dmasark Aflevering - Uge 50

Transkript

1 dmasark Aflevering - Uge 50 Michael Lind Mortensen, , DAT4 Michael Dahl, , DAT4 Katalog: u073943/dmasark/uge6/ 13. december 2007

2 Indhold 1 PingClient implementation 3 2 Beskrivelse af implementation 6 3 Kørselsudskrift 8 2

3 1 PingClient implementation Klassen PingClient (forefindes i kataloget under src/ping/pingclient.java, eller bin/ping/pingclient.class) der implementerer UDP ping klienten er realiseret således: 1 package ping ; 2 ping.pingclient.java 3 import j a v a. i o. B u f f e r e d R e a d e r ; 4 import j a v a. i o. B y t e A r r a y I n p u t S t r e a m ; 5 import j a v a. i o. I O E x c e p t i o n ; 6 import j a v a. i o. I n p u t S t r e a m R e a d e r ; 7 import j a v a. n e t. DatagramPacket ; 8 import j a v a. n e t. DatagramSocket ; 9 import j a v a. n e t. I n e t A d d r e s s ; 10 import j a v a. n e t. I n e t S o c k e t A d d r e s s ; 11 import j a v a. n e t. S o c k e t A d d r e s s ; 12 import j a v a. n e t. S o c k e t E x c e p t i o n ; 13 import j a v a. n e t. S o c k e t T i m e o u t E x c e p t i o n ; 14 import j a v a. t e x t. SimpleDateFormat ; 15 import j a v a. u t i l. Date ; p u b l i c c l a s s P i n g C l i e n t { 18 p r i v a t e f i n a l s t a t i c i n t DEFAULT COUNT = 1 0 ; 19 p r i v a t e f i n a l s t a t i c i n t DEFAULT TIMEOUT = ; 20 p r i v a t e f i n a l s t a t i c SimpleDateFormat f = new SimpleDateFormat ( HH:mm ) ; / 24 Command l i n e i n t e r f a c e to t h e P i n g C l i e n t a r g s Arguments to c l i e n t 26 / 27 p u b l i c s t a t i c v o i d main ( S t r i n g [ ] a r g s ) { 28 // Make s u r e r e q u i r e d arguments a r e p r e s e n t 29 i f ( a r g s. l e n g t h < 2) { 30 System. out. p r i n t l n ( R e q u i r e d arguments : h o s t p o r t ) ; 31 r e t u r n ; 32 } // R e t r i e v e h o s t 35 S t r i n g h o s t = a r g s [ 0 ] ; // R e t r i e v e p o r t number 38 i n t p o r t ; 39 t r y { 40 p o r t = I n t e g e r. p a r s e I n t ( a r g s [ 1 ] ) ; 41 i f ( p o r t < 0 p o r t > 65535) { 42 System. out. p r i n t l n ( E r r o r, i l l e g a l p o r t number ( + p o r t + ). Range i s ) ; 43 r e t u r n ; 44 } 45 // Make warning i f t r y i n g to use Well Known Port 46 i f ( p o r t < 1024) { 47 System. out. p r i n t l n ( Warning, usage o f w e l l known p o r t f o r Ping S e r v i c e i s not a d v i c e d! ) ; 48 } 49 } catch ( NumberFormatException e ) { 50 System. out. p r i n t l n ( E r r o r, p o r t argument was not a number ) ; 51 r e t u r n ; 52 } // Use h o s t and p o r t to c r e a t e a r e u s a b l e I n e t S o c k e t A d d r e s s 55 I n e t S o c k e t A d d r e s s h o s t A d r e s s = new I n e t S o c k e t A d d r e s s ( host, p o r t ) ; 56 i f ( h o s t A d r e s s. i s U n r e s o l v e d ( ) ) { 57 // Ensure t h e h o s t a d d r e s s was r e s o l v e d 58 System. out. p r i n t l n ( Could not r e s o l v e : + h o s t ) ; 59 r e t u r n ; 60 } // R e t r i e v e count ( o p t i o n a l ) 3

