A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

2: Camada de Aplicação1 Capítulo 2: Camada de Aplicação Metas do capítulo: Ø aspectos conceituais e de implementação de protocolos de aplicação em redes.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "2: Camada de Aplicação1 Capítulo 2: Camada de Aplicação Metas do capítulo: Ø aspectos conceituais e de implementação de protocolos de aplicação em redes."— Transcrição da apresentação:

1 2: Camada de Aplicação1 Capítulo 2: Camada de Aplicação Metas do capítulo: Ø aspectos conceituais e de implementação de protocolos de aplicação em redes ü paradigma cliente servidor ü modelos de serviço Ø aprenda sobre protocolos através do estudo de protocolos populares do nível da aplicação Mais metas do capítulo Ø protocolos específicos: ü HTTP ü FTP ü SMTP / POP3 / IMAP ü DNS Ø a programação de aplicações de rede ü programação usando sockets

2 2: Camada de Aplicação2 Aplicações de rede: algum jargão Ø Um processo é um programa que executa num hospedeiro (host). Ø 2 processos no mesmo hospedeiro se comunicam usando comunicação entre processos definida pelo sistema operacional (SO). Ø 2 processos em hospedeiros distintos se comunicam usando um protocolo da camada de aplicação. Ø Um agente de usuário (UA) é uma interface entre o usuário e a aplicação de rede. ü WWW: browser ü Correio: leitor/compositor de mensagens ü streaming audio/video: tocador de mídia

3 2: Camada de Aplicação3 Aplicações e protocolos da camada de aplicação Aplicação: processos distribuídos em comunicação ü executam em hospedeiros no espaço de usuário ü trocam mensagens para implementar a aplicação ü p.ex., correio, transf. de arquivo, WWW Protocolos da camada de aplicação ü uma parte da aplicação ü define mensagens trocadas por apls e ações tomadas ü usam serviços providos por protocolos de camadas inferiores (TCP, UDP) aplicação transporte rede enlace física aplicação transporte rede enlace física aplicação transporte rede enlace física

4 2: Camada de Aplicação4 Camada de aplicação define: Ø Tipo das mensagens trocadas: ex, mensagens de requisição & resposta Ø Sintaxe das mensagens: quais os campos de uma mensagem & como estes são delineados; Ø Semântica dos campos: qual o significado das informações nos campos; Ø Regras: definem quando e como os processos enviam & respondem mensagens; Protocolos de domínio público: Ø Definidos por RFCs Ø Garante interoperabilidade Ø ex, HTTP, SMTP Protocolos proprietários: Ø ex, KaZaA

5 2: Camada de Aplicação5 Paradigma cliente-servidor (C-S) Apl. de rede típica tem duas partes: cliente e servidor aplicação transporte rede enlace física aplicação transporte rede enlace física Cliente: Ø inicia contato com o servidor (fala primeiro) Ø tipicamente solicita serviço do servidor Ø para WWW, cliente implementado no browser; para correio no leitor de mensagens Servidor: Ø provê ao cliente o serviço requisitado Ø p.ex., servidor WWW envia página solicitada; servidor de correio entrega mensagens pedido resposta

6 2: Camada de Aplicação6 Nem sempre no servidor Sistemas finais arbitrários comunicam-se diretamente Pares são intermitentemente conectados e trocam endereços IP Ex.: Gnutella Altamente escaláveis mas difíceis de gerenciar Paradigma P2P puro

7 2: Camada de Aplicação7 Napster Transferência de arquivo P2P Busca centralizada de arquivos: Conteúdo de registro dos pares no servidor central Consulta de pares no mesmo servidor central para localizar o conteúdo Instant messaging Bate-papo entre dois usuários é P2P Detecção/localização centralizada de presença: Usuário registra seu endereço IP com o servidor central quando fica on-line Usuário contata o servidor central para encontrar endereços IP dos vizinhos Híbrida de cliente-servidor e P2P

8 2: Camada de Aplicação8 Comunicação entre processos na rede Ø processos se comunicam enviando ou recebendo mensagens através de um socket; Ø socket ü O processo emissor joga a mensagem por seu socket; ü O processo emissor assume que há uma infra-estrutura de transporte no lado oposto do socket que irá transmitir a mensagem até o socket do processor receptor; processo TCP com buffers, Variáveis socket host ou servidor processo TCP com buffers, Variáveis socket host ou servidor Internet Controlado pelo OS Controlado pelo Desenvolvedor da aplicação Ø API: (1) escolhe do protocolo de transporte; (2) abilidade para fixar alguns parâmetros (voltamos mais tarde a este assunto)

9 2: Camada de Aplicação9 Identificando processos: Ø Para que um processo possa receber mensagens, ele precisa ter um identificador; Ø Cada host tem um endereço único de 32 bits – endereço IP; Ø Q: O endereço IP de um host no qual um processo está executando é suficiente para identificar este processo? Ø Resposta: Não, muitos processos podem estar em execução em um mesmo host Ø O identificador inclue tanto o endereço IP como também o número de porta associado com o processo no host; Ø Exemplo de número de portas: ü Servidor HTTP: 80 ü Servidor de Correio: 25 Ø Voltaremos a este assunto mais tarde

10 2: Camada de Aplicação10 De que serviço de transporte uma aplicação precisa? Perda de dados Ø algumas apls (p.ex. áudio) podem tolerar algumas perdas Ø outras (p.ex., transf. de arquivos, telnet) requerem transferência 100% confiável Temporização Ø algumas apls (p.ex., telefonia Internet, jogos interativos) requerem baixo retardo para serem viáveis Largura de banda Ø algumas apls (p.ex., multimídia) requerem quantia mínima de banda para serem viáveis Ø outras apls (apls elásticas) conseguem usar qualquer quantia de banda disponível

