mit Java implementiert (Java 2 Standard Edition)

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mit Java implementiert

(Java 2 Standard Edition)

Nicole Hänelt, Mike Rohland,

Julia Schenk, Rafael Grote

P2P Seminar – JXTA im Detail

1) Definition2) Welche Protokolle gibt es?3) Peer Discovery Protocol API4) Peer Resolver Protocol API5) Peer Membership Protocol API6) Peer Information Protocol API7) Pipe Binding Protocol API8) Peer Endpoint Protocol API9) Beispiel

P2P – JXTA – Überblick

Ein Protokoll ist ein wieder verwendbares Verfahren um die Datenübertragung zwischen Computern zu regeln.(JXTA: Java P2P Programming; 22. March 2002)

Ein Protokoll (engl.: protocol) enthält Standards für die kontrollierte Übermittlung von Daten (www.net-lexikon.de; gesehen am 14.05.2004)

P2P – JXTA – Definition

1) Definition

2) Welche Protokolle gibt es?3) Peer Discovery Protocol API4) Peer Resolver Protocol API5) Peer Membership Protocol API6) Peer Information Protocol API7) Pipe Binding Protocol API8) Peer Endpoint Protocol API9) Beispiel

Welche Protokolle gibt es?

Grundservices, die in einem P2P-Netzwerk ausgeführt werden können müssen:

• Discovery• Membership • Communication

– Pipe Binding Protocol– Endpoint Protocol– Resolver Protocol

• Peer Information Protocol

P2P – JXTA – Protokolle

(JXTA: Java P2P Programming; 22. March 2002)

P2P – JXTA – Protokolle

1) Definition2) Welche Protokolle gibt es?

3) Peer Discovery Protocol API4) Peer Resolver Protocol API5) Peer Membership Protocol API6) Peer Information Protocol API7) Pipe Binding Protocol API8) Peer Endpoint Protocol API9) Beispiel

• Dienen zur generellen Beschreibung einer jeden Resource, die im P2P-Netz bereitgestellt wird

• Werden in XML-Dokumente gefasst

• Es gibt keine DTDs oder Schemata für Advertisments, es reicht wenn ein Advertisment wohlgeformt ist

• von JXTA vorgegebene Lebensdauer

• LöschenflushAdvertisements( String id, int type ) throws IOException;

P2P – JXTA – Peer Discovery API

Advertisements

Peer Group Advertisement1 <?xml version="1.0"?>2 <!DOCTYPE jxta:PGA>3 <jxta:PGA xmlns:jxta="http://jxta.org">4 <GID>5 urn:jxta:uuid-AAA122616461AAAAAAA1246150325033026 </GID>7 <MSID>8 urn:jxta:uuid-

DEADBEEFDEAFBABAFEEDBABE0000000103069 </MSID>10 <Name>11 Test12 </Name>13 <Desc>14 Wir testen….15 </Desc>16 </jxta:PGA>

Discovery Query Message

<?xml version=“1.0“ encoding=“UTF-8“?><jxta:DiscoveryQuery>

<Type>2</Type><Threshold>1</Threshold><Attr>Name</Attr><Value>*pader*</Value><PeerAdv>

<?xml version=“1.0.“?><!DOCTYPE jxta:PA><jxta:PA xmlns=jxta=“http://jxta.org“><PID>urn:jxta:365738865...7424832749C</PID></jxta:PA>

</PeerAdv></jxta:DiscoveryQuery>

Discovery Response Message<?xml version=“1.0“ encoding=“UTF-8“?><jxta:DiscoveryResponse>

<Type>2</Type><Count>1</Count><Attr>Name</Attr><Value>*pader*</Value><PeerAdv>

<?xml version=“1.0.“?><!DOCTYPE jxta:PA><jxta:PA xmlns=jxta=“http://jxta.org“>

</PeerAdv><Response Expiration=“36000000“>

<?xml version=“1.0“?><!DOCTYPE jxta:PipeAdvertisement><jxta:PipeAdvertisement xmlns=“http://jxta.org“>

<Id>urn:jxta:uuid-05773264AB...EF56A468375</Id><Type>JxtaUnicastSecure</Type><Name>Jxta.webcam.paderborn</Name>

</jxta:PipeAdvertisement></Response>

</jxta:DiscoveryResponse>

(JXTA: Java P2P Programming; 22. March 2002)

Local Discovery

Im lokalen Cache (Cache Management Ordner) nach Advertisements suchen

getLocalAdvertisements(int type, String attribute, String value);

Suche nach einem Peer „Bla“getLocalAdvertisements(DiscoveryService.PEER, „Name“, „Bla“);