4 63 i n t count = DEFAULT COUNT ; 64 i f ( a r g s. l e n g t h > 2) { 65 t r y { 66 count = I n t e g e r. p a r s e I n t ( a r g s [ 2 ] ) ; 67 } catch ( NumberFormatException e ) { 68 System. out. p r i n t l n ( E r r o r, count argument was not a number ) ; 69 r e t u r n ; 70 } 71 i f ( count < 0) { 72 System. out. p r i n t l n ( E r r o r, i l l e g a l count number ) ; 73 r e t u r n ; 74 } 75 } // R e t r i e v e t i m e o u t ( o p t i o n a l ) 78 i n t timeout = DEFAULT TIMEOUT ; 79 i f ( a r g s. l e n g t h > 3) { 80 t r y { 81 t i m e o u t = I n t e g e r. p a r s e I n t ( a r g s [ 3 ] ) ; 82 } catch ( NumberFormatException e ) { 83 System. out. p r i n t l n ( E r r o r, t i m e o u t argument was not a number ) ; 84 r e t u r n ; 85 } 86 i f ( t i m e o u t < 0) { 87 System. out. p r i n t l n ( E r r o r, i l l e g a l t i m e o u t number ) ; 88 r e t u r n ; 89 } 90 } // C r e a t e s o c k e t 93 DatagramSocket s o c k e t ; 94 t r y { 95 s o c k e t = new DatagramSocket ( ) ; 96 s o c k e t. setsotimeout ( t i m e o u t ) ; 97 } catch ( Exception e ) { 98 System. out. p r i n t l n ( E r r o r o c c u r e d c r e a t i n g s o c k e t : + e. getmessage ( ) ) ; 99 r e t u r n ; 100 } // S t a r t p i n g l o o p 104 f o r ( i n t i =0; i <count ; i ++) { 105 // Prepare datagram pa c k e ts 106 S t r i n g r e q u e s t S t r i n g = PING + i + + f. format ( new Date ( ) ) + \n ; 107 byte [ ] r e q u e s t B y t e s = r e q u e s t S t r i n g. g e t B y t e s ( ) ; 108 DatagramPacket r e q u e s t P a c k e t, r e c i e v e P a c k e t ; 109 t r y { 110 r e q u e s t P a c k e t = new DatagramPacket ( r e q u e s t B y t e s, r e q u e s t B y t e s. l e n g t h, h o s t A d r e s s ) ; 111 } catch ( SocketException e ) { 112 System. out. p r i n t l n ( E r r o r p i n g i n g + h o s t +, + e. getmessage ( ) ) ; 113 r e t u r n ; 114 } 115 // Make empty p a c k e t f o r r e s p o n s e 116 r e c i e v e P a c k e t = new DatagramPacket ( new byte [ ], 1024) ; // Send t h e p a c k e t 119 t r y { 120 s o c k e t. send ( r e q u e s t P a c k e t ) ; 121 // Wait f o r r e s p o n s e 122 s o c k e t. r e c e i v e ( r e c i e v e P a c k e t ) ; 123 t r y { 124 p r i n t D a t a ( r e c i e v e P a c k e t ) ; 125 } catch ( IOException e ) { 126 System. out. p r i n t l n ( E r r o r, p r i n t i n g r e p l y : + e. getmessage ( ) ) ; 127 } 128 } catch ( SocketTimeoutException e ) { 129 // Timeout o c c u r r e d 130 System. out. p r i n t l n ( Timeout on p i n g + i ) ; 4

5 131 } catch ( IOException e ) { 132 System. out. p r i n t l n ( E r r o r, s e n d i n g p a c k e t : + e. getmessage ( ) ) ; 133 } } // C l o s e t h e s o c k e t 138 s o c k e t. c l o s e ( ) ; 139 } / 142 P r i n t ping data to the standard output stream. r e q u e s t p a c k e t c o n t a i n i n g data to p r i n t I O E x c e p t i o n i f an e r r o r o c c u r r e d w h i l e r e a d i n g t h e data 145 / 146 p r i v a t e s t a t i c v o i d p r i n t D a t a ( DatagramPacket r e q u e s t ) 147 throws I O E x c e p t i o n { 148 byte [ ] buf = r e q u e s t. getdata ( ) ; 149 B u f f e r e d R e a d e r br = new B u f f e r e d R e a d e r ( new I n p u t S t r e a m R e a d e r ( new ByteArrayInputStream ( buf ) ) ) ; // The message data i s c o n t a i n e d i n a s i n g l e l i n e, so r e a d t h i s l i n e. 152 S t r i n g l i n e = br. r e a d L i n e ( ) ; // P r i n t h o s t a d d r e s s and data r e c e i v e d from i t. 155 System. out. p r i n t l n ( 156 R e c e i v e d from r e q u e s t. g e t A d d r e s s ( ). g e t H o s t A d d r e s s ( ) : new S t r i n g ( l i n e ) ) ; 160 } 161 } 5