11 2: Camada de Aplicação11 Requisitos do serviço de transporte de apls comuns Aplicação transferência de arqs correio documentos WWW áudio/vídeo de tempo real áudio/vídeo gravado jogos interativos apls financeiras Perdas sem perdas tolerante sem perdas Banda elástica áudio: 5Kb-1Mb vídeo:10Kb-5Mb como anterior > alguns Kbps elástica Sensibilidade temporal não sim, 100s mseg sim, alguns segs sim, 100s mseg sim e não

12 2: Camada de Aplicação12 Serviços providos por protocolos de transporte Internet serviço TCP: Ø orientado a conexão: negociação e definição da conexão (setup) requerida entre cliente, servidor Ø transporte confiável entre processos remetente e receptor Ø controle de fluxo: remetente não vai sobrecarregar o receptor Ø controle de congestionamento: estrangular remetente quando a rede está sobrecarregada Ø não provê: garantias temporais ou de banda mínima serviço UDP: Ø transferência de dados não confiável entre processos remetente e receptor Ø não provê: setup da conexão, confiabilidade, controle de fluxo, controle de congestionamento, garantias temporais ou de banda mínima P: Qual é o interesse em ter um UDP?

13 2: Camada de Aplicação13 Apls Internet: seus protocolos e seus protocolos de transporte Aplicação correio eletrônico accesso terminal remoto WWW transferência de arquivos streaming multimídia servidor de arquivo remoto telefonia Internet Protocolo da camada de apl smtp [RFC 821] telnet [RFC 854] http [RFC 2068] ftp [RFC 959] proprietário (p.ex. RealNetworks) NSF proprietário (p.ex., Vocaltec) Protocolo de transporte usado TCP TCP ou UDP tipicamente UDP

14 2: Camada de Aplicação14 WWW e HTTP: algum jargão Ø Página WWW: ü consiste de objetos ü endereçada por uma URL Ø Quase todas as páginas WWW consistem de: ü página base HTML, e ü vários objetos referenciados. Ø URL tem duas partes: nome de hospedeiro, e nome de caminho: Ø Agente de usuário para WWW se chama de browser: ü MS Internet Explorer ü Netscape Communicator Ø Servidor para WWW se chama servidor WWW: ü Apache (domínio público) ü MS Internet Information Server (IIS) nome do host nome do caminho

15 2: Camada de Aplicação15 Protocolo HTTP: visão geral HTTP: hypertext transfer protocol Ø protocolo da camada de aplicação para WWW Ø modelo cliente/servidor ü cliente: browser que pede, recebe, visualiza objetos WWW ü servidor: servidor WWW envia objetos em resposta a pedidos Ø http1.0: RFC 1945 Ø http1.1: RFC 2068 PC executa Explorer Servidor executando servidor WWW do NCSA Mac executa Navigator pedido http resposta http

16 2: Camada de Aplicação16 Mais sobre o protocolo HTTP HTTP: serviço de transporte TCP: Ø cliente inicia conexão TCP (cria socket) ao servidor, porta 80 Ø servidor aceita conexão TCP do cliente Ø mensagens HTTP (mensagens do protocolo da camada de apl) trocadas entre browser (cliente HTTP) e servidor e WWW (servidor HTTP) Ø encerra conexão TCP HTTP é sem estado Ø servidor não mantém informação sobre pedidos anteriores do cliente Protocolos que mantêm estado são complexos! Ø história passada (estado) tem que ser guardada Ø Caso servidor/cliente parem de executar, suas visões do estado podem ser inconsistentes, devendo então ser reconciliadas Nota

17 2: Camada de Aplicação17 Conexões HTTP HTTP: não persistente Ø No máximo um objeto é enviado em uma conexão TCP; Ø HTTP/1.0 usa conexões não persistentes HTTP: persistente Ø Múltiplos objetos podem ser enviados numa única conexão TCP entre o servidor e o cliente; Ø HTTP/1.1 usa conexões persistentes no modo default;

18 2: Camada de Aplicação18 Ex: HTTP não-persistente Supomos que usuário digita a URL 1a. Cliente http inicia conexão TCP com o servidor http (processo) Porta 80 é padrão para servidor http. 2. cliente http envia mensagem de pedido de http (contendo URL) através do socket da conexão TCP. A mensgem indica qeu o cliente deseja o objeto someDepartment/home.index 1b. servidor http no hospedeiro espera por conexão TCP na porta 80. aceita conexão, avisando ao cliente 3. servidor http recebe mensagem de pedido, formula mensagem de resposta contendo objeto solicitado ( algumDepartmento/inicial.index ), envia mensagem via socket tempo (contém texto, referências a 10 imagens jpeg)

19 2: Camada de Aplicação19 Ex: HTTP não-persistente (cont.) 5. cliente http recebe mensagem de resposta contendo arquivo html, visualiza html. Analisando arquivo html, encontra 10 objetos jpeg referenciados 6. Passos 1 a 5 repetidos para cada um dos 10 objetos jpeg 4. servidor http encerra conexão TCP. tempo

20 2: Camada de Aplicação20 Tempo de Resposta Definição de RTT: tempo para enviar um pequeno pacote para viajar do cliente para o servidor e retornar; Tempo de resposta: Ø um RTT para iniciar a conexão TCP Ø um RTT para a requisição HTTP e para que alguns bytes da resposta HTTP sejam recebidos Ø tempo de transmissão do arquivo total = 2RTT+tempo de transmissão Tempo para transmitir arquivo Inicia conexão TCP RTT requisição do arquivo RTT Arquivo recebido tempo

21 2: Camada de Aplicação21 HTTP persistente HTTP não-persistente: Ø servidor analisa pedido, responde, e encerra conexão TCP Ø requer 2 RTTs para trazer cada objeto Ø mas os browsers geralmente abrem conexões TCP paralelas para trazer cada objeto HTTP- persistente Ø servidor mantém conexão aberta depois de enviar a resposta; Ø mensagens HTTP subsequentes entre o o mesmos cliente/servidor são enviadas por esta conexão; Ø na mesma conexão TCP: servidor analisa pedido, responde, analisa novo pedido e assim por diante Persistente sem pipelining: Ø Cliente só faz nova requisição quando a resposta de uma requisição anterior foi recebida; Ø um RTT para cada objeto Persistente com pipelining: Ø default in HTTP/1.1 Ø O cliente envia a requisição assim que encontra um objeto; Ø Um pouco mais de um RTT para trazer todos os objetos

