Xây dựng chương trình Điều khiển từ xa với mô hình Client Server

MỤC LỤC
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Giới thiệu đề tài
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” với mô hình Client-Server
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa”.
Chương trình Client : cho phép server truy cập tới và thực hiên các chức năng điều
khiển.
Chương trình Server:
Gởi thông điệp đến máy client.
Truyền và nhận file với máy client.
Chụp màn hình với máy client.
Theo dõi màn hình với máy client.
2. Phương pháp triển khai
Dùng phương pháp lập trình mạng TCP Socket threaded Server để tạo kết nối Client-
Serve, tạo và biểu diễn các luồng I/O.
Server sẽ truy cập tới máy tính client và thực hiên việc điều khiển.
Trang | 2
SVTH: Nguyễn Thị Mỹ Linh –Hồ Thị Ngọc Ánh
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” theo mô hình Client-Server
Chương 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Giới thiệu mô hình ứng dụng Client-Server
1.1. Kiến trúc Client-Server
Tổng Quan
Trang | 3
GVHD: Phạm Minh Tuấn
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” với mô hình Client-Server
Kiến trúc Client-Server được sử dụng trong các hệ thống phân tán và bao gồm hai
thành phần riêng biệt: Server đóng vai trò phục vụ cung cấp chức năng và Client
đóng vai trò người tiêu thụ sử dụng các chức năng đó. Thông thường hai thành
phần này kết nối với nhau qua mạng, với Client là bên chủ động tạo kết nối và gửi
yêu cầu đến Server, trong khi Server thụ động lắng nghe và hồi đắp các yêu cầu

đó.
Mô hình Client-Server đơn giản nhất gồm một Server phục vụ cho một hoặc nhiều
Client đồng thời, còn gọi là kiến trúc hai lớp (2-Tier). Một ví dụ phổ biến nhất cho
các ứng dung Client-Server là các chương trình chat và email đá quá thông dụng
hiện nay.
Hình 1. Mô hình Client-Server.
1.1. 2. Các ưu điểm của kiến trúc Client-Server
Quản lý tập trung: dữ liệu được lưu trữ tập trung trên Server thay vì nằm rải rác
trênnhiều máy, giúp đơn giản hóa việc truy xuất và cập nhật dữ liệu.
Trang | 4
SVTH: Nguyễn Thị Mỹ Linh –Hồ Thị Ngọc Ánh
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” theo mô hình Client-Server
Dễ bảo trì: nhờ khả năng quản lý tập trung mà công việc bảo trì cũng trở nên nhẹ
nhàng hơn vì phần lớn việc bảo trì chỉ cần thực hiện trên Server. Trong trường hợp
hệ thống có nhiều Server với thiết bị dự phòng, quá trình bảo trì (như sửa chữa,
thay thế Server) có thể diễn ra hoàn toàn trong suốt với phía Client.
Bảo mật dữ liệu tập trung trên Server đồng nghĩa với việc kiểm soát dễ dàng hơn.
Hình 2 . Mô hình hệ thống Email theo cấu trúc Client-Server.
1.2. Ứng dụng theo mô hình Client-Server
1.2. 3. Cách hoạt động
Các tiến trình Clients và Servers có thể chạy cùng một trạm (host) hoặc các trạm khác
nhau và là các đối tượng logic tách biệt và liên lạc với nhau qua mạng để cùng
thực hiện một công việc. Trong đó:
Server: quản lý nguồn tài nguyên, nhận request từ Clients để cung cấp và phân phối
tài nguyên cho Clients.
Trang | 5
GVHD: Phạm Minh Tuấn
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” với mô hình Client-Server
Client: là chương trình giao tiếp với người sử dụng, có nhiệm vụ gửi request cho
Server và thể hiện việc tiếp nhận tài nguyên đó.

