Activitate de Laborator

Se dorește implementarea unei aplicații Android de tip mesagerie instantanee bazată pe legături de tip punct-la-punct stabilite între dispozitive mobile care oferă un serviciu de acest tip și dispozitive mobile care l-au descoperit, putându-l accesa în cadrul rețelei locale.

Funcționalitățile pe care le implementează această aplicație Android sunt:

înregistrarea / deînregistrarea unui serviciu de mesagerie instantanee, pe un anumit port pe care îl specifică;

Important note: trebuie folosit un port mai mare de 1024 ca sa nu fie privilegiat.
pornirea / oprirea operației de descoperire a serviciilor în rețeaua locală;
conectarea / deconectarea la un serviciu descoperit sau la un dispozitiv mobil care a accesat serviciul înregistrat;
transmiterea de mesaje în cadrul legăturii de tip punct-la-punct.

Va fi utilizat următorul cod de culori pentru butoanele care au atașată funcționalitatea de înregistrare / deînregistrare, respectiv pornire / oprire:

roșu - serviciul este oprit;
verde - serviciul este pornit.

În cazul în care descoperirea serviciilor este pornită, vor fi întreținute două liste:

lista cu serviciile descoperite, disponibile în cadrul altor dispozitive mobile din rețeaua locală;
lista conținând conversațiile cu alte dispozitive mobile care au accesat serviciul înregistrat.

În situația în care descoperirea serviciilor este oprită, lista cu serviciile descoperite va fi vidă.

Comunicația se va realiza în cadrul unei ferestre dedicate, în care pot fi vizualizate diferit mesajele trimise și mesajele primite. Din cadrul acestei interfețe grafice se poate reveni în orice moment la panoul de control.

1. În contul GitHub personal, să se creeze un depozit denumit 'Laborator09'. Inițial, acesta trebuie să fie gol (nu trebuie să bifați nici adăugarea unui fișier README.md, nici a fișierului .gitignore sau a a fișierului LICENSE).

2. Să se cloneze în directorul de pe discul local conținutul depozitului la distanță de la .

În urma acestei operații, directorul Laborator09 va trebui să se conțină directoarele labtasks și solutions.

student@eg106:~$ git clone https://www.github.com/eim-lab/Laborator09.git

3. Să se încarce conținutul descărcat în cadrul depozitului 'Laborator09' de pe contul GitHub personal.

student@eg106:~$ cd Laborator09
student@eg106:~/Laborator09$ git remote add Laborator09_perfectstudent https:*github.com/perfectstudent/Laborator09
student@eg106:~/Laborator09$ git push Laborator09_perfectstudent master

4. Să se importe în mediul integrat de dezvoltare Android Studio proiectul ChatServiceJmDNS din directorul labtasks.

5. Să se ruleze aplicația Android pe două dispozitive mobile care să se găsească în aceeași rețea.

5a.

Note

În cazul Genymotion, se pot crea două imagini pentru două dispozitive mobile (virtuale) de același tip, care vor putea fi rulate separat, fiecare dintre acestea primind adrese Internet diferite din intervalul 192.168.56.101 → 192.168.56.254. Pentru interfața WiFi, Genymotion nu poate folosi decât NAT sau Bridge (manual Genymotion). Pentru acest laborator, este necesară configurația bridge.

În VirtualBox (> versiunea 4.3.26), se verifică faptul că dispozitivele virtuale comunică între ele prin intermediul unei interfețe de rețea, configurată să folosească Bridge.

În acest sens, trebuie realizate următoarele operații:

în configurația aferentă fiecărui dispozitiv virtual (Machine → Settings sau Ctrl + S), se va selecta Bridge folosind rețeaua astfel definită pentru interfața Adapter 2

apoi se setează o adresă MAC random pentru adapter 2 (manual, sau cu butonul asociat)

Acestea vor putea rula instanțe diferite ale aplicației Android, fiecare folosind o denumire proprie pentru serviciu (la valoarea generică Constants.SERVICE_NAME definită în pachetul ro.pub.cs.systems.eim.lab09.chatservice.general se sufixează în mod automat un șir de caractere generat aleator, astfel încât aceasta să fie unică în rețeaua locală).