22 2: Camada de Aplicação22 Formato de mensagem HTTP: pedido Ø Dois tipos de mensagem HTTP: pedido, resposta Ø mensagem de pedido HTTP: ü ASCII (formato legível por pessoas) GET /somedir/page.html HTTP/1.0 User-agent: Mozilla/4.0 Accept: text/html, image/gif,image/jpeg Accept-language:fr (carriage return (CR), line feed(LF) adicionais) linha do pedido (comandos GET, POST, HEAD) linhas do cabeçalho Carriage return, line feed indica fim de mensagem

23 2: Camada de Aplicação23 Mensagem de pedido HTTP: formato geral

24 2: Camada de Aplicação24 Tipos de Requisição Método Post: Ø A página Web geralmente inclue um formulário para entrada de dados; Ø A requisição é enviada para o servidor no corpo da entidade; Método URL: Ø Usa método GET Ø A requisição é enviada para o servidor no campo URL da linha de requisição;

25 2: Camada de Aplicação25 Tipos de Métodos HTTP/1.0 Ø GET Ø POST Ø HEAD ü Pede ao servidor que deixe de fora da resposta o objeto solicitado; geralmente é usado para depuração; HTTP/1.1 Ø GET, POST, HEAD Ø PUT Ø DELETE ü Remove o arquivo especificado no campo URL;

26 2: Camada de Aplicação26 Formato de mensagem HTTP: resposta HTTP/ OK Date: Thu, 06 Aug :00:15 GMT Server: Apache/1.3.0 (Unix) Last-Modified: Mon, 22 Jun 1998 …... Content-Length: 6821 Content-Type: text/html dados dados dados dados... linha de status (protocolo, código de status, frase de status) linhas de cabeçalho dados, p.ex., arquivo html solicitado

27 2: Camada de Aplicação27 Códigos de status da resposta HTTP 200 OK ü sucesso, objeto pedido segue mais adiante nesta mensagem 301 Moved Permanently ü objeto pedido mudou de lugar, nova localização especificado mais adiante nesta mensagem (Location:) 400 Bad Request ü mensagem de pedido não entendida pelo servidor 404 Not Found ü documento pedido não se encontra neste servidor 505 HTTP Version Not Supported ü versão de http do pedido não usada por este servidor Na primeira linha da mensagem de resposta servidor->cliente. Alguns códigos típicos:

28 2: Camada de Aplicação28 Experimente você com http (do lado cliente) 1. Use cliente telnet para seu servidor WWW favorito: Abre conexão TCP para a porta 80 (porta padrão do servidor http) a Qualquer coisa digitada é enviada para a porta 80 do telnet Digite um pedido GET http: GET /~michael/index.html HTTP/1.0 Digitando isto (deve teclar ENTER duas vezes), está enviando este pedido GET mínimo (porém completo) ao servidor http 3. Examine a mensagem de resposta enviado pelo servidor http !

29 2: Camada de Aplicação29 HTML (HyperText Markup Language) Ø HTML: uma linguagem simples para hipertexto ü começou como versão simples de SGML ü construção básica: cadéias de texto anotadas Ø Construtores de formato operam sobre cadéias ü.. bold (negrito) ü..título centrado.. ü.. Ø vários formatos ü listas de bullets, listas ordenadas, listas de definição ü tabelas ü frames

30 2: Camada de Aplicação30 Encadeamento de referências Ø Referências... ü a componentes do documento local clique para uma dica ü a documentos no servidor local voltar ao sumário ü a documentos em outros servidores saiba sobre a UFF Ø Multimídia ü imagem embutida: ü imagem externa: imagem maior ü vídeo Mpeg um bom filme ü som feliz niver

31 2: Camada de Aplicação31 Formulários e interação bidirecional Ø Formulários transmitem informação do cliente ao servidor Ø HTTP permite enviar formulários ao servidor Ø Resposta enviada como página HTML dinâmica Ø Formulários processados usando scripts CGI (programas que executam no servidor WWW) ü CGI - Common Gateway Interface ü scripts CGI escondem acesso a diferentes serviços ü servidor WWW atua como gateway universal cliente WWW servidor WWW Sistema de informação GET/POST formulário resposta: HTML

32 2: Camada de Aplicação32 Interação usuário-servidor: autenticação Meta da autenticação: controle de acesso aos documentos do servidor Ø sem estado: cliente deve apresentar autorização com cada pedido Ø autorização: tipicamente nome, senha authorization: linha de cabeçalho no pedido ü se não for apresentada autorização, servidor nega acesso, e coloca no cabeçalho da resposta WWW authenticate: cliente servidor msg de pedido http comum 401: authorization req. WWW authenticate: msg de pedido http comum + Authorization:line msg de resposta http comum tempo Browser guarda nome e senha para evitar que sejam pedidos ao usuário a cada acesso. msg de pedido http comum + Authorization:line msg de resposta http comum

33 2: Camada de Aplicação33 Interação usuário-servidor: cookies, mantendo o estado Exemplo: ü Susan acessa a Internet sempre usando o mesmo PC; ü Ela visita um site de comércio eletrônico pela primeira vez; ü Quando a requisição HTTP inicial chega ao site, é criado um ID único e uma entrada no bando de dados para este ID; ü servidor envia cookie ao cliente na msg de resposta ü cliente apresenta cookie nos pedidos posteriores ü servidor casa cookie- apresentado com a info guardada no servidor

