Protokoll (IF)

Typische Netzwerk-Protokolle

Die Links verweisen auf den Eintrag in Wikipedia:

• SMTP: Simple Mail Transfer Protocol (zum Mails schicken)
• POP3: Post Office Protokol (zum Mails empfangen)
• IMAP: Internet Message Access Protokol (zum Mails empfangen)
• HTTP: Hyptext Transfer Protokol (zur Übertragung von Internet-Seiten; dieses Protokoll versteht der Browser)
• FTP: File Transfer Protokol (zur Übertragung von Dateien)

SMTP, POP3 und IMAP werden im Unterricht thematisiert.

Best Practices für die Entwicklung von Protokollen

Diese Best Practices orientieren sich an dem, was man für das Zentralabitur braucht.

Ziel der Best Practices ist es, dass das Protokoll in jeder Situation funktioniert und dass es auf Client-Seite und auf Server-Seite einfach auszuwerten ist.

1. Das Protokoll beginnt damit, dass der Client die Verbindung zum Server herstellt. Dies wird im Protokoll notiert, z.B. als "stellt Verbindung her".
2. Das Protokoll muss vollständig sein, d.h. es muss für jede Situation eine Protokoll-Lösung geben. Z.B. auch für falsche Eingaben des Clients.
3. Man braucht im Protokoll i.A. 3 Spalten: Client sendet, Server antwortet, Server an alle
4. Die Parameter werden in spitzen Klammern notiert, z.B.: PRIVAT max Hallo Max, wie gehts? steht im Protokoll als: PRIVAT <name> <nachricht>
5. Jede Nachricht startet mit einem Befehl
6. Jede Antwort des Servers startet mit "-" oder "+" und einem Befehl. "-" bedeutet Misserfolg, "+" bedeutet Erfolg.
7. Wenn ein Befehl mehrere Zeilen verschickt, dann wird als letzte Zeile ein einzelner Punkt verschickt. Dieser ist die Endmarke.
8. Es gibt eine globale Rückmeldung für unbekannte Befehle, z.B. -UNBEKANNT <befehl>
9. Es gibt eine globale Rückmeldung für fehlende Parameter oder Parameter zuviel, z.B. -PARAM <befehl> Parameterzahl falsch

Beispiel: GossipServer

Spezifikation

Der GossipServer soll dazu dienen, Tratsch (=Gossip) zu speichern und weiter zu verbreiten. Es gelten die folgenden Anforderungen: Gossip schreiben:

1. Gossip schreiben: Man kann die Verbindung zum GossipServer herstellen und (anonym!) eine neue Nachricht hinterlassen. Die wird als Text mit Datum/Uhrzeit gespeichert. Es werden nur Nachrichten in SMS-Länge akzeptiert.
2. Gossip abonnieren: Mithilfe eines geeigneten Befehls kann man den Gossip abonnieren. Der GossipServer schickt dem Client dann jede neu eintreffende Nachricht.
3. Gossip-Archiv lesen: Man kann alle Nachrichten eines Zeitraums vom GossipServer abrufen, indem man einen geeigneten Befehl an den GossipServer schickt und dabei das Anfangs- und das Enddatum angibt. Der GossipServer schickt dann alle Nachrichten aus diesem Zeitraum mit Datum zurück.
4. Abmelden: Mithilfe eines geeigneten Befehls kann man die Verbindung zum GossipServer trennen.

Protokoll

Das Protokoll besteht aus 3 Spalten:

• Client sendet
• Server antwortet (einem Client)
• Server an alle

Client sendet	Server antwortet (einem Client)	Server an alle
Client meldet sich an	+OK Willkommen beim GossipServer
Gossip schreiben: NEU <nachricht>	+OK Nachricht akzeptiert -ERR Nachricht zu lang	an alle Abonennten: NEU <zeit>--<nachricht> ---
Gossip abonnieren: ABO	+OK Abo akzeptiert	---
Gossip-Archiv lesen: ARCHIV <zeit1> <zeit2>	+OK GossipArchiv <zeit 1>--<nachricht 1> ... <zeit n>--<nachricht n> . -ERR Datum falsch	---
QUIT	+OK Tschuess Trennt die Verbindung	---
<unbekannter Befehl>	-ERR unbekannter Befehl	---
<Parameter fehlt>	-ERR Parameter fehlt	---

Für die Implementierung des GossipServers: siehe Netzwerkprogrammierung

Protokolle mit Java auswerten

Beispiel: Der Client sendet:

+MESSG***achim***hallo wie geht's? (D.h. das Protokoll hat "***" als Trennzeichen)

Dann lässt sich das so auswerten:

 public void processMessage(String pClientIP, int pClientPort, String pMessage){
   if(pMessage.startsWith("-")){
     // TODO: Fehlermeldung abarbeiten!
     return;
   }
   if(pMessage.startsWith("+")){
     // eine normale Servermeldung!
     String befehl = pMessage.substring(1,6);
     if(befehl.equals("MESSG")){
        // die Nachricht nach den Trennzeichen ("***") aufspalten und in das Array splits speichern
        // index 0: befehl
        // index 1: erster Parameter (=empfaenger)
        String[] splits = pMessage.split("***");
        String empfaenger = splits[1];
        String nachricht = splits[2];
        //TODO: Nachricht an Empfaenger weiterschicken
        return;
     }
     //TODO: Weitere Befehle überprüfen.
   }
   //TODO: Fehlerfall! Nachricht startet weder mit "+" noch mit "-"
 }

Befehle auswerten, die mehrere Zeilen schicken

Manche Befehle führen dazu, dass mehrere Zeilen verschickt werden. Das kann zu einem Problem führen, wenn man die Klasse Connection.java verwendet; denn hier muss der Client von sich aus die Methode receive() aufrufen, um den nächsten Teil der Nachricht abzurufen.

Üblicherweise wird im Protokoll dann zum Schluss ein einzelner Punkt verschickt.

Beispiel (man beachte den Punkt in der letzten Zeile der Serverantwort!!

Client sendet	Server antwortet	Server an alle
ALLE	+ALLE max martina stefanie justus herbert .	<entfällt>

Man beachte den Punkt in der letzten Zeile unter herbert!

Das lässt sich so auswerten:

  private Connection verbindung;
  
  public List alleTeilnehmer(){
     // den Server auffordern, alle Teilnehmer zu senden:
     verbindung.send("ALLE");
     List ergebnis = new List();
     String antwort = verbindung.receive();
     if(antwort.equals("+ALLE")){
        String name = verbindung.receive();
        while(name.equals(".") == false){
           ergebnis.append(name);
           name = verbindung.receive();
        }
     }
     return ergebnis;
  }