univer-6th-semester/nets
Code Actions Releases 3

Отчёт

Browse Source
This commit is contained in:
Артём Тищенко
2025-04-16 11:21:11 +03:00
parent 2089284c26
commit 6345c30e06
2 changed files with 469 additions and 0 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

5
lab3/report/.gitignore vendored Normal file
View File

@@ -0,0 +1,5 @@
**/*
!.gitignore
!report.tex
!img
!img/**

464
lab3/report/report.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,464 @@
\documentclass[a4paper, final]{article}
%\usepackage{literat} % Нормальные шрифты
\usepackage[14pt]{extsizes} % для того чтобы задать нестандартный 14-ый размер шрифта
\usepackage{tabularx}
\usepackage[T2A]{fontenc}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[russian]{babel}
\usepackage{amsmath}
\usepackage[left=25mm, top=20mm, right=20mm, bottom=20mm, footskip=10mm]{geometry}
\usepackage{ragged2e} %для растягивания по ширине
\usepackage{setspace} %для межстрочно го интервала
\usepackage{moreverb} %для работы с листингами
\usepackage{indentfirst} % для абзацного отступа
\usepackage{moreverb} %для печати в листинге исходного кода программ
\usepackage{pdfpages} %для вставки других pdf файлов
\usepackage{tikz}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{afterpage}
\usepackage{longtable}
\usepackage{float}
\usepackage{tabularx}
% \usepackage[paper=A4,DIV=12]{typearea}
\usepackage{pdflscape}
% \usepackage{lscape}
\usepackage{array}
\usepackage{multirow}
\renewcommand\verbatimtabsize{4\relax}
\renewcommand\listingoffset{0.2em} %отступ от номеров строк в листинге
\renewcommand{\arraystretch}{1.4} % изменяю высоту строки в таблице
\usepackage[font=small, singlelinecheck=false, justification=centering, format=plain, labelsep=period]{caption} %для настройки заголовка таблицы
\usepackage{listings} %листинги
\usepackage{xcolor} % цвета
\usepackage{hyperref}% для гиперссылок
\usepackage{enumitem} %для перечислений
\newcommand{\specialcell}[2][l]{\begin{tabular}[#1]{@{}l@{}}#2\end{tabular}}
\setlist[enumerate,itemize]{leftmargin=1.2cm} %отступ в перечислениях
\hypersetup{colorlinks,
allcolors=[RGB]{010 090 200}} %красивые гиперссылки (не красные)
% подгружаемые языки — подробнее в документации listings (это всё для листингов)
\lstloadlanguages{ SQL}
% включаем кириллицу и добавляем кое−какие опции
\lstset{tabsize=2,
breaklines,
basicstyle=\footnotesize,
columns=fullflexible,
flexiblecolumns,
numbers=left,
numberstyle={\footnotesize},
keywordstyle=\color{blue},
inputencoding=cp1251,
extendedchars=true
}
\lstdefinelanguage{MyC}{
language=SQL,
% ndkeywordstyle=\color{darkgray}\bfseries,
% identifierstyle=\color{black},
% morecomment=[n]{/**}{*/},
% commentstyle=\color{blue}\ttfamily,
% stringstyle=\color{red}\ttfamily,
% morestring=[b]",
% showstringspaces=false,
% morecomment=[l][\color{gray}]{//},
keepspaces=true,
escapechar=\%,
texcl=true
}
\textheight=24cm % высота текста
\textwidth=16cm % ширина текста
\oddsidemargin=0pt % отступ от левого края
\topmargin=-1.5cm % отступ от верхнего края
\parindent=24pt % абзацный отступ
\parskip=5pt % интервал между абзацами
\tolerance=2000 % терпимость к "жидким" строкам
\flushbottom % выравнивание высоты страниц
% Настройка листингов
\lstset{
language=C++,
extendedchars=\true,
inputencoding=utf8,
keepspaces=true,
% captionpos=b, % подписи листингов снизу
}
\begin{document} % начало документа
% НАЧАЛО ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА
\begin{center}
\hfill \break
\hfill \break
\normalsize{МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ\\
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»\\[10pt]}
\normalsize{Институт компьютерных наук и кибербезопасности}\\[10pt]
\normalsize{Высшая школа технологий искусственного интеллекта}\\[10pt]
\normalsize{Направление: 02.03.01 <<Математика и компьютерные науки>>}\\
\hfill \break
\hfill \break
\hfill \break
\hfill \break
\large{Лабораторная работа №3}\\
\large{<<Межпроцессорное взаимодействие с помощью RabbitMQ>>}\\
\large{по дисциплине <<Сети ЭВМ и телекоммуникации компьютерных сетей>>}\\
\hfill \break
% \hfill \break
\hfill \break
\end{center}
\small{
\begin{tabular}{lrrl}
\!\!\!Студент, & \hspace{2cm} & & \\
\!\!\!группы 5130201/20102 & \hspace{2cm} & \underline{\hspace{3cm}} &Тищенко А. А. \\\\
\!\!\!Преподаватель & \hspace{2cm} & \underline{\hspace{3cm}} & Мулюха В. А. \\\\
&&\hspace{4cm}
\end{tabular}
\begin{flushright}
<<\underline{\hspace{1cm}}>>\underline{\hspace{2.5cm}} 2025г.