34 2: Camada de Aplicação34 A grande maioria dos sites Web usa cookies Quatro componentes: 1) linha de cabeçalho do cookie na mensagem de resposta HTTP; 2) linha de cabeçalho do cookie na mensagem de requisição HTTP 3) Arquivo de cookie mantido na máquina do usuário e gerenciado por seu browser; 4) Banco de dados no site Web Interação usuário-servidor: cookies, mantendo o estado

35 2: Camada de Aplicação35 cliente servidor requisição http comum resposta http comum + Set-cookie: 1678 requisição http comum cookie: 1678 resposta http comumrequisição http comum cookie: 1678 resposta http comum Ação específica do cookie servidor cria ID 1678 para o usuário Entrada no banco de dados acesso Arquivo Cookie amazon: 1678 ebay: 8734 Arquivo Cookie ebay: 8734 Arquivo Cookie amazon: 1678 ebay: 8734 Uma semana depois: Interação usuário-servidor: cookies, mantendo o estado

36 2: Camada de Aplicação36 O que cookie pode trazer? Ø autorização Ø shopping carts Ø recomendações Ø Estado de sessões de usuários (Web ) Cookies e privacidade: Ø O uso de cookies permite que o site aprenda muita coisa sobre você Ø Você deve fornecer nome e para os sites; Ø Ferramentas de buscas usam redirecionamento & cookies para aprender ainda mais; Ø Agências de publicidade obtém suas informações através dos sites; Nota Interação usuário-servidor: cookies, mantendo o estado

37 2: Camada de Aplicação37 Interação usuário-servidor: GET condicional Ø Meta: não enviar objeto se cliente já tem (no cache) versão atual Ø cliente: especifica data da cópia no cache no pedido http If-modified-since: Ø servidor: resposta não contém objeto se cópia no cache é atual: HTTP/ Not Modified cliente servidor msg de pedido http If-modified-since: resposta http HTTP/ Not Modified objeto não modificado msg de pedido http If-modified-since: resposta http HTTP/ OK … objeto modificado

38 2: Camada de Aplicação38 FTP: o protocolo de transferência de arquivos Ø transferir arquivo de/para hospedeiro remoto Ø modelo cliente/servidor ü cliente: lado que inicia transferência (pode ser de ou para o sistema remoto) ü servidor: hospedeiro remoto Ø ftp: RFC 959 Ø servidor ftp: porta 21 transferência do arquivo FTP servidor Interface do usuário FTP cliente FTP sistema de arquivos local sistema de arquivos remoto usuário na estação

39 2: Camada de Aplicação39 FTP: conexões separadas p/ controle, dados Ø Cliente FTP contacta servidor ftp na porta 21, especificando TCP como protocolo de transporte Ø Cliente obtem autorização através da conexão de controle; Ø O cliente acessa o diretório remoto através do envio de comandos pela conexão de controle; Ø Quando o servidor recebe um comando para transferência de arquivo, o servidor abre uma conexão TCP com o cliente; Ø Depois de transferir o arquivo a conexão é finalizada; cliente FTP servidor FTP conexão de controle TCP, porta 21 conexão de dados TCP, porta 20 Ø são abertas duas conexões TCP paralelas: ü controle: troca comandos, respostas entre cliente, servidor. controle fora da banda ü dados: dados de arquivo de/para servidor

40 2: Camada de Aplicação40 FTP: comandos, respostas Comandos típicos: Ø enviados em texto ASCII pelo canal de controle USER nome PASS senha LIST devolve lista de arquivos no directório corrente RETR arquivo recupera (lê) arquivo remoto STOR arquivo armazena (escreve) arquivo no hospedeiro remoto Códigos de retorno típicos Ø código e frase de status (como para http) Ø 331 Username OK, password required Ø 125 data connection already open; transfer starting Ø 425 Cant open data connection Ø 452 Error writing file

41 2: Camada de Aplicação41 Correio Eletrônico Três grandes componentes: Ø agentes de usuário (UA) Ø servidores de correio Ø SMTP: simple mail transfer protocol Agente de Usuário Ø a.k.a. leitor de correio Ø compor, editar, ler mensagens de correio Ø p.ex., Eudora, Outlook, elm, Netscape Messenger Ø mensagens de saída e chegada são armazenadas no servidor caixa de correio do usuário fila de msg de saída agente de usuário servidor de correio agente de usuário SMTP agente de usuário servidor de correio

42 2: Camada de Aplicação42 Correio Eletrônico: servidores de correio Servidores de correio Ø caixa de correio contém mensagens de chegada (ainda não lidas) p/ usuário Ø fila de mensagens contém mensagens de saída (a serem enviadas) Ø protocolo SMTP entre servidores de correio para transferir mensagens de correio ü cliente: servidor de correio que envia ü servidor: servidor de correio que recebe servidor de correio agente de usuário SMTP agente de usuário servidor de correio

43 2: Camada de Aplicação43 Correio Eletrônico: SMTP [RFC 821] Ø usa TCP para a transferência confiável de msgs do correio do cliente ao servidor, porta 25 Ø transferência direta: servidor remetente ao servidor receptor Ø três fases da transferência ü handshaking (cumprimento) ü transferência das mensagens ü encerramento Ø interação comando/resposta ü comandos: texto ASCII ü resposta: código e frase de status Ø mensagens precisam ser em ASCII de 7-bits

44 2: Camada de Aplicação44 Cenário: Alice envia msg para Bob 1) Alice usa UA para compor a mensagem e enviá-la para 2) O UA da Alice envia a mensagem para o seu servidor de correio; a msg é colocada na fila de mensagens; 3) O cliente SMTP abre uma conexão TCP com o servidor de correio do Bob 4) SMTP cliente envia a msg da Alice através da conexão TCP; 5) Servidor de correio de Bob coloca a msg na caixa de correio de Bob; 6) Bob invoca o seu UA para ler a sua msg; agente usuário servidor correio servidor correio agente usuário

