# Capitolo 10: Connessioni di rete
Appunti di lezione di Tommaso C. per BIAR (Ingegneria Informatica e Automatica, Sapienza). Progetto indipendente, non ufficiale Sapienza.
- Materia: Progettazione del Software
- Documento: C1
- Pagine: 13
- Aggiornato il: 2026-10-17
- Argomenti: Socket e porte, Flussi del socket, Protocolli SMTP e HTTP, Server e accept, Un server web
- Lettore: /progettazione-del-software/10
- PDF: /notes/progettazione-del-software/10.pdf?v=d081c89817
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## Indice
- Socket e porte (pagina 1)
- I flussi del socket (pagina 1)
- Un protocollo: SMTP (pagina 3)
- Un altro protocollo: HTTP (pagina 4)
- Il server (pagina 6)
- Un client e un server (pagina 7)
- Esercizi (pagina 9)
- Soluzioni (pagina 10)
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1 Socket e porte Definizione – Indirizzo e porta Un computer in rete si raggiunge con il suo nome, come smtp.gmail.com, o con il suo indirizzo. La porta è un numero che sceglie il servizio dentro quel computer: lo stesso computer può offrire pagine web, posta e altri servizi, ognuno su una porta diversa. Porta Servizio Protocollo 25 invio della posta SMTP 80 pagine web HTTP 443 pagine web cifrate HTTPS Definizione – Socket Un socket (classe Socket, pacchetto java.net) è un canale di comunicazione fra il programma e un altro programma in rete. new Socket(nome, porta) apre la connessione: Socket s = new Socket("smtp.gmail.com", 25); Aprire la connessione può fallire in due modi, e in entrambi new Socket genera un’eccezione: • il nome non corrisponde a nessun computer: UnknownHostException; • nessun programma ascolta su quella porta: ConnectException, con il messaggio Connection refused. Sono entrambe IOException, come gli errori sui file del Capitolo 9, quindi basta throws IOException nell’intestazione del main. Alla fine si chiama s.close(). 2 I flussi del socket Proposizione – Due flussi per ogni socket Un socket ha due flussi di byte, uno per direzione: • s.getInputStream() restituisce un InputStream con i dati che arrivano dall’altro programma; • s.getOutputStream() restituisce un OutputStream su cui il programma scrive i dati da mandare all’altro. Canale 1 · Prof. Paolo Liberatore 1
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I flussi del socket danno byte, come il FileInputStream del Capitolo 9. Per leggere e scrivere righe di testo si costruisce sopra ciascuno una catena di flussi. Definizione – InputStreamReader new InputStreamReader(is) trasforma il flusso di byte is in un flusso di caratteri: è un Reader, come FileReader, e si può passare a un BufferedReader. Un carattere non è sempre un byte: i byte si trasformano in caratteri secondo una codifica. InputStreamReader usa quella predefinita, UTF-8, in cui un carattere occupa da uno a quattro byte. Proposizione – Aprire i flussi di un socket 1. In ingresso, il flusso di byte is si passa a un InputStreamReader, che dà caratteri, e questo a un BufferedReader br, che dà righe. 2. In uscita: new PrintWriter(s.getOutputStream()), che si chiama pr. 3. Si legge una riga con br.readLine(). 4. Si scrive una riga con pr.write(linea + "\r\n"), seguita da pr.flush(). InputStream is = s.getInputStream(); InputStreamReader r = new InputStreamReader(is); BufferedReader br = new BufferedReader(r); OutputStream os = s.getOutputStream(); PrintWriter pr = new PrintWriter(os); main BufferedReader br InputStreamReader r InputStream is PrintWriter pr OutputStream os socket s: la rete, fino all’altro programma readLine() una riga read() caratteri read() byte byte write, flush byte byte La catena di ingresso è quella del Capitolo 9 con un’altra sorgente: br chiede caratteri a r finché non ha una riga, e r li ottiene decodificando i byte che arrivano dal socket. Al Canale 1 · Prof. Paolo Liberatore 2
