分布式系统实验报告.docx

1、分布式系统实验报告中南大学 分布式系统实验报告（我选做4题，按住Ctrl点击目录条可直达，wps下有效）实验一 数据包 socket 应用 . 4一、 实验目的 . 4二、 预习与实验要求 . 4三、 实验环境 . 4四、 实验原理 . 4五、 实验内容 . 6六、实验报告 . 7七、思考题 . 7实验二 流式 soCket 应用 . 8一、实验目的 . 8二、预习与实验要求 . 8三、实验环境 . 8四、实验原理 . 8五、实验内容 . 9六、实验报告 . 9七、思考题 . 11实验三 客户 / 服务器应用开发 . 11一、实验目的 . 11二、预习与实验要求 . 11三、实验环境 . 11

2、四、实验原理 . 12五、实验内容 . 12六、实验报告 . 13实验 九 虚拟机的使用与 Linux 系统的安装 . 37、实验目的 . 37、实验内容和步骤 . 38、实验结果 . 40实验一 数据包 socket 应用一、实验目的1.理解数据包 socket 的应用2.实现数据包 socket 通信3.了解 Java 并行编程的基本方法二、预习与实验要求1.预习实验指导书及教材的有关内容，了解数据包 socket 的通信原理；2.熟悉一种 java IDE 和程序开发过程；3.了解下列 Java API ： Thread 、 Runnable ；4.尽可能独立思考并完成实验。三、实验环境

3、a)独立计算机或计算机网络；b)Windows 操作系统。c)Jdk 工具包d)JCreator or others四、实验原理1.分布式计算的核心是进程通信。操作系统、网卡驱动程序等应用从不同抽象层面提供了对进程通信的支持，例如Win sock、*。 Socket API是一种作为IPC提供对系统低层抽象的机制。尽管应用人员很少需要在该层编写代码，但理解 socket API 非常重要，因为： 1，高层设施是构建于 socket或运行于有限资源平台上的应用来说， socket API可能是最适合的。在In ternet 网络协议体系结构中，传输层上有 UDP和TCP两种主要协议，UDP允许在

4、传送层使用无连接通信传送，被传输报文称为数据包。 （是否存在面向连接的数据包socket ）因此数据包 socket 是基于UDP的不可靠IPC。Java为数据包socket API提供 两个类：（1） 针对 socket 的 datagramSocket 类（2） 针对数据包交换的 datagramPacket 类希望使用该API发送和接收数据的进程须实例化一个 datagramSocket 对象，每个socekt被绑定到该进程所在及其的某个 UDP端口上。为了向其他进程发送数据包，进程必须创建一个代表数据包本身的对象。该对象通过实例化一个 datagram socket 对象创建。在接收者

5、进程中，datagramPacket对象也必须被实例化并绑定到一个本地端口上，该端口必须与发送者数据包的定义一致。接收进程创建一个指向字节数组的 DatagramPacket ，并调用datagramSocket 对象的receive 方法，将DatagramPacket 对象指针作为参数定义。2.并行编程（以Java为例1 ）一个线程是比进程更小的执行粒度。 Java虚拟机允许应用程序有多个执行线程同时运行。有两种方法来创建一个新线程的执行。 一个是声明一个类是一个线程的子类。 这个子类应重写Thread类的run方法。一个子类的实例可以被分配和启动。另一种方法创建一个 线程，并同时声明一个

6、类实现了 Runnable接口（这个类要实现run方法）。一个类的实例可以被分配并作为参数传递给创建的线程，并启动线程。例如：创建一个类是Thread 的子类：class SomeThread exte nds Thread SomeThread() public void run() SomeThread p = new SomeThread();()；创建一个实现 Ru nn able接口的类并传递给线程：class SomeR un impleme nts Runn able SomeRu n() public void run() SomeRun p = new SomeRu n(14

7、3);new Thread(p).start();当一个实现Runnable接口的类被执行时，可以没有子类。实例化一个 Thread实例，并通过自身作为目标线程。在大多数情况下，如果你只打算重写的 run ()方法，并没有其它的线程方法，应使用Runnable接口。因为类不应该被继承，除非程序员有意修改或增强类 的基本行为。五、实验内容1.构建客户端程序(1) 构建datagramSocket 对象实例(2)构建DatagramPacket对象实例，并包含接收者主机地址、接收端口号等信息(3)调用datagramSocket 对象实例的 send 方法，将DatagramPacket 对象实例

8、作为参(4)数发送。2.构建服务器端程序(1)构建 datagramSocket对象实例，指定接收的端口号。(2)DatagramPacket对象实例作为参数。六、实验报告1.客户端和服务器端程序的伪代码；客户端：import class Clie nt public static void main(String args) throws IOExceptionetBytes();r：!SflrificM Jm* 0HUF) 农虫n.MiMjiMi ( 30174MI911 冃 K K Ui” * 曰 - ” rkaiwanxiao 1*砧匸整+四rcwi z 亞冃聊 i川“严油百e 弘1