45 2: Camada de Aplicação45 Interação SMTP típica S: 220 doces.br C: HELO consumidor.br S: 250 Hello consumidor.br, pleased to meet you C: MAIL FROM: S: 250 Sender ok C: RCPT TO: S: 250 Recipient ok C: DATA S: 354 Enter mail, end with "." on a line by itself C: Voce gosta de chocolate? C: Que tal sorvete? C:. S: 250 Message accepted for delivery C: QUIT S: 221 doces.br closing connection

46 2: Camada de Aplicação46 Experimente você uma interação SMTP : telnet nomedoservidor 25 Ø veja resposta 220 do servidor Ø entre comandos HELO, MAIL FROM, RCPT TO, DATA, QUIT estes comandos permite que você envie correio sem usar um cliente (leitor de correio)

47 2: Camada de Aplicação47 SMTP: últimas palavras Ø SMTP usa conexões persistentes Ø smtp requerque a mensagem (cabeçalho e corpo) sejam em ASCII de 7-bits algumas cadeias de caracteres não são permitidas numa mensagem (p.ex., CRLF.CRLF ). Logo a mensagem pode ter que ser codificada (normalmente em base-64 ou quoted printable) servidor SMTP usa CRLF.CRLF para reconhecer o final da mensagem Comparação com http Ø HTTP : pull (puxar) Ø push (empurrar) Ø ambos tem interação comando/resposta, códigos de status em ASCII Ø HTTP: cada objeto é encapsulado em sua própria mensagem de resposta Ø SMTP: múltiplos objetos de mensagem enviados numa mensagem de múltiplas partes

48 2: Camada de Aplicação48 Formato de uma mensagem SMTP: protocolo para trocar msgs de correio RFC 822: padrão para formato de mensagem de texto: Ø linhas de cabeçalho, p.ex., ü To: ü From: ü Subject: diferentes dos comandos de SMTP! Ø corpo ü a mensagem, somente de caracteres ASCII cabeçalho corpo linha em branco

49 2: Camada de Aplicação49 Formato de uma mensagem: extensões para multimídia Ø MIME: multimedia mail extension, RFC 2045, 2056 Ø linhas adicionais no cabeçalho da msg declaram tipo do conteúdo MIME From: To: Subject: Imagem de uma bela torta MIME-Version: 1.0 Content-Transfer-Encoding: base64 Content-Type: image/jpeg base64 encoded data base64 encoded data tipo, subtipo de dados multimídia, declaração parâmetros método usado p/ codificar dados versão MIME Dados codificados

50 2: Camada de Aplicação50 Tipos MIME Content-Type: tipo/subtipo; parâmetros Text subtipos exemplos: plain, html Ø charset=iso , ascii Image subtipos exemplos : jpeg, gif Video subtipos exemplos : mpeg, quicktime Audio subtipos exemplos : basic (8-bit codificado mu-law), 32kadpcm (codificação 32 kbps) Application Ø outros dados que precisam ser processados por um leitor para serem visualizados subtipos exemplos : msword, octet-stream

51 2: Camada de Aplicação51 Tipo Multipart From: To: Subject: Imagem de uma bela torta MIME-Version: 1.0 Content-Type: multipart/mixed; boundary= Content-Transfer-Encoding: quoted-printable Content-Type: text/plain caro Bernardo, Anexa a imagem de uma torta deliciosa Content-Transfer-Encoding: base64 Content-Type: image/jpeg base64 encoded data base64 encoded data

52 2: Camada de Aplicação52 Protocolos de accesso ao correio Ø SMTP: entrega/armazenamento no servidor do receptor Ø protocolo de accesso ao correio: recupera do servidor ü POP: Post Office Protocol [RFC 1939] autorização (agente servidor) e transferência ü IMAP: Internet Mail Access Protocol [RFC 1730] mais comandos (mais complexo) manuseio de msgs armazenadas no servidor ü HTTP: Hotmail, Yahoo! Mail, Webmail, etc. servidor de correio do remetente SMTP POP3 ou IMAP servidor de correio do receptor agente de usuário

53 2: Camada de Aplicação53 Protocolo POP3 fase de autorização Ø comandos do cliente: user: declara nome pass: senha Ø servidor responde ü +OK -ERR fase de transação, cliente: list: lista números das msgs retr: recupera msg por número dele: apaga msg Ø quit C: list S: S: S:. C: retr 1 S: S:. C: dele 1 C: retr 2 S: S:. C: dele 2 C: quit S: +OK POP3 server signing off S: +OK POP3 server ready C: user ana S: +OK C: pass faminta S: +OK user successfully logged on

54 2: Camada de Aplicação54 POP3 e IMAP Mais sobre POP3 Ø O exemplo anterior usa o modo ler-e-apagar. Ø Bob não pode reler suas msgs se ele mudar de cliente; Ø POP3 não mantém estado; IMAP Ø Usa o modo: ler-e- guardar que posibilita acessar mensagens de vários clientes; Ø Mantém todas as mensagens em um único lugar: servidor; Ø Permite que o usuário organize suas msgs em pastas remotas como se fosse locais; Ø IMAP mantém estado dos usuários durante as sessões: ü Nomes e pastas e mapeia os IDs das msgs e o nome das pastas;

55 2: Camada de Aplicação55 DNS: Domain Name System Pessoas: muitos identificadores: ü CPF, nome, no. da Identidade hospedeiros, roteadores Internet : ü endereço IP (32 bit) - usado p/ endereçar datagramas ü nome, ex., jambo.ic.uff.br - usado por gente P: como mapear entre nome e endereço IP? Domain Name System: Ø base de dados distribuída implementada na hierarquia de muitos servidores de nomes Ø protocolo de camada de aplicação permite que hospedeiros, roteadores, servidores de nomes se comuniquem para resolver nomes (tradução endereço/nome) ü note: função imprescindível da Internet implementada como protocolo de camada de aplicação ü complexidade na borda da rede

56 2: Camada de Aplicação56 DNS Ø Roda sobre UDP e usa a porta 53 Ø Especificado nas RFCs 1034 e 1035 e atualizado em outras RFCs. Ø Outros serviços: ü apelidos para hospedeiros (aliasing) ü apelido para o servidor de mails ü distribuição da carga

57 2: Camada de Aplicação57 Servidores de nomes DNS Ø Nenhum servidor mantém todos os mapeamento nome- para-endereço IP servidor de nomes local: ü cada provedor, empresa tem servidor de nomes local (default) ü pedido DNS de hospedeiro vai primeiro ao servidor de nomes local servidor de nomes oficial: ü p/ hospedeiro: guarda nome, endereço IP dele ü pode realizar tradução nome/endereço para este nome Por que não centralizar o DNS? Ø ponto único de falha Ø volume de tráfego Ø base de dados centralizada e distante Ø manutenção (da BD) Não é escalável!

