E l e c t r i c a l    &   C o m p u t e r
Department of
Electrical & Computer Engineering
1
EE 586 Communication andSwitching Networks
Lecture 10
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Electrical & Computer Engineering
2-2
Chapter 2: outline
Syllabus for this chapter
2.1 Principles
2.2 Web and HTTP
2.5. DNS
2.5 Socket Programming
2.6 P2P applications
underline_base
(modified by Cheung for EE586; based on K&R original)
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2-3
Socket programming
goal: learn how to build client/server applications thatcommunicate using sockets
socket: door between application process and end-end-transport protocol
Internet
controlled
by OS
controlled by
app developer
transport
application
physical
link
network
process
transport
application
physical
link
network
process
socket
desktop_computer_stylized_medium
desktop_computer_stylized_medium
underline_base
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2-4
Socket programming
Two socket types for two transport services:
UDP: unreliable datagram
TCP: reliable, byte stream-oriented
underline_base
Application Example:
1.Client reads a line of characters (data) from itskeyboard and sends the data to the server.
2.The server receives the data and convertscharacters to uppercase.
3.The server sends the modified data to the client.
4.The client receives the modified data and displaysthe line on its screen.
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2-5
underline_base
Socket programming with UDP
UDP: no connection between client & server
no handshaking before sending data
sender explicitly attaches IP destination address andport # to each packet
rcvr extracts sender IP address and port# fromreceived packet
UDP: transmitted data may be lost or receivedout-of-order
Application viewpoint:
UDP provides unreliable transfer  of groups of bytes(datagrams)  between client and server
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Client/server socket interaction: UDP
close
clientSocket
read datagram from
clientSocket
create socket:
clientSocket =
socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
Create datagram with server IP and
port=x; send datagram viaclientSocket
create socket, port= x:
serverSocket =
socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
read datagram from
serverSocket
write reply to
serverSocket
specifyingclient address,
port number
Application  2-6
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server (running on serverIP)
client
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2-7
Example app: UDP client
from socket import *
serverName = ‘localhost’
serverPort = 12000
clientSocket = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
message = raw_input(’Input lowercase sentence:’)
clientSocket.sendto(message,(serverName, serverPort))
modifiedMessage, serverAddress =
                                   clientSocket.recvfrom(2048)
print modifiedMessage
clientSocket.close()
Python UDPClient
include Python’s socket
library
create UDP socket forserver
get user keyboard
input
Attach server name, port tomessage; send into socket
print out received stringand close socket
read reply characters from
socket into string
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2-8
Example app: UDP server
from socket import *
serverPort = 12000
serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
serverSocket.bind((‘‘, serverPort))
print The server is ready to receive
while 1:
    message, clientAddress = serverSocket.recvfrom(2048)
    modifiedMessage = message.upper()
    serverSocket.sendto(modifiedMessage, clientAddress)
Python UDPServer
create UDP socket
bind socket to local portnumber 12000
loop forever
Read from UDP socket intomessage, getting client’saddress (client IP and port)
send upper case stringback to this client
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Two single quotesfor an empty string
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2-9
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Socket programming with TCP
client must contact server
server process must first berunning
server must have createdsocket (door) thatwelcomes clients contact
client contacts server by:
Creating TCP socket,specifying IP address, portnumber of server process
when client creates socket:client TCP establishesconnection to server TCP
when contacted by client,server TCP creates new socketfor server process tocommunicate with thatparticular client
allows server to talk withmultiple clients
source port numbers usedto distinguish clients(more in Chap 3)
TCP provides reliable, in-order
byte-stream transfer (pipe)
between client and server
application viewpoint:
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2-10
Client/server socket interaction: TCP
wait for incoming
connection request
connectionSocket =
serverSocket.accept()
create socket,
port=x, for incomingrequest:
serverSocket = socket()
create socket,
connect to hostid, port=x
clientSocket = socket()
server (running on hostid)
client
send request using
clientSocket
read request from
connectionSocket
write reply to
connectionSocket
underline_base
TCP
connection setup
close
connectionSocket
read reply from
clientSocket
close
clientSocket
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2-11
Example  app: TCP client
from socket import *
serverName = ’localhost’
serverPort = 12000
clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
clientSocket.connect((serverName,serverPort))
sentence = raw_input(‘Input lowercase sentence:’)
clientSocket.send(sentence)
modifiedSentence = clientSocket.recv(2048)
print ‘From Server:’, modifiedSentence
clientSocket.close()
Python TCPClient
create TCP socket forserver, remote port 12000
underline_base
No need to attach servername, port
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2-12
Example app: TCP server
 from socket import *
serverPort = 12000
serverSocket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
serverSocket.bind((‘’,serverPort))
serverSocket.listen(1)
print ‘The server is ready to receive’
while 1:
     connectionSocket, addr = serverSocket.accept()
 
     sentence = connectionSocket.recv(2048)
     capitalizedSentence = sentence.upper()
     connectionSocket.send(capitalizedSentence)
     connectionSocket.close()
Python TCPServer
create TCP welcoming
socket
server begins listening forincoming TCP requests
loop forever
server waits on accept()
for incoming requests, newsocket created on return
read bytes from socket (butnot address as in UDP)
close connection to thisclient (but not welcomingsocket)
underline_base