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posto del BufferedReader si può usare uno Scanner sul flusso del socket, come sul file ZIP del Capitolo 9. Osservazione – Senza flush non parte niente PrintWriter tiene i caratteri nel suo buffer, come FileWriter nel Capitolo 9. Senza flush() la riga non viene spedita: l’altro programma non risponde, e i due restano bloccati in readLine(), ognuno in attesa dell’altro. Chiudere il socket chiude anche i suoi flussi. Il canale è bidirezionale: ogni lato legge quello che l’altro scrive. 3 Un protocollo: SMTP Definizione – Protocollo Un protocollo stabilisce che cosa i due programmi si mandano e in che ordine: chi scrive per primo, il formato delle righe, i comandi e le risposte. Ogni servizio ha il suo, e il programma deve seguirlo alla lettera. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol ) è il protocollo con cui si invia la posta. Le sue regole che servono qui: 1. appena il client si connette, il server manda una riga di benvenuto; 2. ogni riga finisce con i due caratteri \r\n, ritorno a capo e nuova riga; 3. ogni comando comincia con una parola di quattro lettere: HELO per presentarsi, QUIT per chiudere; 4. a ogni comando il server risponde con una riga che comincia con un codice numerico. Il programma Lettura si connette al server di posta di Gmail, legge il benvenuto, si presenta e chiude. Prima di ogni invio stampa la riga mandata preceduta da »>, per distinguerla da quelle ricevute: public class Lettura { public static void main(String[] args) throws IOException { Socket s = new Socket("smtp.gmail.com", 25); InputStream is = s.getInputStream(); InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is); BufferedReader br = new BufferedReader(isr); PrintWriter pr = new PrintWriter(s.getOutputStream()); String linea = br.readLine(); System.out.println(linea); Canale 1 · Prof. Paolo Liberatore 3
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linea = "HELO prova"; System.out.println(">>> " + linea); pr.write(linea + "\r\n"); pr.flush(); linea = br.readLine(); System.out.println(linea); linea = "QUIT"; System.out.println(">>> " + linea); pr.write(linea + "\r\n"); pr.flush(); linea = br.readLine(); System.out.println(linea); s.close(); } } Il dialogo stampato ha la forma seguente; il codice numerico all’inizio di ogni risposta dice l’esito del comando. Lettura smtp.gmail.com 220 smtp.gmail.com ESMTP ... HELO prova 250 smtp.gmail.com at your service QUIT 221 2.0.0 closing connection ... Dopo QUIT il server chiude la connessione dal suo lato, e il programma dal suo con s.close(). Per spedire davvero un messaggio il protocollo prevede altri comandi dello stesso tipo, per mittente, destinatario e testo. 4 Un altro protocollo: HTTP HTTP è il protocollo delle pagine web. Il programma resta lo stesso fino ai flussi: cambiano solo il nome del server, la porta e le righe scambiate. Canale 1 · Prof. Paolo Liberatore 4
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Proposizione – Lo schema di un client 1. Si apre il socket con new Socket(nome, porta). 2. Si creano il flusso di ingresso e quello di uscita. 3. Si segue il protocollo: write e flush per scrivere, readLine per leggere. 4. Si chiude il socket. In HTTP scrive per primo il client: manda una richiesta di più righe, che finisce con una riga vuota, e il server risponde con più righe. Le righe ricevute si leggono con il ciclo del Capitolo 9, che si ferma quando readLine() restituisce null: Socket s = new Socket("google.com", 80); InputStream is = s.getInputStream(); InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is); BufferedReader br = new BufferedReader(isr); PrintWriter pr = new PrintWriter(s.getOutputStream()); pr.write("GET / HTTP/1.1\r\n"); pr.write("Host: google.com\r\n"); pr.write("\r\n"); pr.flush(); while (true) { String linea = br.readLine(); if (linea == null) { break; } System.out.println(linea); } s.close(); La risposta comincia con la riga HTTP/1.1 301 Moved Permanently: la pagina si è spostata, e la riga Location dice dove. Seguono altre righe di intestazione, una riga vuota e il documento. Osservazione – Quando finisce la risposta Dopo il documento il server non chiude la connessione, quindi readLine() non restituisce null e il ciclo resta in attesa. La fine si riconosce in due modi: • la riga Content-Length dà la lunghezza del documento in byte, da leggere e non oltre; • con la riga Connection: close nella richiesta, il server chiude dopo la risposta e il ciclo termina. Canale 1 · Prof. Paolo Liberatore 5