58 2: Camada de Aplicação58 DNS: Servidores raiz Ø procurado por servidor local que não consegue resolver o nome Ø servidor raiz: ü procura servidor oficial se mapeamento é desconhecido ü obtém tradução ü devolve mapeamento ao servidor local b USC-ISI Marina del Rey, CA l ICANN Marina del Rey, CA e NASA Mt View, CA f Internet Software C. Palo Alto, CA i NORDUnet Stockholm k RIPE London m WIDE Tokyo a NSI Herndon, VA c PSInet Herndon, VA d U Maryland College Park, MD g DISA Vienna, VA h ARL Aberdeen, MD j NSI (TBD) Herndon, VA 13 servidores raíz no mundo

59 2: Camada de Aplicação59 Exemplo simples do DNS hospedeiro manga.ic.uff.br requer endereço IP de 1. Contata servidor DNS local, pitomba.ic.uff.br 2. pitomba.ic.uff.br contata servidor raiz, se necessário 3. Servidor raiz contata servidor oficial cs.columbia.edu, se necessário solicitante manga.ic.uff.br servidor de nomes raiz servidor oficial cs.columbia.edu servidor local pitomba.ic.uff.br

60 2: Camada de Aplicação60 Exemplo de DNS Servidor raiz: Ø pode não conhecer o servidor de nomes oficial Ø pode conhecer servidor de nomes intermediário: a quem contatar para descobrir o servidor de nomes oficial solicitante manga.ic.uff.br servidor local pitomba.ic.uff.br servidor oficial cs.columbia.edu servidor intermediário saell.cc.columbia.edu 7 8 servidor de nomes raiz

61 2: Camada de Aplicação61 DNS: consultas interativas consulta recursiva: Ø transfere a responsabilidade de resolução do nome para o servidor de nomes contatado Ø carga pesada? consulta interativa: Ø servidor consultado responde com o nome de um servidor de contato Ø Não conheço este nome, mas pergunte para esse servidor consulta interativa servidor de nomes raíz servidor local pitomba.ic.uff.br servidor intermediário saell.cc.columbia.edu servidor oficial cs.columbia.edu solicitante manga.ic.uff.br

62 2: Camada de Aplicação62 DNS: uso de cache, atualização de dados Ø uma vez que um servidor qualquer aprende um mapeamento, ele o coloca numa cache local ü futuras consultas são resolvidas usando dados da cache ü entradas na cache são sujeitas a temporização (desaparecem depois de um certo tempo) ttl = time to live (sobrevida) Ø estão sendo projetados pela IETF mecanismos de atualização/notificação dos dados ü RFC 2136 ü

63 2: Camada de Aplicação63 Registros DNS DNS: BD distribuído contendo registros de recursos (RR) Ø Tipo=NS nome é domínio (p.ex. foo.com.br) valor é endereço IP de servidor oficial de nomes para este domínio formato RR: (nome, valor, tipo, sobrevida) Ø Tipo=A nome é nome de hospedeiro valor é o seu endereço IP Ø Tipo=CNAME nome é nome alternativo (alias) para algum nome canônico (verdadeiro) valor é o nome canônico Ø Tipo=MX nome é domínio valor é nome do servidor de correio para este domínio

64 2: Camada de Aplicação64 DNS: protocolo e mensagens protocolo DNS: mensagens de pedido e resposta, ambas com o mesmo formato de mensagem cabeçalho de msg Ø identificação: ID de 16 bit para pedido, resposta ao pedido usa mesmo ID Ø flags: ü pedido ou resposta ü recursão desejada ü recursão permitida ü resposta é oficial

65 2: Camada de Aplicação65 DNS: protocolo e mensagens campos de nome, e de tipo num pedido RRs em resposta ao pedido registros para outros servidores oficiais info adicional relevante que pode ser usada

66 2: Camada de Aplicação66 Programação com sockets API Sockets Ø apareceu no BSD4.1 UNIX em 1981 Ø são explicitamente criados, usados e liberados por apls Ø paradigma cliente/servidor Ø dois tipos de serviço de transporte via API Sockets ü datagrama não confiável ü fluxo de bytes, confiável uma interface (uma porta), local ao hospedeiro, criada por e pertencente à aplicação, e controlado pelo SO, através da qual um processo de aplicação pode tanto enviar como receber mensagens para/de outro processo de aplicação (remoto ou local) socket Meta: aprender a construir aplicações cliente/servidor que se comunicam usando sockets

67 2: Camada de Aplicação67 Programação com sockets usando TCP Socket: uma porta entre o processo de aplicação e um protocolo de transporte fim-a-fim (UDP ou TCP) Serviço TCP: transferência confiável de bytes de um processo para outro processo TCP com buffers, variáveis socket controlado pelo programador de aplicação controlado pelo sistema operacional estação ou servidor processo TCP com buffers, variáveis socket controlado pelo programador de aplicação controlado pelo sistema operacional estação ou servidor internet