Se verifică faptul că fiecare aplicație Android rulează pe un dispozitiv diferit:

în configurația aferentă fiecărui dispozitiv virtual (Machine → Settings sau Ctrl + S), se va selecta Bridged folosind rețeaua astfel definită pentru interfața Adapter 2
În acest mod, fiecare emulator va fi cuplat în rețeaua laboratorului, iar cu comanda avahi-browse -rk _chatservice._tcp se pot vizualiza toate instanțele care rulează în acel moment

Telefon personal

Pentru a folosi telefonul personal, se recomanda rețeaua WiFi EG106, care este în bridge cu toate PCurile din sala. Se poate folosi un emulator în bridge ca partener pentru telefon.

În Logcat, se pot utiliza filtre diferite pentru fiecare dintre dintre instanțele aplicației Android, astfel încât să se faciliteze procesul de depanare.

5b. Să se utilizeze utilitarul ZeroConf Browser, deja instalat pe emulatoare pentru a identifica serviciile pornite în rețea. Dacă emulatoarele sunt în aceeași rețea cu o mașină Linux, se poate rula avahi-browse -rk _chatservice._tcp pentru a vizualiza serviciile pornite

5c. La momentul publicării cu succes a serviciului (când butonul devine verde), să se colecteze adresele IP locale pe care serviciul devine vizibil. Aceasta se face în funcția OnCreateView a listenerului care primește schimbarea stării serviciului (ServiceDiscoveryStatusButtonListener).

        ...
        if (view == null) {
            view = inflater.inflate(R.layout.fragment_chat_network_service, parent, false);
        }
        * List all IPs where the server is visible
        Enumeration interfaces = null;
        try {
            interfaces = NetworkInterface.getNetworkInterfaces();
        } catch (IOException e){
            Log.e(Constants.TAG, "Could not query interface list: " + e.getMessage());
            if (Constants.DEBUG) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        String IPs = "";
        while(interfaces.hasMoreElements())
        {
            NetworkInterface n = (NetworkInterface) interfaces.nextElement();
            Enumeration ee = n.getInetAddresses();
            while (ee.hasMoreElements())
            {
                InetAddress i = (InetAddress) ee.nextElement();
                if (i instanceof Inet4Address) {
                    if(IPs.length() > 0)
                        IPs += ", ";
                    IPs += i.getHostAddress().toString();
                }
            }
        }
        TextView LocalIPs = (TextView)view.findViewById(R.id.service_discovery_local_addr);
        LocalIPs.setText(IPs);

        return view;

Verificați afișarea adreselor pe care serviciul devine disponibil. Utilitarele de explorare servicii (ZeroconfBrowser, avahi-browser) vor vedea serviciul pe una dintre aceste adrese.

5d. La apăsarea butonului de publicare serviciu, se va modifica titlul aplicației pentru a reflecta starea curentă a publicării:

În register:

 chatActivity.setTitle(serviceInfo.getName());
        Log.i(Constants.TAG, "Register service " +
                serviceInfo.getName() + ":" +
                serviceInfo.getTypeWithSubtype() + ":" +
                serviceInfo.getPort()
        );

În unregister:

chatActivity.setTitle("Chat Service JmDNS");

6. Să se implementeze rutina pentru trimiterea mesajelor, pe metoda run() a firului de execuție SendThread din clasa ChatClient a pachetului ro.pub.cs.systems.eim.lab09.chatservice.networkservicediscoveryoperations.

Metoda va rula cât timp firul de execuție nu este întrerupt, informație oferită de metoda isInterrupted().

while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
  * ...
}

Pe fiecare iterație, se vor realiza următoarele operații:

se va prelua un mesaj din coada messageQueue (de tip BlockingQueue<String>); metoda take() este blocantă, în așteptarea unei valori care să poată fi furnizată - astfel, în momentul în care firul de execuție este întrerupt, se va genera o excepție de tipul InterruptedException care trebuie tratată;
în cazul unui mesaj nenul, sunt realizate următoarele operații:
1. se trimite mesajul pe canalul de comunicație corespunzător (se apelează metoda println() a obiectului de tip PrintWriter);
2. se construiește un obiect de tip Message, format din:
  1. conținut: valoarea propriu-zisă a mesajului (șirul de caractere);
  2. tip: mesaj transmis (Constants.MESSAGE_TYPE_SENT);
3. se atașează mesajul istoricului conversației (obiectul conversationHistory este de tipul List<Message>) - în acest fel, chiar dacă interfața grafică nu este vizibilă la momentul în care este trimis mesajul, conversația poate fi încărcată atunci când se întâmplă acest lucru;
4. se afișează mesajul în fragmentul de tip ChatConversationFragment (prin intermediul metodei appendMessage()), dacă acesta este asociat activității la momentul respectiv if (context != null) { ChatActivity chatActivity = (ChatActivity)context; FragmentManager fragmentManager = chatActivity.getFragmentManager(); Fragment fragment = fragmentManager.findFragmentByTag(Constants.FRAGMENT_TAG); if (fragment instanceof ChatConversationFragment && fragment.isVisible()) { ChatConversationFragment chatConversationFragment = (ChatConversationFragment)fragment; chatConversationFragment.appendMessage(message); } }