6 2 Beskrivelse af implementation De første mange linjer kode i main metoden, bruges udelukkende til at hente input fra argumenter givet metoden, samt at tjekke om disse input er legale (eksempelvis ugyldige port numre, host adresser der ikke kan resolves etc.). Fra linje 54, opretter vi et vitalt objekt, nemlig et InetSocketAddress, som vi senere vil bruge til at fortælle til hvilken host, vores requestpacket skal sendes til. 54 // Use h o s t and p o r t to c r e a t e a r e u s a b l e I n e t S o c k e t A d d r e s s 55 I n e t S o c k e t A d d r e s s h o s t A d r e s s = new I n e t S o c k e t A d d r e s s ( host, p o r t ) ; 56 i f ( h o s t A d r e s s. i s U n r e s o l v e d ( ) ) { 57 // Ensure t h e h o s t a d d r e s s was r e s o l v e d 58 System. out. p r i n t l n ( Could not r e s o l v e : + h o s t ) ; 59 r e t u r n ; 60 } Vi tjekker samtidigt, om den givne adresse kunne resolves. Hvis man eksempelvis havde skrevet som host adresse, vil konstruktøren af InetSocketAddress, forsøge at lave et DNS lookup for at få det oversat til en IP adresse, som i objektet er repræsenteret med et InetAddress objekt. Det er først når vi når til linje 92, at vi opretter UDP socketen, som skal bruges til og kommunikerer med PingServer en: 92 // C r e a t e s o c k e t 93 DatagramSocket s o c k e t ; 94 t r y { 95 s o c k e t = new DatagramSocket ( ) ; 96 s o c k e t. setsotimeout ( t i m e o u t ) ; 97 } catch ( Exception e ) { 98 System. out. p r i n t l n ( E r r o r o c c u r e d c r e a t i n g s o c k e t : + e. getmessage ( ) ) ; 99 r e t u r n ; 100 } Her initialiserer vi et DatagramSocket object (socket), samt indstiller den givne timeout (socket.setsotimeout(timeout);). Dette gør helt præcist således, at når man kalder recieve(datagrampacket p) på denne socket, blokerer den eksekveringen op til det givne timeout. Hvis den når at få et timeout, vil kaldet kaste en SocketTimeoutException. Vi vil senere se hvorfor dette har betydning. Hvis vi nu kigger fra linje 105 og fremefter, ser vi her hvorledes vi klargører DatagramPacket objekter, et til vores ping request, samt et til at holde det som serveren sender tilbage (såfremt vi ikke får et timeout). Alt dette kode befinder sig inde i en for-løkke, som itererer det antal gange angivet enten via standard værdien, eller ved det valgfrie argument til main metoden: 105 // Prepare datagram pa c k e ts 106 S t r i n g r e q u e s t S t r i n g = PING + i + + f. format ( new Date ( ) ) + \n ; 107 byte [ ] r e q u e s t B y t e s = r e q u e s t S t r i n g. g e t B y t e s ( ) ; 108 DatagramPacket r e q u e s t P a c k e t, r e c i e v e P a c k e t ; 109 t r y { 110 r e q u e s t P a c k e t = new DatagramPacket ( r e q u e s t B y t e s, r e q u e s t B y t e s. l e n g t h, h o s t A d r e s s ) ; 111 } catch ( SocketException e ) { 112 System. out. p r i n t l n ( E r r o r p i n g i n g + h o s t +, + e. getmessage ( ) ) ; 113 r e t u r n ; 114 } 115 // Make empty p a c k e t f o r r e s p o n s e 116 r e c i e v e P a c k e t = new DatagramPacket ( new byte [ ], 1024) ; Først sammensætter vi ping request strengen, og konverterer den til et byte array (linje ). Derefter forsøger vi at oprette en instans af requestpacket, 6

7 som er vores ping request packet, som skal sendes til PingServer en. Til sidst instantierer vi et tomt objekt, recievepacket som skal holde et eventuelt svar fra serveren. Det sidste stykke kode (fra linje 118), forsøger at kontakte PingServer en, og modtage et eventuelt svar fra serveren. 118 // Send t h e p a c k e t 119 t r y { 120 s o c k e t. send ( r e q u e s t P a c k e t ) ; 121 // Wait f o r r e s p o n s e 122 s o c k e t. r e c e i v e ( r e c i e v e P a c k e t ) ; 123 t r y { 124 p r i n t D a t a ( r e c i e v e P a c k e t ) ; 125 } catch ( IOException e ) { 126 System. out. p r i n t l n ( E r r o r, p r i n t i n g r e p l y : + e. getmessage ( ) ) ; 127 } 128 } catch ( SocketTimeoutException e ) { 129 // Timeout o c c u r r e d 130 System. out. p r i n t l n ( Timeout on p i n g + i ) ; 131 } catch ( IOException e ) { 132 System. out. p r i n t l n ( E r r o r, s e n d i n g p a c k e t : + e. getmessage ( ) ) ; 133 } I den første try blok, forsøger vi at sende vores forespørgsel til serveren (socket.send(requestpacket);), hvorefter vi afventer et svar fra serveren (socket.receive(recievepacket);). Hvis ikke vi får en timeout, vil recievepacket nu indeholde et svar fra serveren, som vi printer ud til standard output (terminalen). Hvis vi får en timeout, ved kaldet til recieve(...), vil en SocketTimeoutException blive kastet, som vi fanger og udskriver en besked om at der opstod en timeout. Denne for-løkke vil itererer det angivne antal gane, hvorefter main metoden slutter, og programmet terminerer. 7