Client:
Khởi tạo liên lạc với Server trước.
Yêu cầu dịch vụ nào đó từ Server.
Server:
Chấp nhận yêu cầu và tạo kết nối với Client.
Tính toán rồi cung cấp dịch vụ theo yêu cầu từ Client
Hình 3. Cách hoạt động của mô hình Client-Server.
1.2. 3. Đặc trưng của mô hình ứng dụng Client-Server
Hoạt động theo kiểu giao thức bất đối xứng
Thể hiện quan hệ một chiều giữa các Client và một Server.
Client bắt đầu phiên hội thoại bằng cách yêu cầu dịch vụ
Server sẵn sang chờ các yêu cầu từ Client.
Trang | 6
SVTH: Nguyễn Thị Mỹ Linh –Hồ Thị Ngọc Ánh
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” theo mô hình Client-Server
Hình 4. Giao thức hoạt động bất đối xứng của các tiến trình Client-Server.
Chia sẻ tài nguyên:
Một Server có thể chia sẻ tài nguyên cho nhiều Client cùng một lúc.
Server cũng có khả năng điều phối truy nhập các Client đến các tài nguyên dùn chung.
Lập trình với giao thức TCP, Multi-threading
2.1. Tổng quan
Trong mô hình ứng dụng Client-Server, thông thường, các chương trình chạy trên máy
Client sẽ gửi requests tới một chương trình (thường được gọi là chương trình
Server) đang chạy trên máy Server. Các gói request này bao gồm các dịch vụ
mạng được cung cấp bởi tầng lớp giao vận (transport layer), là một phần của kiến
trúc phân tầng mạng, thường được gọi là TCP/IP (Transport Control
Protocol/Internet Protocol). Tầng giao vận bao gồm hai loại giao thức là TCP và
UDP(User Datagram Protocol)
Trang | 7
GVHD: Phạm Minh Tuấn

Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” với mô hình Client-Server
Hình 5. Tầng vận chuyển Transport với TCP/IP.
TCP là một giao thức truyền hướng đối tượng được thực hiện bởi một luồng dữ liệu tin
cậy giữa hai máy tính khi có thiết lập kết nối. Ví dụ những ứng dụng được sử dụng
những dịch vụ như HTTP, FTP và Telnet.
2. 2. IP, Cổng Port và Socket
Mọi máy tính trong môi trường Internet đều được xác định bởi địa chỉ IP 4-byte mà
được viết dạng chấm như 128.250.25.158, trong đó mỗi byte là một giá trị không
dấu từ 0 đến 255. Nhưng cách đặt tên cho địa chỉ như vậy thì không thân thiện bởi
vì nó chẳng nói lên được bất cứ điều gì về nội dung và thật khó để nhớ những dãy
byte đó. Do đó, địa chỉ IP được xác định bởi những cái tên như www.google.com.vn
để cho dễ nhớ.
Trang | 8
SVTH: Nguyễn Thị Mỹ Linh –Hồ Thị Ngọc Ánh
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” theo mô hình Client-Server
Hình 6. Ánh xạ tên miền
Thông thường, mỗi máy tính chỉ có một địa chỉ IP. Tuy nhiên, các máy tính thường
cần kết nối và cung cấp hơn một loại kiểu dịch vụ hoặc để thông báo cho nhiều
máychủ/máy tính cùng thời điểm. Ví dụ, trong một máy tính đang làm việc, có thể
có nhiều phiên ftp, các kết nối web, và các chương trình chat và tất cả chương trình
này cùng chạy một thời điểm. Vậy đển phân biệt các dịch vụ này, ta có khái niệm
về cổng (port), là một điểm truy cập logic được biểu diễn bởi một số nguyên 16-bit
gắn cho mỗi tiến trình mạng. Và mỗi tiến trình mạng đều được gắn một cổng duy
nhất.
Hình 7. Biểu đồ các gói tin được gắn bởi một cổng nhất định.
Trang | 9
GVHD: Phạm Minh Tuấn
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” với mô hình Client-Server
Một socket là một đầu cuối của một sự truyền thông hai chiều, liên kết giữa hai
chương trình chạy trên mạng.