7. Să se implementeze rutina pentru primirea mesajelor, pe metoda run() a firului de execuție ReceiveThread din clasa ChatClient a pachetului ro.pub.cs.systems.eim.lab09.chatservice.networkservicediscoveryoperations.

Metoda va rula cât timp firul de execuție nu este întrerupt, informație oferită de metoda isInterrupted().

while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
  * ...
}

Pe fiecare iterație, se vor realiza următoarele operații:

se primește mesajul pe canalul de comunicație corespunzător (se apelează metoda readLine() a obiectului de tip BufferedReader);
în cazul unui mesaj nenul, sunt realizate următoarele operații:
1. se construiește un obiect de tip Message, format din:
  1. conținut: valoarea propriu-zisă a mesajului (șirul de caractere);
  2. tip: mesaj transmis (Constants.MESSAGE_TYPE_RECEIVED);
2. se atașează mesajul istoricului conversației (obiectul conversationHistory este de tipul List<Message>);
3. se afișează mesajul în fragmentul de tip ChatConversationFragment (prin intermediul metodei appendMessage()), dacă acesta este asociat activității la momentul respectiv.

8. Să se examineze folosind tcpdump/wireshark schimbul de mesaje între dispozitive

asigurați-vă folosind ping că telefoanele sunt în contact IP între ele, și cu mașina host (Linux)
notați adresele IP folosite de fiecare dispozitiv: pentru telefoane, ele sunt afișate pe rândul 2 al activității, pentru Linux, folosind comanda ip ro.
porniți din starea în care toate butoanele sunt pe roșu (serviciul nu este public, iar descoperirea este inactivă). În linux, directorul /etc/avahi/services/ nu conține nimic

Pe linux, cu comanda avahi-browse -ac, identificați serviciile și stațiile disponibile în rețeaua locală
Pe Android, folosind utilitarul ZeroconfBrowser, identificați serviciile și stațiile disponibile în rețeaua locală. Alternativă din Google Play: ServiceBrowser by Andriy Druk.
Folosind avahi-browse -rk _chatservice._tcp, asigurați-vă că nu există instanțe ale serviciului pe vreuna dintre mașini
- pregătiți recoltarea pachetelor folosind comanda tcpdump -ni any 'udp port 5353' -w ./dnssd.pcap
activați serviciul pe unul dintre telefoane, comanda avahi-browse de mai sus identifică apariția numelor și perechii IP/port.
- ce fel de mesaj este folosit pentru publicarea serviciului?
- observați folosirea înregistrărilor de tip PTR, SRV
- dacă ați pornit mai multe emulatoare/telefoane, observați cumularea răspunsurilor anterioare în fiecare răspuns
- cum se face descoperirea serviciilor (prin ce tip de mesaje)?

9. Folosind instrucțiunile din secțiunea Zeroconf sub Linux de mai sus

pe PC-ul local publicați un serviciu pe portul 5003
- rulați serviciul folosind while true; do nc -v -l -p 5003; done
verificați interoperabilitatea cu clienții implementați pe Android
- puteți folosi clienți Linux cu comanda nc <adresă> <port> pentru a conversa cu un server descoperit la adresa:port (pe Android sau Linux).

10. Să se încarce modificările realizate în cadrul depozitului 'Laborator09' de pe contul GitHub personal, folosind un mesaj sugestiv.

student@eg106:~/Laborator09$ git add *
student@eg106:~/Laborator09$ git commit -m "implemented tasks for laboratory 09"
student@eg106:~/Laborator09$ git push Laborator09_perfectstudent master

Elemente de Informatica Mobila 🌐

Activitate de Laborator

Telefon personal