9、an_ioi .,b；jr 4.霏沪* i汕“和冃口冃上牛n；丼:魏憫尊己经戟到i KHS 9 X Jt血甬陽 J aSt .申 SI.谏了 C- PrLHJ. du T tfl.lffl1 ( zoi ffij3馆息巳经上到！如何避免数据包丢失而造成的无限等待问题答：我认为可在发包时设定一个定时器， 若发出去的包在一定时间内没有收到答应， 则再发一次。为了避免接受者接到重复的包，可以给数据包加个序号，接受者收包时查看序号即可。2.如何实现全双工的数据包通信答：利用端口套接字之间的通信功能。实验二 流式 socket 应用一、实验目的1.理解流式 socket 的原理2.实现流式 socket

10、 通信二、预习与实验要求1.预习实验指导书及教材的有关内容，了解流式 socket 的通信原理；2.熟悉 java 环境和程序开发过程；3.尽可能独立思考并完成实验。三、实验环境a)独立计算机；b)Windows 操作系统 ;c)Jdk 工具包四、实验原理Socket API 是一种作为 IPC 提供低层抽象的机制。尽管应用人员很少需要在该层编写代 码，但理解 socket API 非常重要，因为： 1，高层设施是构建于 socket API 之上的，即 他们是利用 socket API 提供的操作来实现； 2，对于以响应时间要求较高或运行于有限资源平 上的应用来说， socket API 可

11、能是最适合的。在 Internet 网络协议体系结构中，传输层上有 UDP 和 TCP 两种主要协议， UDP 允许使 用无连接通信传送， 被传输报文称为数据包。 而 TCP 则允许面向连接的可靠通信， 这种 IPC 称为流式socket 。 Java为流式socket API 提供两类socket (1)式用于连接的连接socket ( 2)式用于数据交换的数据 socket 。五、实验内容1.构建客户端程序和服务器端程序都需要的 MystreamSocket 类，定义继承自 javaSocket的 sendMessage 和 receiveMessage 方法2.构建客户端程序(1 ) 创

12、建一个 MyStreamsocket 的实例对象，并将其指定接收服务器和端口号(2)调用该 socket 的 receiveMessage 方法读取从服务器端获得的消息3.构建服务器端程序( 1 ) 构建连接 socket 实例，并与指定的端口号绑定，该连接 socket 随时侦听客户端的连接请求(2) 创建一个 MyStreamsocket 的实例对象( 3) 调用 MyStreamsocket 的实例对象的 sendMessage 方法，进行消息反馈。六、实验报告1.应用程序的结构图，说明程序之间的关系；2.程序的伪代码。公用服务功能：import .*;import .*;public

13、class MystreamSocket exte nds Socket private Socket socket;private BufferedReader in put;private Prin tWriter output;ava :import class Clie nt public static void main(String args)try In etAddress host name=(localhost);MystreamSocket mss=new MystreamSocket(host name,12345);(我是客户端，我请求连接！);(); catch (I

14、OExcepti on e) tart(); catch (IOExcepti on e) 然后利用其提供答：服务端监听端口，每当有一个连接请求发来时，就与其建立新的连接， 的功能进行通信。2.如何实现安全 socket API 答：注意在通信过程中的各种异常情况的捕获与处理。3.如何实现 1 对多的并发 答：在服务端使用多线程。实验三 客户 / 服务器应用开发一、实验目的1. 验证 daytime 和 echo 程序，2. 实现包 socket 支撑的 C/S 模式 IPC 机制3.实现流式 socket 支撑的 C/S 模式 IPC 机制二、预习与实验要求1. 预习实验指导书及教材的有关内

15、容，了解 daytime 和 echo 要提供的具体服务内容；2. 复习包 socket 和流式 socket 的实现原理；3.实验前认真听讲，服从安排。尽可能独立思考并完成实验。三、实验环境a)独立计算机；b)Windows 操作系统。c)Jdk 工具包四、实验原理C/S 模式是主要的分布式应用范型，其设计的目的是提供网络服务。网络服务指如daytime、telnet、ftp和WWV之类的允许网络用户共享资源的服务。要构建 C/S范型的应用就必须解决以下一些关键问题：（1） 如何通过会话实现多个用户的并发问题（2） 如何定义客户和服务器在服务会话期间必须遵守的协议（3） 服务定位问题（4）

16、进程间通信和事件同步问题：语法、语义和响应（5） 数据表示问题在解决了这些问题的基础上， C/S 范型必须遵从 3 层结构的软件体系结构：（1） 表示层，提供与客户端进行交互的界面（2） 应用逻辑层，定义服务器和客户端要处理的主要事务的业务逻辑（3） 服务层，定义应用逻辑层所需要的底层支持技术，例如定义其 IPC 机制里的receive 方法和 send 方法等。五、实验内容1.构建用数据包 socket 实现的 daytime 客户端程序（1） 构建表示层程序（2） 构建应用逻辑层程序（3） 构建服务层程序2.构建用数据包 socket 实现的 daytime 服务器端程序（1） 构建表示层