Veröffentlichung von Advertisements publish(Advertisement adv, int type);

1 private void findLocalAdvertisements ( ) { 2 System.out.println( ”looking local: ” );3 try {4 Enumeration enu = discoveryService.getLocalAdvertisements(DiscoveryService.ADV, null ,null);5 if ((enu != null) && enu.hasMoreElements( )) { 6 System.out.println(”found local Advertisement: ”);7 while (enu.hasMoreElements( )) { 8 Advertisement adv = (Advertisement)enu.nextElement( );9 try { 10 Document doc = adv.getDocument(new MimeMediaType (”text/xml”));11 doc.sendToStream(System.out);12 }13 catch (IOException e) { 14 e.printStackTrace(System.err);15 }16 }17 }18 }19 catch (IOException e) { 20 e.printStackTrace(System.err);21 }22 }

Mögliche Implementierung

(Oliver Steinhauer: JXTA Seminar, FU Gießen-Friedberg, SS03)

Remote Discovery

Eine Anfrage an alle RendezvousPeers senden um ihre lokale DB zu durchsuchen

getRemoteAdvertisements( String peerid, int type, String attribute, String value, int threshold );

Problem:

Der Peer weiß nicht, wann die Advertisements gefunden wurden.

Veröffentlichung von Advertisements remotePublish(Advertisement adv, int type);

Remote Discovery mit Listener

getRemoteAdvertisements( String peerid, int type, String attribute, String value, int threshold, DiscoveryListener listener );

Bei jeder Antwort wird der DiscoveryListener aufgerufen.

discoveryEvent(DiscoveryEvent discoveryEvent); // behandelt // Event vom Discovery Service

Das DiscoveryEvent Objekt

getResponse(); // liefter DiscoveryResponseMsg

DiscoveryResponseMsg

getResponses(); // liefert Aufzählung der Advertisements zurück

1) Einführung2) Welche Protokolle gibt es?3) Peer Discovery Protocol API

4) Peer Resolver Protocol API5) Peer Membership Protocol API 6) Peer Information Protocol API7) Pipe Binding Protocol API 8) Peer Endpoint Protocol API9) Beispiel

P2P – JXTA – Peer Resolver API

Peer Resolver API

- wird zur Suche im P2P Netz benutzt- dazu werden Anfragen (query) an andere Peers versendet- und Antworten (response) empfangen

- keine Übermittlungsgarantien- Rendezvous Peers können Übermittlung ablehnen oder dabei ausfallen

- keine Antwortgarantien- weder wenn keine Antworten vorhanden noch Antworten vorhanden

Resolver API Classes

- ResolverInterface – Interface zur Implementierung des ResolverServices

- ResolverService – Interface definiert QueryHandler Verwaltung

- GenericResolver – Interface definiert senden von Messages

- QueryHandler – Interface zur Message Verarbeitung

- ResolverQuery – Standardimplementierung

- ResolverResponse – Standardimplementierung

QueryHandler im Detail

-int processQuery(ResolverQuery query)- Ablaufsteuerung mittels Rückgabewert:

- ResolverService.OK- ResolverService.Repropagate

- void processResponse (ResolverResponse response);

-keine weitere Ablaufsteuerung da Endpunkt

I Benutzen des ResolverServices

ResolverServiceImpl resolver;resolver = (ResolverServiceImpl)group.

getResolverService();TestQueryHandler handler = new

TestQueryHandler(handlerName,credential);resolver.registerHandler(handlerName, handler);

Starten:

Beenden:

resolver.unregisterHandler(handlerName);

II Benutzen des ResolverServices

// xml AbfrageDokument erstellenStructuredTextDocument doc = null;doc = (…)StructuredDocumentFactory.

newStructuredDocument(new MimeMediaType("text/xml"),"Pong");

Element e = doc.createElement("timestamp 1", format.format(new Date(now)));

doc.appendChild(e);String credential = „p2pSeminar";

Abfragen:

III Benutzen des ResolverServices

// Query erstellenResolverQueryMsg message = null;String xml = serializeDoc(doc);message = new ResolverQuery(handlerName

, credential, group.getPeerID().toString(), xml, 1);

// und versenden; löst eine RunTimeException // aus, sofern der Peer nicht vorhandenresolver.sendQuery(peerID, message);

1) Einführung2) Welche Protokolle gibt es?3) Peer Discovery Protocol API 4) Peer Resolver Protocol API

5) Peer Membership Protocol API6) Peer Information Protocol API7) Pipe Binding Protocol API 8) Peer Endpoint Protocol API9) Beispiel

