Chat de Sala Única com UDP - Terceira Etapa

Este projeto implementa a terceira etapa do projeto da disciplina de Infraestrutura de Comunicações - IF678 2025.1, desenvolvendo um sistema de chat de sala única utilizando comunicação UDP com a biblioteca Socket em Python e protocolo RDT (Reliable Data Transfer) implementado na camada de aplicação.

Objetivo

Desenvolver um sistema cliente-servidor para chat em sala única utilizando o protocolo UDP com confiabilidade implementada na camada de aplicação, onde múltiplos clientes podem se conectar ao servidor e trocar mensagens. O sistema implementa funcionalidades como lista de amigos e sistema de banimento por votação

Estrutura do Projeto

Arquivos Principais

• client.py: Implementação do cliente de chat que se conecta ao servidor;
• server.py: Implementação do servidor que gerencia as conexões e distribui as mensagens;
• clienteRDT.py: Classe RDTFull que implementa o protocolo de transferência confiável para o cliente;
• serverRDT.py: Classe RDTServer que implementa o protocolo de transferência confiável para o servidor;

Funcionalidades Implementadas

Primeira Etapa - Transferência de Arquivos

• ✅ Comunicação UDP utilizando a biblioteca Socket do Python;
• ✅ Envio de arquivos em pacotes de até 1024 bytes (buffer_size);
• ✅ Recepção e armazenamento de arquivos no servidor;
• ✅ Devolução do arquivo com nome modificado para o cliente;
• ✅ Suporte a diferentes tipos de arquivo (texto, imagens, PDF, etc.);

Segunda Etapa - RDT (Reliable Data Transfer)

• ✅ Protocolo Stop-and-Wait: Implementação do protocolo RDT 3.0;
• ✅ Numeração Sequencial: Pacotes numerados alternadamente (0 e 1, conforme a máquina de estados);
• ✅ Sistema de ACK: Acknowledgments para confirmação de recebimento;
• ✅ Timeout e Retransmissão: Retransmissão automática em caso de perda;
• ✅ Detecção de Duplicatas: Identificação e descarte de pacotes duplicados;
• ✅ Simulação de Perda: Simulação configurável de perda de pacotes via linha de comando com taxa fixa ou aleatória;
• ✅ Confiabilidade sobre UDP: Transferência confiável utilizando protocolo não-confiável;

Terceira Etapa - Chat de Sala Única

• ✅ Sistema de Identificação: Cadastro de usuários com nomes únicos;
• ✅ Chat em Sala Única: Todos os usuários cadastrados podem enviar e receber mensagens;
• ✅ Lista de Amigos: Cada usuário pode criar e gerenciar sua lista de contatos;
• ✅ Identificação de Amigos: Mensagens de amigos são destacadas com [amigo];
• ✅ Sistema de Banimento: Votação para remoção de usuários da sala;
• ✅ Notificações: Avisos de entrada e saída de usuários;
• ✅ Visualização de Usuários: Comando para listar todos os participantes da sala;

Requisitos

• Linguagem: Python 3.6 ou superior;
• Bibliotecas: socket, struct, threading, sys, signal, datetime (bibliotecas padrão do Python);
• Sistema Operacional: Linux, Windows;

Como Executar

1. Executar o Servidor

Em um terminal, execute:

python "server.py"

O servidor iniciará e ficará aguardando conexões na porta 12345.

2. Executar o Cliente

Em um terminal, execute:

python "client.py"

O cliente solicitará o IP do servidor:

Digite o IP do servidor:

Verifique o IP do Servidor e digite para prosseguir.

3. Identificação no Sistema

Após conectar-se, o servidor solicitará a identificação do usuário:

Identifique-se com: hi, meu nome eh <nome>

Digite a mensagem de identificação com seu nome desejado:

Exemplo:

hi, meu nome eh Renato

Caso o nome já esteja em uso, será solicitado outro nome.

4. Comandos Disponíveis

No chat, você pode utilizar os seguintes comandos:

• bye - Sair do chat;
• list - Listar todos os usuários conectados;
• mylist - Mostrar sua lista de amigos;
• addtomylist <nome> - Adicionar um usuário à sua lista de amigos;
• rmvfrommylist <nome> - Remover um usuário da sua lista de amigos;
• ban <nome> - Votar para banir um usuário da sala; Qualquer outra mensagem será enviada para todos os usuários da sala.

Detalhes Técnicos

Protocolo de Comunicação RDT

1. Inicialização: Cliente e servidor inicializam com sequência 0;
2. Envio de Dados:
   • Remetente envia pacote com número de sequência atual;
   • Aguarda ACK correspondente dentro do timeout configurado;
3. Recebimento:
   • Receptor verifica número de sequência esperado;
   • Envia ACK com o número de sequência recebido;
   • Entrega dados à aplicação apenas se sequência correta;
4. Tratamento de Erros:
   • Timeout: Retransmite o último pacote enviado;
   • ACK Duplicado: Ignora ACKs de sequências antigas;
   • Pacote Duplicado: Reenvia último ACK sem entregar dados;

Estrutura do Sistema de Chat

• Identificação do Cliente:

  • Clientes se identificam com hi, meu nome eh <nome>;
  • O servidor verifica se o nome já está em uso;

• Formato das Mensagens:

  • As mensagens são exibidas no formato: IP:PORTA/~[amigo]NOME: MENSAGEM HORA DATA;
  • Mensagens de amigos são identificadas com o prefixo [amigo];

• Sistema de Banimento:

  • A votação para banimento requer maioria simples (50% + 1);
  • O usuário banido é removido da sala imediatamente;

• Manutenção de Conexões:

  • O servidor mantém registro de todos os endereços e seus respectivos nomes;
  • Ao sair (bye), os registros são removidos automaticamente;

Classes RDT Implementadas

RDTServer

• send(data, addr): Envia dados com garantia de entrega para um endereço;
• receive(): Recebe dados garantindo ordem e integridade;
• broadcast(message, exclude): Transmite mensagem para todos os clientes;
• broadcast_to_registered(message, names, exclude_addr): Transmite mensagem para todos os clientes registrados;

RDTFull

• send(data): Envia dados com garantia de entrega;
• receive(): Recebe dados garantindo ordem e integridade;

Testes Realizados

O sistema foi testado com:

• ✅ Múltiplas conexões simultâneas (4 conexões simultâneas em máquinas diferentes na mesma rede);
• ✅ Teste de envio e recebimento de mensagens em grupo;
• ✅ Gerenciamento de lista de amigos;
• ✅ Sistema de votação para banimento;
• ✅ Confiabilidade na entrega de mensagens;

Colaboradores

Esdras Gabriel	Henrique César	João Victor	Luiz Gustavo	Márcio Júnior