8 3 Kørselsudskrift Nedenstående er kørselsudskrifter fra henholdsvis PingServer og PingClient. PingServer output 1 [ u073943@camel06 :... dmasark/ uge6 / b i n ] $ j a v a p i n g. P i n g S e r v e r R e c e i v e d from : PING : Reply s e n t. 4 R e c e i v e d from : PING : Reply s e n t. 6 R e c e i v e d from : PING : Reply not s e n t. 8 R e c e i v e d from : PING : Reply s e n t. 10 R e c e i v e d from : PING : Reply not s e n t. 12 R e c e i v e d from : PING : Reply s e n t. 14 R e c e i v e d from : PING : Reply s e n t. 16 R e c e i v e d from : PING : Reply s e n t. 18 R e c e i v e d from : PING : Reply not s e n t. 20 R e c e i v e d from : PING : Reply s e n t. 22 R e c e i v e d from : PING : Reply s e n t. 24 R e c e i v e d from : PING : Reply not s e n t. 26 R e c e i v e d from : PING : Reply not s e n t. 28 R e c e i v e d from : PING : Reply not s e n t. 30 R e c e i v e d from : PING : Reply s e n t. 32 R e c e i v e d from : PING : Reply s e n t. 34 R e c e i v e d from : PING : Reply s e n t. 36 R e c e i v e d from : PING : Reply s e n t. 38 R e c e i v e d from : PING : Reply not s e n t. 40 R e c e i v e d from : PING : Reply s e n t. 8

9 PingClient output 1 [ u073943@camel06 :... dmasark/ uge6 / b i n ] $ j a v a p i n g. P i n g C l i e n t l o c a l h o s t R e c e i v e d from : PING : R e c e i v e d from : PING : Timeout on p i n g 2 5 R e c e i v e d from : PING : Timeout on p i n g 4 7 R e c e i v e d from : PING : R e c e i v e d from : PING : R e c e i v e d from : PING : Timeout on p i n g 8 11 R e c e i v e d from : PING : R e c e i v e d from : PING : Timeout on p i n g Timeout on p i n g Timeout on p i n g R e c e i v e d from : PING : R e c e i v e d from : PING : R e c e i v e d from : PING : R e c e i v e d from : PING : Timeout on p i n g R e c e i v e d from : PING : 0 3 Vi kan ud fra disse to kørselsudskrifter se, at vi får en forventet eksekvering. Når serveren simulerer et pakketab (ved ikke og sende noget svar tilbage), opstår der et timeout i klienten, og den går videre til næste ping request. Vi kan også se at der ikke har været noget reelt datatab (alle ping requests bliver modtaget af serveren, og alle besvarede forespørgsler udprintes af klienten). Da denne implementation af PingClient ikke tjekker om det respons der kommer fra serveren, stemmer overens med det ping man sendte afsted (om sekvens numrene stemmer overens), finder klienten sig tilfreds bare den får et svar. Hvis pakker overhalede hinanden, kunne man let opleve at de udprintede responses kom i en anden rækkefølge. Ligeledes kunne det lade sig gøre, at klienten opgav og vente mere (timeout), og i næste ping request fik svar tilbage på det første. Da PingServeren ikke er trådet, er det også meget let og skabe en DOS (Denial Of Service) lignende situation. Man skal blot indstille klienten til og have en meget lav timeout (1 ms f.eks), og så sende et stort antal requests til serveren. Da serveren ikke kan besvarer disse requests så hurtigt, vil det hurtigt skabe en stor kø af indkommende pakker, og det vil i den periode være næsten umuligt for andre klienter og få et svar tilbage på deres request (ihvertfald indenfor deres timeout). Dog da TTL (Time To Live) værdien er sat forholdsvis lavt på UDP pakker (den initielle TTL er forskellig fra system til system, men ligger generelt mellem ), vil pakkerne hurtigt dø efter man har stoppet DOS angrebet, hvorefter serveren igen er klar til og besvare nye requests. 9