P2P – JXTA – Peer Membership API

Peer Membership API

- Mechanismus um PeerGroup beizutreten

- nicht zum Management einer PeerGroup gedacht

- Peer muss Anforderungen des Membership Protokolls erfüllen- im Erfolgsfall wird ein credential vergeben

- kein zentrales Verzeichnis aller Gruppenmitglieder

AuthenticationCredential und Credential

Credential -> Berechtigungsnachweis (dict.leo.org; gesehen am 19.05.2004)

AuthenticationCredential enthält:- Authentifizierungsmethode- anfängliche Identifizierungsinformationen

Credential enthält:- Identifizierungsinformationen

MembershipServiceService

I Ablauf eines PeerGroup Beitritts

// 1. MembershipService von der PeerGroup // empfangenMembershipService membership;membership = (MembershipService)

newGroup.getMembershipService();

// 2. AuthenticationCredential erstellenAuthenticationCredential authCredauthCred = new AuthenticationCredential

(newGroup,authenticationMethod);

II Ablauf eines PeerGroup Beitritts

// 3. Authenticator vom MembershipService // empfangenAuthenticator authenticator =(Authenticator)membership.apply(authCred);

// 4. Authenticator Objekt ausfüllenauthenticator.methodXYZ(valueABC);

III Ablauf eines PeerGroup Beitritts

/* 5. Authenticator mittels isReadyForJoin() testen und 6. mit Authenticator beim MembershipService

anmelden*/ if( authenticator.isReadyForJoin()){ finalCredential = membership.join(authenticator);} Credential empfangen

1) Einführung2) Welche Protokolle gibt es?3) Peer Discovery Protocol API 4) Peer Resolver Protocol API 5) Peer Membership Protocol API

6) Peer Information Protocol API7) Pipe Binding Protocol API 8) Peer Endpoint Protocol API9) Beispiel

Peer Endpoint Protokoll (Core)

Rendezvous Protokoll(Standard)

Peer Resolver Protokoll (Core)

Peer Information Protokoll(Standard)

Pipe Binding Protokoll(Standard)

Peer Discovery Protokoll(Standard)

Protokollhierarchie von JXTA

Core - required components and behaviours for all JXTA implementations

Standard – optional but recommended

P2P – JXTA – Peer Information API

Peer Information Protokoll

- Sobald ein Peer lokalisiert ist, ist es interessant seinen Status und seine Fähigkeiten abzufragen PIP

- Zwei Nachrichtentypen:- Peer Info Query Message (Status des Remote Peers abfragen)- Peer Info Response Message (Seinen Status einem anderen Peer zugänglich machen)

- Spezielle Implementation des Peer Resolver Protokolls- Peer publiziert seine PeerAdvertisement andere Peers lokalisieren diese und ziehen daraus Informationen über den zugehörigen Peer - Dient dem Standard JXTA Service PeerInfoService (optional aber empfohlen)

PIP Query Message

<xs:element name="PeerInfoQueryMessage" type="jxta:PeerInfoQueryMessage"/>

<xs:complexType name="PeerInfoQueryMessage"> <xs:sequence> <xs:element name="sourcePid" type="jxta:JXTAID"/> <xs:element name="targetPid" type="jxta:JXTAID"/>  <xs:element name="request" type="xs:anyType" minOccurs="0"/> </xs:sequence></xs:complexType>

request Feld kann genutzt werden um einen speziellen Request zu bezeichenen, wenn nicht Anfrage liefert default Set von Informationen

<xs:element name="PeerInfoResponse" type="jxta:PeerInfoResponse"/>

<xs:complexType name="PeerInfoResponseMessage"> <xs:sequence> <xs:element name="sourcePid" type="jxta:JXTAID"/> <xs:element name="targetPid" type="jxta:JXTAID"/> <xs:element name="uptime" type="xs:unsignedLong" minOccurs="0"/> <xs:element name="timestamp" type="xs:unsignedLong" minOccurs="0"/> <xs:element name="response" type="xs:anyType" minOccurs="0"/> <xs:element name="traffic" type="jxta:piptraffic" minOccurs="0"/> </xs:sequence></xs:complexType>

<xs:complexType name="piptraffic"> ... <xs:complexType name="piptrafficinfo"> .......

PIP Response Message

- Peer Informationen lokalisieren und speichern in Form des PeerInfoAdvertisements.

PeerInfoService Interface

PeerInfoAdvertisement

1) Einführung2) Welche Protokolle gibt es?3) Peer Discovery Protocol API 4) Peer Resolver Protocol API 5) Peer Membership Protocol API6) Peer Information Protocol API

7) Pipe Binding Protocol API 8) Peer Endpoint Protocol API9) Beispiel

JXTA ... Pipes ...