68 2: Camada de Aplicação68 Cliente deve contactar servidor Ø processo servidor deve antes estar em execução Ø servidor deve antes ter criado socket (porta) que aguarda contato do cliente Cliente contacta servidor para: Ø criar socket TCP local ao cliente Ø especificar endereço IP, número de porta do processo servidor Ø Quando cliente cria socket: TCP do cliente estabelece conexão com TCP do servidor Ø Quando contatado pelo cliente, o TCP do servidor cria socket novo para que o processo servidor possa se comunicar com o cliente ü permite que o servidor converse com múltiplos clientes TCP provê transferência confiável, ordenada de bytes (pipe) entre cliente e servidor ponto de vista da aplicação Programação com sockets usando TCP

69 2: Camada de Aplicação69 Comunicação entre sockets

70 2: Camada de Aplicação70 Exemplo de aplicação cliente-servidor cliente lê linha da entrada padrão (fluxo doUsuário ), envia para servidor via socket (fluxo paraServidor ) Ø servidor lê linha do socket Ø servidor converte linha para letras maiúsculas, devolve para o cliente cliente lê linha modificada do socket (fluxo doServidor ), imprime-a do Usuário para rededa rede paraServidor doUsuário tecladomonitor Process clientSocket TCP socket fluxo de entrada: seqüência de bytes para dentro do processo fluxo de saída: seqüência de bytes para fora do processo processo cliente TCP socket cliente

71 2: Camada de Aplicação71 Interações cliente/servidor usando o TCP aguarda chegada de pedido de conexão socketConexão = socketRecepção.accept() cria socket, porta= x, para receber pedido: socketRecepção = ServerSocket () cria socket, abre conexão a nomeHosp, porta= x socketCliente = Socket() fecha socketConexão lê resposta de socketCliente fecha socketCliente Servidor (executa em nomeHosp ) Cliente Envia pedido usando socketCliente lê pedido de socketConexão escreve resposta para socketConexão TCP setup da conexão

72 2: Camada de Aplicação72 Exemplo: cliente Java (TCP) import java.io.*; import java.net.*; class ClienteTCP { public static void main(String argv[]) throws Exception { String frase; String fraseModificada; BufferedReader doUsuario = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); Socket socketCliente = new Socket(nomeHosp", 6789); DataOutputStream paraServidor = new DataOutputStream(socketCliente.getOutputStream()); Cria fluxo de entrada Cria socket de cliente, conexão ao servidor Cria fluxo de saída ligado ao socket

73 2: Camada de Aplicação73 Exemplo: cliente Java (TCP), cont. BufferedReader doServidor = new BufferedReader(new InputStreamReader(socketCliente.getInputStream())); frase = doUsuario.readLine(); paraServidor.writeBytes(frase + '\n'); fraseModificada = doServidor.readLine(); System.out.println ( Do Servidor: " + fraseModificada ) ; socketCliente.close(); } Cria fluxo de entrada ligado ao socket Envia linha ao servidor Lê linha do servidor

74 2: Camada de Aplicação74 Exemplo: servidor Java (TCP) import java.io.*; import java.net.*; class servidorTCP { public static void main(String argv[]) throws Exception { String fraseCliente; StringfFraseMaiusculas; ServerSocket socketRecepcao = new ServerSocket(6789); while(true) { Socket socketConexao = socketRecepcao.accept(); BufferedReader doCliente = new BufferedReader(new InputStreamReader(socketConexao.getInputStream())); Cria socket para recepção na porta 6789 Aguarda, no socket para recepção, o contato do cliente Cria fluxo de entrada, ligado ao socket

75 2: Camada de Aplicação75 Exemplo: servidor Java (TCP), cont DataOutputStream paraCliente = new DataOutputStream(socketConexão.getOutputStream()) ; fraseCliente= doCliente.readLine(); fraseEmMaiusculas= fraseCliente.toUpperCase() + '\n'; paraClient.writeBytes(fraseEmMaiusculas); } Lê linha do socket Cria fluxo de saída, ligado ao socket Escreve linha ao socket Final do laço while, volta ao início e aguarda conexão de outro cliente

76 2: Camada de Aplicação76 Programação com sockets usando UDP UDP: não tem conexão entre cliente e servidor Ø não tem handshaking Ø remetente coloca explicitamente endereço IP e porta do destino Ø servidor deve extrair endereço IP, porta do remetente do datagrama recebido UDP: dados transmitidos podem ser recebidos fora de ordem, ou perdidos UDP provê transferência não confiável de grupos de bytes (datagramas) entre cliente e servidor ponto de vista da aplicação

77 2: Camada de Aplicação77 Interações cliente/servidor usando o UDP fecha socketCliente Servidor (executa em nomeHosp ) lê resposa do socketCliente cria socket, socketCliente = DatagramSocket() Cliente cria, endereça ( nomeHosp, porta=x, envia pedido em datagrama usando socketCliente cria socket, porta= x, para pedido que chega: socketServidor = DatagramSocket() lê pedido do socketServidor escreve resposta ao socketServidor especificando endereço IP, número de porta do cliente

78 2: Camada de Aplicação78 Cliente UDP

79 2: Camada de Aplicação79 Exemplo: cliente Java (UDP) enviaPacket para rededa rede recebePacket doUsuário tecladomonitor Process clientSocket pacote UDP fluxo de entrada pacote UDP socket Saída: envia pacote (TCP envia byte stream) Entrada: recebe pacote (TCP recebe byte stream) processo cliente socket UDP cliente

80 2: Camada de Aplicação80 Exemplo: cliente Java (UDP) import java.io.*; import java.net.*; class clienteUDP { public static void main(String args[]) throws Exception { BufferedReader do Usuario= new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); DatagramSocket socketCliente = new DatagramSocket(); InetAddress IPAddress = InetAddress.getByName(nomeHosp"); byte[] sendData = new byte[1024]; byte[] receiveData = new byte[1024]; String frase = doUsuario.readLine(); sendData = frase.getBytes(); Cria fluxo de entrada Cria socket de cliente Traduz nome de hospedeiro ao endereço IP usando DNS