\end{flushright}
}
\hfill \break
% \hfill \break
\begin{center} \small{Санкт-Петербург, 2025} \end{center}
\thispagestyle{empty} % выключаем отображение номера для этой страницы
% КОНЕЦ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА
% \newpage
% \tableofcontents
\newpage
\section{Постановка задачи}
Используя docker создать контейнеры, необходимые для реализации
следующего функционала с использованием RabbitMQ,
а также показать, как именно осуществляется передача в этих условиях:
\textit{Вариант 10}. Организовать отправку сообщений от двух отправителей одному получателю,
получатель читает сообщения значительно реже их отправки
и происходит переполнение очереди. Задавать раличные стратегии
переполнения очереди, показать в чем разница.
\newpage
\section{Ход работы}
\subsection{Код программы получателя}
Класс `Recv` из пакета `dev.tishenko.consumer` реализует потребителя сообщений из очереди RabbitMQ с именем `hello`. Он подключается к брокеру `rabbitmq`, создаёт очередь с ограниченной длиной (`x-max-length`) и стратегией переполнения (`x-overflow`), параметры которых настраиваются через переменные окружения. Консьюмер асинхронно принимает сообщения и после каждой обработки (с задержкой, заданной через `CONSUMER\_DELAY\_MS`) подтверждает получение сообщения. Благодаря настройке `basicQos(1)` сообщения обрабатываются по одному, что обеспечивает контроль нагрузки и предотвращает переполнение очереди необработанными сообщениями.
\begin{lstlisting}[label={lst:}]
package dev.tishenko.consumer;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class Recv {
private final static String QUEUE_NAME = "hello";
public static void main(String[] argv) throws Exception {
String delayEnv = System.getenv("CONSUMER_DELAY_MS");
int delay = delayEnv != null ? Integer.parseInt(delayEnv) : 5000;
String maxLengthEnv = System.getenv("QUEUE_MAX_LENGTH");
int maxLength = maxLengthEnv != null ? Integer.parseInt(maxLengthEnv) : 5;
String overflowStrategy = System.getenv("QUEUE_OVERFLOW");
if (overflowStrategy == null) {
overflowStrategy = "drop-head"; // или "reject-publish"
}
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setHost("rabbitmq");
Connection connection = factory.newConnection();
Channel channel = connection.createChannel();
Map<String, Object> args = new HashMap<>();
args.put("x-max-length", maxLength);
args.put("x-overflow", overflowStrategy);
channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, args);
channel.basicQos(1);
System.out.println(" [*] Waiting for messages...");
DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
String message = new String(delivery.getBody(), "UTF-8");
System.out.println(" [x] Received '" + message + "'");
try {
Thread.sleep(delay);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
channel.basicAck(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);
};
channel.basicConsume(QUEUE_NAME, false, deliverCallback, consumerTag -> {
});
}
}
\end{lstlisting}
\subsection{Код программы отправителя}
Класс `Send` представляет собой простого отправителя сообщений для RabbitMQ. Он подключается к брокеру (по адресу контейнера `rabbitmq`), использует очередь с именем `hello` (предполагая, что она уже существует), и в бесконечном цикле отправляет в неё сообщения с уникальным номером, указывая имя продюсера, полученное из переменной окружения `PRODUCER\_NAME`. Задержка между отправками настраивается через переменную `PRODUCER\_DELAY\_MS`. После каждой отправки ожидается подтверждение от брокера, иначе выводится предупреждение.