- Virtuelle Kommunikationskanäle zwischen Computern, beschrieben durch PipeAdvertisements

- Bieten virtuelle Eingangs – und Ausgangsmailboxen, die nicht physisch an eine spezielle Peer Lokation gebunden sind

- Eindeutig identifiziert durch Pipe ID

- Zwei Enden:- Input Pipe (empfangendes Ende)- Output Pipe (sendendes Ende)

P2P – JXTA – Pipe Binding API

Pipe Binding Protokoll- Regelt den Aufbau eines virtuellen Kanals zwischen zwei oder mehreren Knoten

- JXTA HTTP Transport, JXTA TCP/IP Transport, JXTA TLS Transport

- Wird verwendet um die Enden einer Pipe mit den jeweiligen Endpunkten der Knoten zu verbinden

PipeAdvertisement

- Wird vom Pipe Service genutzt, um die Endpunkte für lokalen Input und Output der Pipe zu erstellen

- Enthält Pipe ID

- Muss Pipe Type enthalten- JxtaUnicast: unsicher und nicht zuverlässig- JxtaUnicastSecure: Sicher (nutzt TLS)- JxtaPropagate: senden an mehre

- Kann optionalen symbolischen Namen enthalten

<xs:element name="PipeAdvertisment" type="jxta:PipeAdvertisment"/>

<xs:complexType name="PipeAdvertisement"> <xs:sequence> <xs:element name="Id" type="jxta:JXTAID"/> <xs:element name="Type" type="xs:string"/> <xs:element name="Name" type="xs:string" minOccurs="0"/> </xs:sequence></xs:complexType>

Pipe Advertisement Schema

PipeService

Der Pipe Prozess

(1)Peer der Information möchte öffnet eine input Pipe

(2)Peer der Information möchte veröffentlicht seine Pipe

(3)Peer mit Daten öffnet output Pipe zur input Pipe

(4)Peer mit output Pipe sendet Daten

(1) Gruppe veröffentlicht Pipe Advertisement(2) Listener Peer erstellt input Pipe aus Advertisement(3) Talk Peer erstellt output Pipe, die an den listener Peer adressiert ist(4) Talk Peer sendet Nachricht auf die Pipe(5) Listener empfängt Nachricht

Ich such mir jemanden zum reden

Ich hab ein offenes Ohr, wer erzählt mir was

Verbinden von Pipes

- Blind Pipe- Listener Pipe ist immer blind und akzeptiert Verbindung von jedem Peer- Blind Output Pipe- Blind Output Pipe with Listener- Blind Input Pipe- Blind Input Pipe with Listener

- Peer-addressed Pipe- Adressed Output Pipe Output Pipes können sowohl blind als auch explizit adressiert sein

- Bidirektionale Pipes- Der BidirectionalPipeService ist ein optionaler Service, mit dem (welch Wunder !) bidirektionale Pipes erzeugt werden können

- Reliable Pipes- Mit dem ReliablePipeService können Nachrichten zuverlässig über Pipes gesendet werden- Nachrichten werden in der Reihenfolge empfangen in der sie auch gesendet wurden- Die Nachricht erreicht garantiert ihren Empfänger- Können auch verschlüsselt werden

Pipes, Pipes, Pipes…

1) Einführung2) Welche Protokolle gibt es?3) Peer Discovery Protocol API 4) Peer Resolver Protocol API 5) Peer Membership Protocol API6) Peer Information Protocol API7) Pipe Binding Protocol API

8) Peer Endpoint Protocol API9) Beispiel

4819.05.04 48

P2P – JXTA – Peer Endpoint API

Peer Endpoint Protocol

- Nachrichtenaustausch zwischen Peers

- wird hauptsächlich von anderen Protokollen benutzt

- direkte Benutzung sinnvoll für• Implementierung neuer Endpoint-Protokolle• Implementierung eigener Pipes• Überwachung bzw. Steuerung des Netzes

- Zugriff über Interface PeerGroup:EndpointService getEndpointService();

4919.05.04 49

Filter Listener

- zum Manipulieren oder Blockieren von Nachrichten

- Registrieren in EndpointService void addIncomingMessageFilterListener(

MessageFilterListener listener,String namespace,String name);

- Interface MessageFilterListener Message filterMessage(Message message,

EndpointAddress srcAddr,EndpointAddress dstAddr);

5019.05.04 50

boolean ping(EndpointAddress addr);

