
    for(int i = 1; i < FTPC1->DirectoryListing->Count; i++)
        if (FTPC1->DirectoryListing->Items[i]->ItemType == ditFile)
            LDat->Items->Add(FTPC1->DirectoryListing->Items[i]->FileName);
    delete LS;
}

Za pristup nekom direktoriju koristimo funkciju ChangeDir, a možemo ju upotrijebiti na razne načine. Npr.:

FTPC1->ChangeDir("ABC");    // pristupi direktoriju ABC
FTPC1->ChangeDir("..");    // vrati se u prethodni direktorij

I sada dolazimo do najvažnijih stvari tj. kako napraviti download i upload datoteka. Za te operacije FTP klijent komponenta koristi funkcije Get i Put. Primjerice;

void __fastcall TForm1::BDownloadClick(TObject *Sender)
{
        SaveDialog1->FileName = LDat->Items->Strings[LDat->ItemIndex];
        if(SaveDialog1->Execute() != true)
            return;
        FTPC1->TransferType = ftBinary;
        FTPC1->Get(LDat->Items->Strings[LDat->ItemIndex],
                 ExtractFileName(SaveDialog1->FileName), true);
}

Prilikom operacija skidanja i stavljanja datoteka možemo odrediti i tip prijenosa tj. da li će biti binarni ili ASCII. Prvi se koristi za bilo kakve oblike neformatiranih datoteka, dok drugi ukoliko je riječ o čistom ASCII znakovlju. U pravilu, binarna metoda će u gotovo svim slučajevima zadovoljiti sve potrebe. Funkcije Get i Put obje rade na isti način. Npr.

FTPC1->Get("Datoteka.txt", "Datoteka_download.txt", true);
Ovim pozivom funkcije Get vršimo skidanje (download) datoteke Datoteka.txt, te ju spremamo lokalno pod imenom Datoteka_download.txt. Zadnjim parametrom određujemo da li je skidanje datoteke moguće kasnije nastaviti ukoliko se prilikom prijenosa dogodi greška (true) ili da se skidanje datoteke uvijek vrši iznova (false). Na isti način radi i funkcija Put, pa ju sami pokušajte implementirati u ovu aplikaciju.

Imaš puno tutorijala po netu a za početak pogledaj ovo

http://www.functionx.com/bcb/index.htm

Ako te nešto specifično zanima pitaj pa ću se potruditi da odgovorim.

Sama aplikacija može imati mogućnost pristupa internetu, bilo da je riječ o korisniku "nevidljivoj" komunikaciji putem nekih protokola, klijent-server modelu ili sl., do samog prikaza web stranica. Da bi naša aplikacija mogla prikazati sadržaj neke web stranice možemo koristiti za to već postojeće komponente. A to su MS Explorer i Firefox komponente.

MS Explorer komponente su u većini slučajeva ugrađene u razvojna okruženja, no u praksi se pokazuju nepouzdane. Postupak učitavanja web stranice je jako spor, dok samo učitavanje ne mora nužno biti čak niti uspješno. Za razliku od njih Firefox komponenta je i pouzdana i brza, pa ću se sada osvrnuti na nju. Da bi ju mogli koristiti trebate imati neki bolji IDE. Npr.:

Visual Basic.NET

Visual Basic 6

Visual C++

Delphi

C++ Builder

Prvo što morate napraviti jest s interneta skinuti i instalirati firefox komponentu za svoj IDE:

http://www.iol.ie/~locka/mozilla/control.htm

Detaljna uputstva možete pronaći na gorenjem linku. Poanta je da nakon skidanja i raspakiravanja arhive registrirate firefox komponentu regsvr32 programom (pogledati uputstva na web-u), a tada ju možete integrirati u svoj IDE (najlakše upotrebom VB-a). Ono što ćete dobiti jest komponentu koja odmah daje mogućnost prikaza neke web stranice, a dalje je na vama da napravite ostatak browser-a (ukoliko radite browser).

Primjerice, evo kako se ova firefox komponenta koristi u delphi-ju:

http://www.paranoia.clara.net/articles/taming_the_lizard_with_delphi.html

Tu vam je jasno u slikama prikazano kako to izgleda, kako se radi učitavanje web stranice, namještaju određene postavke itd.. Sad je sve na vama da li ćete radit svoj novi browser ili ne.

Pa super. Onda i ti možeš ubaciti pokoji tut o mrežnom programiranju u C++ Builderu. I zahvaljujem.

Mala digresija, ali Tracer, ne vidim nikakvu svrhu (nisam čitao tutorijale) u podučavanju korištenja nekakvih komponenti ili nečeg specifičnog. Zašto se nisi uhvatio Windows/Linux socket programiranja u C++u bez ikakvih Borland dodataka?

Jer ovako su ti tutorialji više-manje beskorisni za nekoga tko se ne želi vezati uz VCL (ako koristiš taj framework).

Da, točno, ali u konkretnom slučaju u kojem je cilj edukacija, potrebno je ciljanog čitatelja educirati o samoj mehanici rada socketa, načinu prijenosa podataka (bufferi, streamovi itd.) i samim osnovama konverzije tipova, pretvaranja i sl. što je potrebno kod mrežne komunikacije.

Nije problem koristiti komponente kada imaš nekakav gotovi RPC ili neki drugi sistem kao remoting i sl. pa npr. pošalješ blok teksta sa Tracer.SendTextToServer(text) ili Tracer.SendObject(MojaStruktura).

Mišljenja sam da VCL ne spada u područje "tutoriala" jer realno nema neke filozofije u korištenju niti jednog paketa kada je sama logika poznata.

Kada smo kod toga, postat ću jedan zadatak u Javi; stvar je vrlo slična svakoj socket komunikaciji, a možeš ga ako hoćeš riješiti u C++-u i Javi. Zanimaju me rješenja tog zadatka i ideje koje ljudi dobiju.

Dalje nastavljam ovaj tutorijal o mrežnim aplikacijama, ali ne na dosadašnji način već preko youtube videa :) Znači, moj prvi youtube video o programiranju mrežnih aplikacija:

Tema:
Kako napraviti aplikaciju koja će skinuti (napraviti download) neke datoteke sa interneta?

Video sam napravio na engleskom jeziku da bude maksimalno upotrebljiv svima u svijetu koji eventualno žele to naučiti, te unaprijed se ispričavam na svom šlampavom engleskom (ako će već nekoga posebno smetati). Video je rađen kao HD s rezolucijom 1280x720 te je najbolje ga pokrenuti u full screen-u (720p).

Uživajte ;)

Hvala ;)

Ma morao sam ga malo boostati da budem siguran da će se sve čuti kako spada. Budem kasnije bolje kalibrirao ;)

Ne znam cime radis - ako se ogranicavas na besplatne programe, izvadi zvuk van iz datoteke u obliku WAV-a, otvori ga u Audacityju i u njemu se poigraj normalnizacijom i kompresorom (imas ih u izborniku Effects). Compressor ti omogucava da dosta poglasnis zvuk, a da ne ode u clipping (dakle, da nema krckanja).

Lijep tutorijal. Samo, ja bih te dao streljati zbog imenovanja - ajde, H1 jos mogu prozvakati, P1 vise ne, a x za FileStream ni u kom slucaju! Bez obzira sto je to mali tutorijal koji se bavi samo jednom stvari... fsDownload ili fsDownloadedFile bi recimo bio dobar naziv varijable, jos bi se dalo prozvakati fs, ali x!?