17、和应用逻辑层程序（2） 构建服务层程序（3） 构 建 服 务 层 程 序 所 需 要 的 下 层 程 序（它封装了客户端的消息和地址）3.构建用流式 socket 实现的 daytime 应用程序包4.构建用数据包socket 实现的echo应用程序包5.构建用流式socket实现的echo应用程序包六、实验报告1.用数据包socket实现的daytime 应用程序包的构架，列明各程序之间的关系; 客户端：DavlimcC JieniHclpcrlMyChcnt Duligram/ LSocket1-qii!1彳 DitdmmSucLctI ii Jirt 3 LVC MciMgc 0J/ 服

18、务端:代码：客户端:public class DaytimeClie nt1 public static void main( Stri ng args) In putStreamReader is = new In putStreamReader;BufferedReader br = new BufferedReader(is);try Welcome to the Daytime clie nt.n +What is the n ame of the server host);Stri ng hostName =();if () = 0)hostName = localhost; ;pu

19、blic class DaytimeClie ntHelper1 public static String getTimestamp(String hostName, String portNum)String timestamp = try InetAddress serverHost = (hostName);int serverPort = (portNum);import .*;public class MyClientDatagramSocket extends DatagramSocket static final int MAX_LEN = 100;MyClientDatagra

20、mSocket() throws SocketExceptionsuper();MyClientDatagramSocket(int portNo) throws SocketExceptionsuper(portNo);public void sendMessage(InetAddress receiverHost, int receiverPort, Stringmessage)throws IOException byte sendBuffer();DatagramPacket datagram = new DatagramPacket(sendBuffer, , receiverHos

21、t, receiverPort);(datagram);public String receiveMessage()throws IOException byte receiveBuffer = new byteMAX_LEN;DatagramPacket datagram = new DatagramPacket(receiveBuffer,MAX_LEN);(datagram);String message = new String(receiveBuffer);return message;服务端：import .*;importpublic class DaytimeServer1 p

22、ublic static void main(String args) int serverPort = 13;if = 1 )serverPort = (args0);try newMyServerDatagramSocket mySocket = MyServerDatagramSocket(serverPort);Daytime server ready.);while (true) DatagramMessage request = ();Request received);Date timestamp = new Date ();timestamp sent: + ();(),(),

23、 ();catch (Exception ex) There is a problem: + ex);import .*;import .*;public class MyServerDatagramSocket extends DatagramSocket static final int MAX_LEN = 100;MyServerDatagramSocket(int portNo) throws SocketException super(portNo);public void sendMessage(InetAddress receiverHost, int receiverPort,

24、 Stringmessage)throws IOException byte sendBuffer();DatagramPacket datagram =new DatagramPacket(sendBuffer, , receiverHost, receiverPort);(datagram);public String receiveMessage()throws IOException byte receiveBuffer = new byteMAX_LEN;DatagramPacket datagram = new DatagramPacket(receiveBuffer,MAX_LE

25、N);(datagram);String message = new String(receiveBuffer);return message;public DatagramMessage receiveMessageAndSender()throws IOException byte receiveBuffer = new byteMAX_LEN;DatagramPacket datagram = new DatagramPacket(receiveBuffer,MAX_LEN);(datagram);DatagramMessage returnVal = new DatagramMessa

26、ge();(new String(receiveBuffer), (),();return returnVal; import .*;public class DatagramMessageprivate String message;private InetAddress senderAddress;private int senderPort;public void putVal(String message, InetAddress addr, int port) = message;= addr;= port;public String getMessage() return ;pub

27、lic InetAddress getAddress() return ;public int getPort() return ;2. 用流式 socket 实现的 daytime 应用程序包的构架，列明各程序之间的关系； 客户端：DaytimrCLicntHelpd% * u /h * *MySdneamSackctI!* f4 f, !| fR. mf v ! 4 七n fl n 、 h111VL hbIh h1 V 1r *r t JTserdMeswiget)I1*L* 1i声 *J feceiveMtage ()*服务端:共有的:import .*;import .*;public

28、 class MyStreamSocket extends Socket private Socket socket;private BufferedReader input;private PrintWriter output;MyStreamSocket(InetAddress acceptorHost,int acceptorPort ) throws SocketException, IOException socket = new Socket(acceptorHost, acceptorPort ); setStreams();MyStreamSocket(Socket socke

29、t) throws IOException = socket;setStreams();private void setStreams() throws IOExceptionInputStream inStream = ();input = new BufferedReader(new InputStreamReader(inStream);OutputStream outStream = ();output = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(outStream);public void sendMessage(String message) throws IOException (message);();public String receiveMessage() throws IOException String message = ();return message;客户端：import .*;public class Dayt