Một socket được gắn với một số hiệu cổng (port), vì thế tầng giao vận có thể nhận biết
ứng dụng mà dữ liệu được chuyển đến.
Socket cho phép thực hiện các hoạt động sau:
Kết nối đến máy ở xa
Gửi dữ liệu
Nhận dữ liệu
Đóng kết nối
Gắn với một cổng
Lắng nghe dữ liệu đến
Chấp nhận kết nối từ máy ở xa trên cổng đã được gắn.
Một (chương trình) server chạy trên một máy tính cụ thể và có một socket được
gắn bởi một cổng cụ thể. Chương trình server sẽ lắng nghe socket từ một client để
tạo một yêu cầu kết nối. Nếu thành công, chương trình server chấp nhận kết nối.
Sau khi chấp nhận kết nối, chương trình server có một socket mới được gắn bởi
một cổng khác. Nó cần một socket mới để có thể tiếp tục lắng nghe socket ban đầu
cho yêu cầu kết nối trong khi phục vụ cho việc kết nối với client.
Trang | 10
SVTH: Nguyễn Thị Mỹ Linh –Hồ Thị Ngọc Ánh
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” theo mô hình Client-Server

Hình 8. Thiết lập đường dẫn cho kết nối hai chiều giữa client và server.
2. 3. Lập trình TCP Socket
Có hai lớp của gói java.net được sử dụng để tạo những chương trình server và client:
ServerSocket
Socket
Một chương trình server tạo một socket cụ thể được sử dụng để chờ lắng nghe kết nối
từ yêu cầu của client (server socket). Trong một yêu cầu kết nối, chương trình tạo
ra một socket mới mà thông qua đó nó sẽ trao đổi dữ liệu với client sử dụng các
luồng input và output. Người lập trình phải mở một socket, thực hiên các việc tạo
và biểu diễn các luồng I/O, và sau đó là đóng socket.

Trang | 11
GVHD: Phạm Minh Tuấn
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” với mô hình Client-Server
Hình 9. Chương trình client-server có kết nối socket.
Các bước tạo một chương trình server đơn giản:
Mở cổng:
ServerSocket server = new ServerSocket(PORT);
Chờ kết nối từ Client:
Socket client = server.accept();
Tạo các luồng I/O cho sự kết nối với Client
DataInputStream dis = new DataInputStream(client.getInputStream());
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(client.getOutputStream());
Biểu diễn việc kết nối với Client
Nhận từ client: String line = dis.readLine();
Gửi tới client: dos.writeBytes(“Hello\n”);
Đóng socket
client.close();
Các bước tạo một chương trình client đơn giản:
Tạo một đối tượng socket
Socket client = new Socket(server, port_id);
Trang | 12
SVTH: Nguyễn Thị Mỹ Linh –Hồ Thị Ngọc Ánh
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” theo mô hình Client-Server
Tạo các luồng I/O cho sự kết nối với server
dis = new DataInputStream(client.getInputStream());
dos = new DataOutputStream(client.getOutputStream());
Thực hiện nhận và truyền dữ liệu qua luồng I/O
Nhận dữ liệu từ server: String line = dis.readLine();
Gửi dữ liệu đến server: dos.writeBytes(“Hello\n”);
Đóng socket khi hoàn thành

client.close();
Trang | 13
GVHD: Phạm Minh Tuấn
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” với mô hình Client-Server
Hình 10. Các bước tạo một ứng dựng TCP.
Hai chương trình ví dụ sau sẽ minh họa cơ chế của Server và Client:
Chương trình Server:
// SimpleServer.java: A simple server program.
import java.net.*;
import java.io.*;
public class SimpleServer {
public static void main(String args[]) throws IOException {
// Register service on port 7000
ServerSocket s = new ServerSocket(7000);
Socket s1=s.accept(); // Wait and accept a connection
// Get a communication stream associated with the socket
OutputStream s1out = s1.getOutputStream();
DataOutputStream dos = new DataOutputStream (s1out);
// Send a string!
dos.writeUTF(“Hi there”);
// Close the connection, but not the server socket
dos.close();
s1out.close();
s1.close();
Trang | 14
SVTH: Nguyễn Thị Mỹ Linh –Hồ Thị Ngọc Ánh
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” theo mô hình Client-Server
}
}
Chương trình Client:

// SimpleClient.java: A simple client program.
import java.net.*;
import java.io.*;
public class SimpleClient {
public static void main(String args[]) throws IOException {
// Open your connection to a server, at port 7000
Socket s1 = new Socket(“localhost”,7000);
// Get an input file handle from the socket and read the input
InputStream s1In = s1.getInputStream();
DataInputStream dis = new DataInputStream(s1In);
String st = new String (dis.readUTF());
System.out.println(st);
// When done, just close the connection and exit
dis.close();
s1In.close();
s1.close();
Trang | 15
GVHD: Phạm Minh Tuấn
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” với mô hình Client-Server
}
}
2. 4. Lập trình với chương trình server đa tuyến (ThreadServer)
Để cho phép nhiều client có thể kết nối đến server thì server phải là chương trình đa
tuyến. Mối tuyến (thread) đảm nhận việc liên lạc với client. Nghĩa là khi có một
client kết nối đến, chương trình server sinh ra một tuyến (thread) để điều khiển
việc truyền thông với client.
Các bước tạo chương trình đa server đa tuyến
Tạo một lớp extends đến lớp Thread và ghi đè lên phương thức run():
class MyThread extends Thread {
public void run() {

// Nơi thực thi
}
}
Tạo một đối tượng thread:
MyThread thr1 = new MyThread();
Bắt đầu thực thi lớp Thread đã được tạo:
thr1.start();
Một chương trình ví dụ minh họa việc tạo và gọi một đối tượng thread:
extending the standard Thread class. */
class MyThread extends Thread {
Trang | 16
SVTH: Nguyễn Thị Mỹ Linh –Hồ Thị Ngọc Ánh
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” theo mô hình Client-Server
public void run() {
System.out.println(“ this thread is running ”);
}
}
class ThreadEx1 {
public static void main(String [] args ) {
MyThread t = new MyThread();
t.start();
}
}
3. Lập trình với JAVA
3.1. Giới thiệu khái quát ngôn ngữ Java
Java (đọc như “Gia-va”) là một ngôn ngữ lập trình dạng lập trình hướng đối tượng
(OOP). Khác với phần lớn ngôn ngữ lập trình thông thường, thay vì biên dịch mã
nguồn thành mã máy hoặc thông dịch mã nguồn khi chạy, Java được thiết kế để
biên dịch mã nguồn thành bytecode, bytecode sau đó sẽ được môi trường thực thi
(runtime environment) chạy. Bằng cách này, Java thường chạy nhanh hơn những