- prüft Erreichbarkeit eines Peers

- ist unabhängig vom benutzten Protokoll

- unterscheidet sich vom traditionellen Netzwerk-Ping

• einzige Information: true oder false

• Verlässlichkeit hängt vom Protokoll ab

5119.05.04 51

Endpoint Messenger

- zum Senden von Nachrichten an einen Endpoint

- Messenger getMessenger(EndpointAddress addr)

- Interface Messengerboolean sendMessage(Message msg)

throws IOException;void close();

- entspricht OutputPipe (→ Pipe Binding)

5219.05.04 52

Endpoint Listener

- Registrieren in EndpointService boolean addIncomingMessageListener(

EndpointListener listener,String serviceName,String serviceParam);

- Interface EndpointListener void processIncomingMessage(

Message message,EndpointAddress srcAddr,EndpointAddress dstAddr);

1) Einführung2) Welche Protokolle gibt es?3) Peer Discovery Protocol API 4) Peer Resolver Protocol API 5) Peer Membership Protocol API6) Peer Information Protocol API7) Pipe Binding Protocol API 8) Peer Endpoint Protocol API

9) Beispiel

5420.05.04 54

P2P – JXTA – Beispiel: Peer Group Discovery

Beispielprogramm: Peer Group Discovery

- Programmablauf

• Verbinden mit Rendezvous-Peer• Senden einer DiscoveryRequest-Message• Auflistung aller Peers der gefundenen PeerGroups

- Quelle

Sun Microsystems, Project JXTA 2.0: Java Programmers Guide, 2003, Seiten 39-43

http://www.jxta.org/docs/JxtaProgGuide_v2.pdf http://www.jxta.org/ProgGuideExamples.zip

5520.05.04 55

Start JXTA I

public class GroupDiscoveryDemoimplements DiscoveryListener {

static PeerGroup netPeerGroup = null; private DiscoveryService discovery; private RendezVousService rdv;

private void startJxta() { try { netPeerGroup =

PeerGroupFactory.newNetPeerGroup(); } catch ( PeerGroupException e) {...}

5620.05.04 56

Start JXTA II

discovery = netPeerGroup.getDiscoveryService(); rdv = netPeerGroup.getRendezVousService();

//Wait until we connect to a rendezvous peer System.out.print("Waiting to connect..."); while (! rdv.isConnectedToRendezVous()) { try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException ex) {} } System.out.println("connected!");}

5720.05.04 57

Discovery Message

public void run() {

try { // Register as a DiscoveryListener discovery.addDiscoveryListener(this);

while (true) { System.out.println("Sending a Dis... // look for any peer group discovery.getRemoteAdvertisements(null,

DiscoveryService.GROUP,null,null,5); ... // 60 Sekunden warten }

5820.05.04 58

Discovery Listener I

public void discoveryEvent(DiscoveryEvent ev){

DiscoveryResponseMsg res = ev.getResponse(); String name = "unknown";

// Get the responding peer's advertisement PeerAdvertisement peerAdv =

res.getPeerAdvertisement();

// some peers may not respond with peerAdv if (peerAdv!=null) name = peerAdv.getName();

System.out.println (" Got a Di..." + name);

5920.05.04 59

Discovery Listener II

// now print out each discovered peer group PeerGroupAdvertisement adv = null; Enumeration enum = res.getAdvertisements();

if (enum != null ) { while (enum.hasMoreElements()) { adv = (PeerGroupAdvertisement)

enum.nextElement(); System.out.println(...+ adv.getName()); } } }

6020.05.04 60

static public void main(String args[]) {

GroupDiscoveryDemo myapp = new GroupDiscoveryDemo();

myapp.startJxta(); myapp.run();

6120.05.04 61

AusgabeWaiting to connect to rendezvous...connected!

Sending a Discovery messageGot a Discovery Response [3 elements]

from peer : unknownPeer Group = footballPeer Group = mygroupPeer Group = baseball

Sending a Discovery messageGot a Discovery Response [2 elements] from ...Peer Group = testgroup1Peer Group = soccer

Daniel Brookshier, Darren Govoni, Navaneeth Krishnan, Juan Carlos Soto: JXTA: Java™ P2P ProgrammingSams Publishing, March 22, 2002http://java.sun.com/developer/Books/networking/jxta/jxtap2pch03.pdf

Oliver Steinhauer: JXTA Seminar, FU Gießen-Friedberg, SS03

Kai Wolter: JXTA, Universität Paderborn, 2002

Brendon J. Wilson, JXTA, New Riders, 2002

www.developer.com

www.jxta.org

www.net-lexikon.de

P2P – JXTA – Quellen

The End…

Nicole Hänelt, Mike Rohland,

Julia Schenk, Rafael Grote

P2P Seminar – JXTA im Detail

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