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SMTP HTTP Chi scrive per primo il server il client Scambio una riga per volta, avanti e indietro una richiesta, una risposta Richiesta un comando per riga più righe, poi una riga vuota Risposta una riga per comando più righe, lette con un ciclo 5 Il server Definizione – Client e server Il client è il programma che apre la connessione verso un altro computer. Il server è il programma che si mette in ascolto su una porta e aspetta che un client si connetta. Proposizione – ServerSocket e accept 1. new ServerSocket(8080) dichiara che il programma ascolta sulla porta 8080. Da sola non riceve nessuna connessione. 2. ss.accept() blocca il programma finché un client non si connette, poi restituisce un Socket collegato a quel client. Senza accept() il programma termina subito: si è messo in ascolto, ma non ha chiesto nessuna connessione. Con accept() resta fermo finché un client non si connette, e se nessuno lo fa va terminato a mano. programma Server ServerSocket ss, porta 8080 Socket s programma Client Socket s 1. new Socket( "localhost", 8080)2. accept() 3. il canale Dopo accept() i due lati sono uguali: ognuno ha il suo Socket, ne apre i flussi come nella Sezione 2 e segue il protocollo. Quello che uno scrive, l’altro lo legge. Canale 1 · Prof. Paolo Liberatore 6
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5.1 Un client e un server Nel protocollo dell’esempio il client manda una riga, e il server la stampa e la rimanda indietro due volte sulla stessa riga. Il server: public class Server { public static void main(String[] args) throws IOException { ServerSocket ss = new ServerSocket(8080); System.out.println("attesa"); Socket s = ss.accept(); InputStream is = s.getInputStream(); InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is); BufferedReader br = new BufferedReader(isr); PrintWriter pr = new PrintWriter(s.getOutputStream()); String linea = br.readLine(); System.out.println("server: " + linea); pr.write(linea + " " + linea + "\r\n"); pr.flush(); s.close(); ss.close(); } } Il client si connette a localhost, cioè al computer stesso, sulla porta del server: public class Client { public static void main(String[] args) throws IOException { Socket s = new Socket("localhost", 8080); InputStream is = s.getInputStream(); InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is); BufferedReader br = new BufferedReader(isr); PrintWriter pr = new PrintWriter(s.getOutputStream()); String linea = "ciao"; System.out.println("client: " + linea); pr.write(linea + "\r\n"); pr.flush(); linea = br.readLine(); System.out.println("client: " + linea); s.close(); } } Canale 1 · Prof. Paolo Liberatore 7
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I due programmi girano insieme, ognuno con la sua console. Va lanciato prima il server: se il client parte quando nessuno ascolta sulla porta, new Socket genera ConnectException. Il server stampa attesa e si ferma in accept(); quando parte il client, entrambi proseguono e terminano. Osservazione – Address already in use Su una porta ascolta un solo programma per volta. Se un server è ancora in esecuzione, per esempio fermo in accept(), un secondo new ServerSocket(8080) genera BindException: Address already in use: si termina il server vecchio e si rilancia. Questo server gestisce una sola connessione e poi termina. Per servire un altro client dovrebbe tornare ad accept(), ma anche così servirebbe un client per