ngôn ngữ lập trình thông dịch khác như Python, Perl, PHP,…
Cú pháp Java được vay mượn nhiều từ C & C++ nhưng có cú pháp hướng đối tượng
đơn giản hơn và ít tính năng xử lý cấp thấp hơn.
3. 2. Một số đặt điểm nổi bật của ngôn ngữ lập trình Java
Trang | 17
GVHD: Phạm Minh Tuấn
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” với mô hình Client-Server
3.2.1. Máy ảo Java (JVM – Java Virtual Machine)
Tất cả các chương trình muốn thực thi được thì phải được biên dịch ra mã máy.Mã
máy của từng kiến trúc CPU của mỗi máy tính là khác nhau (tập lệnh mã máy của
CPU Intel, CPU Solarix, CPU Macintosh … là khác nhau), vì vậy trước đây một
chương trình sau khi được biên dịch xong chỉ có thể chạy được trên một kiến trúc
CPU cụ thể nào đó. Đối với CPU Intel chúng ta có thể chạy các hệ điều hành như
Microsoft Windows, Unix, Linux, OS/2, …
Chương trình thực thi được trên Windows được biên dịch dưới dạng file có đuôi .EXE
còn trên Linux thì được biên dịch dưới dạng file có đuôi .ELF, vì vậy trước đây
một chương trình chạy được trên Windows muốn chạy được trên hệ điều hành khác
như Linux chẳng hạn thì phải chỉnh sửa và biên dịch lại.
Ngôn ngữ lập trình Java ra đời, nhờ vào máy ảo Java mà khó khăn nêu trên đã được
khắc phục. Một chương trình viết bằng ngôn ngữ lập trình Java sẽ được biên dịch
ra mã của máy ảo java (mã java bytecode). Sau đó máy ảo Java chịu trách nhiệm
chuyển mã java bytecode thành mã máy tương ứng.Sun Microsystem chịu trách
nhiệm phát triển các máy ảo Java chạy trên các hệ điều hành trên các kiến trúc
CPU khác nhau.
Thông dịch:
Java là một ngôn ngữ lập trình vừa biên dịch vừa thông dịch. Chương trình nguồn viết
bằng ngôn ngữ lập trình Java có đuôi *.java đầu tiên được biên dịch thành tập tin
có đuôi *.class và sau đó sẽ được trình thông dịch thông dịch thành mã máy.
Độc lập nền:
Một chương trình viết bằng ngôn ngữ Java có thể chạy trên nhiều máy tính có hệ điều

hành khác nhau (Windows, Unix, Linux, …) miễn sao ở đó có cài đặt máy ảo java
(Java Virtual Machine). Viết một lần chạy mọi nơi (write once run anywhere).
Hướng đối tượng:
Trang | 18
SVTH: Nguyễn Thị Mỹ Linh –Hồ Thị Ngọc Ánh
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” theo mô hình Client-Server
Hướng đối tượng trong Java tương tự như C++ nhưng Java là một ngôn ngữ lập trình
hướng đối tượng hoàn toàn. Tất cả mọi thứ đề cập đến trong Java đều liên quan
đến các đối tượng được định nghĩa trước, thậm chí hàm chính của một chương trình
viết bằng Java (đó là hàm main) cũng phải đặt bên trong một lớp. Hướng đối tượng
trong Java không có tính đa kế thừa (multi inheritance) như trong C++ mà thay vào
đó Java đưa ra khái niệm interface để hỗ trợ tính đa kế thừa. Vấn đề này sẽ được
bàn chi tiết trong phần sau.
Đa nhiệm – đa luồng (MultiTasking – Multithreading):
Java hỗ trợ lập trình đa nhiệm, đa luồng cho phép nhiều tiến trình, tiểu trình có thể
chạy song song cùng một thời điểm và tương tác với nhau.
Khả chuyển (portable):
Chương trình ứng dụng viết bằng ngôn ngữ Java chỉ cần chạy được trên máy ảo Java
là có thể chạy được trên bất kỳ máy tính, hệ điều hành nào có máy ảo Java. “Viết
một lần, chạy mọi nơi” (Write Once, Run Anywhere).
Hỗ trợ mạnh cho việc phát triển ứng dụng:
Công nghệ Java phát triển mạnh mẽ nhờ vào “đại gia Sun Microsystem” cung cấp
nhiều công cụ, thư viện lập trình phong phú hỗ trợ cho việc phát triển nhiều loại
hình ứng dụng khác nhau cụ thể như: J2SE (Java 2 Standard Edition) hỗ trợ phát
triển những ứng dụng đơn, ứng dụng client-server; J2EE (Java 2 Enterprise
Edition) hỗ trợ phát triển các ứng dụng thương mại, J2ME (Java 2 Micro Edition)
hỗ trợ phát triển các ứng dụng trên các thiết bị di động, không dây, …
Trang | 19
GVHD: Phạm Minh Tuấn
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” với mô hình Client-Server