\begin{lstlisting}[label={lst:}]
package dev.tishenko.producer;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.Channel;
public class Send {
private static final String QUEUE_NAME = "hello";
public static void main(String[] args) throws Exception {
String name = System.getenv("PRODUCER_NAME");
name = name != null ? name : "";
String delayEnv = System.getenv("PRODUCER_DELAY_MS");
int delay = delayEnv != null ? Integer.parseInt(delayEnv) : 1000;
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setHost("rabbitmq");
try (Connection connection = factory.newConnection();
Channel channel = connection.createChannel()) {
channel.queueDeclarePassive(QUEUE_NAME);
channel.confirmSelect();
int count = 0;
while (true) {
String message = "Message from " + name + " #" + count++;
channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());
if (!channel.waitForConfirms()) {
System.out.println(" [!] Message was NOT confirmed!");
} else {
System.out.println(" [x] Sent '" + message + "'");
}
Thread.sleep(delay);
}
}
}
}
\end{lstlisting}
\subsection{Dockerfile для отправителя и получателя}
Для программы отправителя и получателя сообщений были созданы два идентичных Dockerfile. Программы написаны на Java и собирались с помощью Gradle, поэтому используется базовый образ \texttt{gradle:8.13-jdk21}.
\begin{lstlisting}[label={lst:}]
FROM gradle:8.13-jdk21
WORKDIR /app
COPY . .
RUN gradle build --no-daemon
CMD ["gradle", "run", "--no-daemon"]
\end{lstlisting}
\subsection{Настройка Docker Compose}
Файл \texttt{docker-compose.yml} нужен, чтобы управлять сразу несколькими контейнерами. Файл, представленный ниже, состоит из следующих секций:
\begin{itemize}
\item \textbf{rabbitmq} -- контейнер с RabbitMQ. Используется образ \texttt{rabbitmq:4.0-management}, который включает веб-интерфейс для мониторинга. Порты 5672 и 15672 проброшены наружу для AMQP-протокола и веб-интерфейса соответственно.
\item \textbf{producer1} -- первый продюсер, отправляющий сообщения в RabbitMQ. Сборка производится из локальной директории \texttt{./producer}. В переменных окружения задаётся имя продюсера (\texttt{PRODUCER\_NAME}) и задержка между отправкой сообщений в миллисекундах (\texttt{PRODUCER\_DELAY\_MS}).
\item \textbf{producer2} -- второй продюсер, аналогичный первому.
\item \textbf{consumer} -- получатель сообщений из очереди RabbitMQ. Сборка происходит из директории \texttt{./consumer}. Консьюмер обрабатывает сообщения с заданной задержкой (\texttt{CONSUMER\_DELAY\_MS}). Дополнительно задаются параметры очереди: максимальная длина (\texttt{QUEUE\_MAX\_LENGTH}) и поведение при переполнении (\texttt{QUEUE\_OVERFLOW}).
\item \textbf{networks} -- определение виртуальной сети \texttt{rabbitnet}, через которую все сервисы обмениваются данными. Используется стандартный сетевой драйвер \texttt{bridge}.