volta: finché è occupato con uno, gli altri aspettano. Riepilogo • Porta: sceglie il servizio dentro un computer; 25 posta, 80 web. • Socket: si apre con new Socket(nome, porta). Se fallisce dà un’IOException: nome sconosciuto o porta senza server. • Ingresso: getInputStream() dà i byte, un InputStreamReader li fa caratteri e un BufferedReader righe. • Uscita: PrintWriter su getOutputStream(); si scrive con write, terminando la riga con \r\n, e poi flush(). • Protocollo: chi scrive per primo, comandi e risposte. SMTP comincia dal server, HTTP dal client. • Fine della risposta: readLine() dà null solo quando l’altro chiude la connessione. • Server: new ServerSocket(porta), poi accept() blocca e restituisce il Socket del client. • Simmetria: dopo accept() i due lati usano il socket allo stesso modo; si lancia prima il server. Canale 1 · Prof. Paolo Liberatore 8
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6 Esercizi Esercizio 1 – Salvare la risposta Scrivere un client HTTP che chieda la pagina / a google.com, sulla porta 80, e scriva le righe della risposta nel file risposta.txt invece di stamparle. Il programma deve terminare da solo, alla fine della risposta. Soluzione a pagina 10 → Esercizio 2 – Un server web Scrivere un server sulla porta 8080 che, quando un browser si connette: 1. legga e stampi le righe della richiesta, fino alla riga vuota compresa; 2. mandi la risposta formata dalle righe HTTP/1.0 200 OK, Content-Type: text/html, una riga vuota e Ciao dal server
; 3. chiuda la connessione e termini. Provarlo aprendo nel browser l’indirizzo http://localhost:8080. Soluzione a pagina 10 → Canale 1 · Prof. Paolo Liberatore 9
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7 Soluzioni Soluzione dell’Esercizio 1 – Salvare la risposta Perché il ciclo termini, la richiesta contiene la riga Connection: close (Sezione 4). Il resto è il client della Sezione 4, con un FileWriter (Capitolo 9) al posto delle stampe: Socket s = new Socket("google.com", 80); InputStream is = s.getInputStream(); InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is); BufferedReader br = new BufferedReader(isr); PrintWriter pr = new PrintWriter(s.getOutputStream()); pr.write("GET / HTTP/1.1\r\n"); pr.write("Host: google.com\r\n"); pr.write("Connection: close\r\n"); pr.write("\r\n"); pr.flush(); FileWriter fw = new FileWriter("risposta.txt"); while (true) { String linea = br.readLine(); if (linea == null) { break; } fw.write(linea + "\n"); } fw.close(); s.close(); readLine() toglie il terminatore di riga, quindi "\n" va rimesso a ogni write. Il main dichiara throws IOException, che copre sia il socket sia il file. ← Torna all’Esercizio 1, pagina 9 Soluzione dell’Esercizio 2 – Un server web Il server è quello della Sezione 5, con un altro protocollo. La riga si stampa prima del controllo, quindi il ciclo è un do-while, che esegue il corpo almeno una volta: ServerSocket ss = new ServerSocket(8080); Socket s = ss.accept(); InputStream is = s.getInputStream(); InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is); Canale 1 · Prof. Paolo Liberatore 10
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BufferedReader br = new BufferedReader(isr); PrintWriter pr = new PrintWriter(s.getOutputStream()); String linea; do { linea = br.readLine(); System.out.println(linea); } while (!linea.equals("")); pr.write("HTTP/1.0 200 OK\r\n"); pr.write("Content-Type: text/html\r\n"); pr.write("\r\n"); pr.write("Ciao dal server
\r\n"); pr.flush(); s.close(); ss.close(); La riga vuota si riconosce con equals, non con ==, perché le stringhe sono oggetti (Capitolo 6). La prima riga stampata è quella della richiesta, per esempio GET / HTTP/1.1. Chiudendo la connessione il server segnala al browser che il documento è finito. Dopo una richiesta il server termina: ricaricando la pagina, il browser non trova più nessuno sulla porta 8080. ← Torna all’Esercizio 2, pagina 9 Canale 1 · Prof. Paolo Liberatore 11