Trang | 20
SVTH: Nguyễn Thị Mỹ Linh –Hồ Thị Ngọc Ánh
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” theo mô hình Client-Server
Chương 1. THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH
2.1. Phân tích yêu cầu
Đề tài xây dựng chương trình “Điều Khiển Từ Xa”:
Chương trình có 3 bước thực hiện để truy cập tới máy Client:
Xây dựng chương trình Điều Khiển Từ Xa
Chương trình Client : cho phép server truy cập tới và thực hiên các chức năng điều
khiển.
Chương trình Server:
- Gởi thông điệp đến mấy client.
- Truyền và nhận file với máy client.
- Chụp màn hình với máy client.
- Theo dõi màn hình với máy client.
Client hiển thị giao diện dễ sử dụng cho người sử dụng. Client kết nối với Server
thông qua giao thức TCP/IP và UDP để truyền file qua cho nhau .
Server mở cổng kết nối với các Client, nhận yêu cầu từ phía Client, thực hiện việc
Remote tới Client , lấy thông tin cần thiết và gửi trả cho Server.
2.2. Phân tích các chức năng
Chương trình được viết theo mô hình Client-Server.Ở Client và Server sẽ thực hiện
các chức năng khác nhau để cùng tạo nên một chương trình hoàn chỉnh.
Trang | 21
GVHD: Phạm Minh Tuấn
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” với mô hình Client-Server
Client có chức năng: cho phép kết nối tới Server.
Server có chức năng:
- Gởi thông điệp đến mấy client.
- Truyền và nhận file với máy client.
- Chụp màn hình với máy client.

- Theo dõi màn hình với máy client.
Mô hình tổng quát của chương trình được mô tả theo sơ đồ sau:
Hình 11: mô hình tổng quát chương trình
Mô tả cách thức hoạt động:
1: Client gửi yêu cầu tới Server.
2: Server tiếp nhận yêu cầu kết nối từ Client, tất cả các dữ liệu giữa client và server
sẽ được kết nối thông với nhau.
3: Trao đổi dữ liệu giữa client tới server, từ đây server và client gởi dữ liệu xuyên suốt
với nhau.
Trang | 22
SVTH: Nguyễn Thị Mỹ Linh –Hồ Thị Ngọc Ánh
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” theo mô hình Client-Server
3.1. Xây dựng các chức năng
Client: chương trình tại Client được xây dựng thành 3 lớp
Mô tả chương trình Client:
1: Client gửi yêu cầu tới Server.
2: Client nhận kết nối từ Server và lấy được màn hình từ Client.
3: Client gửi dữ liệu xuyên suốt cho Server.
Server: chương trình Server được xây dựng dựa trên 2 lớp:
Mô tả chương trình Server:
1: Tiếp nhận yêu cầu kết nối từ Client.
2: Tạo Thread cho mỗi Client kết nối.
3: Thread kết nối để lấy dữ liệu theo yêu cầu Client.
4: ThreadClient nhận dữ liệu từ ThreadServer.
5: Gửi trả về cho Client.
6: Tiếp nhận dữ liệu từ Client.
Lớp chính: chịu trách nhiệm mở và chấp nhận kết nối từ phía Client, sau đó sẽ gọi tới
lớp Thread , mỗi Thread chịu trách nhiệm trao đổi với 1 Client, với port kể từ khi
được tạo ra tới khi Client đóng kết nối. Lớp chính chứa các phương thức tách dữ
liệu được lấy từ Client về.

Lớp Thread: sẽ chịu trách nhiệm làm việc với Client kể từ sau khi Server đã chấp nhận
kết nối. Lớp này gọi các phương thức trong lớp chính để giao tiếp với Client.
Trang | 23
GVHD: Phạm Minh Tuấn
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” với mô hình Client-Server
Chương 2 KẾT LUẬN VÀ HUỚNG PHÁT TRIỂN
3.1. Kết quả chạy chương trình
Trang | 24
SVTH: Nguyễn Thị Mỹ Linh –Hồ Thị Ngọc Ánh
Xây dựng chương trình “Điều khiển từ xa” theo mô hình Client-Server
Hình 12: Khởi động Server
Hình 13: Khởi động Client
Trang | 25
GVHD: Phạm Minh Tuấn