\end{itemize}
\begin{lstlisting}[label={lst:}]
services:
rabbitmq:
image: rabbitmq:4.0-management
hostname: rabbitmq
container_name: rabbitmq
ports:
- "5672:5672"
- "15672:15672"
networks:
- rabbitnet
producer1:
container_name: producer1
build:
context: ./producer
depends_on:
- rabbitmq
- consumer
environment:
- PRODUCER_NAME=first
- PRODUCER_DELAY_MS=1000
networks:
- rabbitnet
producer2:
container_name: producer2
build:
context: ./producer
depends_on:
- rabbitmq
- consumer
environment:
- PRODUCER_NAME=second
- PRODUCER_DELAY_MS=1000
networks:
- rabbitnet
consumer:
container_name: consumer
build:
context: ./consumer
depends_on:
- rabbitmq
environment:
- CONSUMER_DELAY_MS=1000
- QUEUE_MAX_LENGTH=10
- QUEUE_OVERFLOW=reject-publish # drop-head, reject-publish
networks:
- rabbitnet
networks:
rabbitnet:
driver: bridge
\end{lstlisting}
\section{Результат работы}
Ниже представлены логи для 10 секунд работы контейнеров, в режиме \texttt{QUEUE\_OVERFLOW=drop-head}. Начиная с 25 строки видно, что получатель начинает получать сообщения только от первого отправителя, потому что сообщения второго просто удаляются.
\begin{lstlisting}[label={lst:}]
producer1 | [x] Sent 'Message from first #0'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #1'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #2'
consumer | [x] Received 'Message from second #1'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #2'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #3'
consumer | [x] Received 'Message from first #1'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #3'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #4'
consumer | [x] Received 'Message from second #2'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #4'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #5'
consumer | [x] Received 'Message from first #2'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #5'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #6'
consumer | [x] Received 'Message from second #3'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #6'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #7'
consumer | [x] Received 'Message from first #3'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #7'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #8'
consumer | [x] Received 'Message from second #4'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #8'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #9'
consumer | [x] Received 'Message from first #4'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #9'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #10'
consumer | [x] Received 'Message from first #5'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #10'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #11'
consumer | [x] Received 'Message from first #6'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #11'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #12'
consumer | [x] Received 'Message from first #7'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #12'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #13'
consumer | [x] Received 'Message from first #8'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #13'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #14'
consumer | [x] Received 'Message from first #9'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #14'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #15'
consumer | [x] Received 'Message from first #10'
\end{lstlisting}
Ниже представлены логи для 10 секунд работы контейнеров, в режиме \texttt{QUEUE\_OVERFLOW=reject-publish}. Начиная с 27 строки, второй отправитель выдаёт сообщение \texttt{Message was NOT confirmed!}, это означает, что он получает отказ от RabbitMQ и его сообщение не добавляется в очередь.
\begin{lstlisting}[label={lst:}]
producer1 | [x] Sent 'Message from first #0'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #1'
consumer | [x] Received 'Message from second #1'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #2'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #2'
consumer | [x] Received 'Message from first #1'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #3'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #3'
consumer | [x] Received 'Message from second #2'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #4'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #4'
consumer | [x] Received 'Message from first #2'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #5'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #5'
consumer | [x] Received 'Message from second #3'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #6'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #6'
consumer | [x] Received 'Message from first #3'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #7'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #7'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #8'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #8'
consumer | [x] Received 'Message from second #4'
producer2 | [x] Sent 'Message from second #9'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #9'
consumer | [x] Received 'Message from first #4'
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
producer1 | [x] Sent 'Message from first #10'
consumer | [x] Received 'Message from second #5'
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
producer1 | [x] Sent 'Message from first #11'
consumer | [x] Received 'Message from first #5'
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
producer1 | [x] Sent 'Message from first #12'
consumer | [x] Received 'Message from second #6'
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
producer1 | [x] Sent 'Message from first #13'
consumer | [x] Received 'Message from first #6'
producer1 | [x] Sent 'Message from first #14'
consumer | [x] Received 'Message from second #7'
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
producer1 | [x] Sent 'Message from first #15'
consumer | [x] Received 'Message from first #7'
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
producer1 | [x] Sent 'Message from first #16'
consumer | [x] Received 'Message from second #8'
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
producer1 | [x] Sent 'Message from first #17'
consumer | [x] Received 'Message from first #8'
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
consumer | [x] Received 'Message from second #9'
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
producer1 | [x] Sent 'Message from first #18'
consumer | [x] Received 'Message from first #9'
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
producer1 | [x] Sent 'Message from first #19'
consumer | [x] Received 'Message from first #10'
\end{lstlisting}
\end{document}