81 2: Camada de Aplicação81 Exemplo: cliente Java (UDP) cont. DatagramPacket pacoteEnviado = new DatagramPacket(dadosEnvio, dadosEnvio.length, IPAddress, 9876); socketCliente.send(pacoteEnviado); DatagramPacket pacoteRecebido = new DatagramPacket(dadosRecebidos, dadosRecebidos.length); socketCliente.receive(pacoteRecebido); String fraseModificada = new String(pacoteRecebido.getData()); System.out.println(Do Servidor:" + fraseModificada); socketCliente.close(); } Cria datagrama com dados para enviar, comprimento, endereço IP, porta Envia datagrama ao servidor Lê datagrama do servidor

82 2: Camada de Aplicação82 Servidor UDP

83 2: Camada de Aplicação83 Exemplo: servidor Java (UDP) import java.io.*; import java.net.*; class servidorUDP { public static void main(String args[]) throws Exception { DatagramSocket socketServidor = new DatagramSocket(9876); byte[] dadosRecebidos = new byte[1024]; byte[] dadosEnviados = new byte[1024]; while(true) { DatagramPacket pacoteRecebido = new DatagramPacket(dadosRecebidos, dadosRecebidos.length); socketServidor.receive(pacoteRecebido); Cria socket para datagramas na porta 9876 Aloca memória para receber datagrama Recebe datagrama

84 2: Camada de Aplicação84 Exemplo: servidor Java (UDP), cont String frase = new String(pacoteRecebido.getData()); InetAddress IPAddress = pacoteRecebido.getAddress(); int porta = pacoteRecebido.getPort(); String fraseEmMaiusculas = frase.toUpperCase(); dadosEnviados = fraseEmMaiusculas.getBytes(); DatagramPacket pacoteEnviado = new DatagramPacket(dadosEnviados, dadosEnviados.length, IPAddress, porta); socketServidor.send(pacoteEnviado); } Obtém endereço IP, no. de porta do remetente Escreve datagrama no socket Fim do laço while, volta ao início e aguarda chegar outro datagrama Cria datagrama p/ enviar ao cliente

85 2: Camada de Aplicação85 Servidor Web Simples Ø Funções do servidor Web: ü Trata apenas um pedido HTTP por vez ü Aceita e examina o pedido HTTP ü Recupera o arquivo pedido do sistema de arquivos do servidor ü Cria uma mensagem de resposta HTTP consistindo do arquivo solicitado precedido por linhas de cabeçalho ü Envia a resposta diretamente ao cliente ü Depois de criado o servidor, pode-se requisitar um arquivo utilizando um browser;

86 2: Camada de Aplicação86 Servidor Web Simples import java.io.*; import java.net.*; import java.util.*; class WebServer { public static void main(String argv[]) throws Exception { String requestMessageLine; String fileName; ServerSocket listenSocket = new ServerSocket(6789); Socket connectionSocket = listenSocket.accept(); BufferedReader inFromClient = new BufferedReader(new InputStreamReader( connectionSocket.getInputStream())); DataOutputStream outToClient = new DataOutputStream( connectionSocket.getOutputStream()); Contém a classe StringTokenizer que é usada para examinar o pedido Aguarda conexão do cliente Primeira linha da mensagem de pedido HTTP e Nome do arquivo solicitado Cria fluxo de Entrada Cria fluxo de Saída

87 2: Camada de Aplicação87 Servidor Web Simples, cont requestMessageLine = inFromClient.readLine(); StringTokenizer tokenizedLine = new StringTokenizer(requestMessageLine); if (tokenizedLine.nextToken().equals("GET")){ fileName = tokenizedLine.nextToken(); if (fileName.startsWith("/") == true ) fileName = fileName.substring(1); File file = new File(fileName); int numOfBytes = (int) file.length(); FileInputStream inFile = new FileInputStream ( fileName); byte[] fileInBytes = new byte[]; inFile.read(fileInBytes); Lê a primeira linha do pedido HTTP que deveria ter o seguinte formato: GET file_name HTTP/1.0 Examina a primeira linha da mensagem para extrair o nome do arquivo Associa o fluxo inFile ao arquivo fileName Determina o tamanho do arquivo e constrói um vetor de bytes do mesmo tamanho

88 2: Camada de Aplicação88 Servidor Web Simples, cont outToClient.writeBytes( "HTTP/ Document Follows\r\n"); if (fileName.endsWith(".jpg")) outToClient.writeBytes("Content-Type: image/jpeg\r\n"); if (fileName.endsWith(".gif")) outToClient.writeBytes("Content-Type: image/gif\r\n"); outToClient.writeBytes("Content-Length: " + numOfBytes + "\r\n"); outToClient.writeBytes("\r\n"); outToClient.write(fileInBytes, 0, numOfBytes); connectionSocket.close(); } else System.out.println("Bad Request Message"); } Transmissão do cabeçalho da resposta HTTP. Inicia a construção da mensagem de resposta

89 2: Camada de Aplicação89 Programação de Sockets: referências Tutorial sobre linguagem C (audio/slides): Ø Unix Network Programming (J. Kurose), Tutoriais sobre Java: Ø Socket Programming in Java: a tutorial, 12-sockets.html

90 2: Camada de Aplicação90 Cache WWW (servidor-procurador) Ø usuário configura browser: acessos WWW via procurador Ø cliente envia todos pedidos http ao procurador ü se objeto no cache do procurador, este o devolve imediatamente na resposta http ü senão, solicita objeto do servidor de origem, depois devolve resposta http ao cliente Meta: atender pedido do cliente sem envolver servidor de origem cliente Servidor- procurador cliente pedido http resposta http pedido http resposta http pedido http resposta http Servidor de origem

91 2: Camada de Aplicação91 Mais sobre Web cache Ø Cache atua tanto como cliente como servidor; Cache pode fazer ferificação no cabeçalho HTTP usando o campo If- modified-since : ü Questão: a cache deve correr o risco e enviar objetos solicitados sem verificação? ü São usadas heurísticas; Ø Tipicamente os caches web são instalados em ISPs (universidades, companhias, ISP residencial) Por quê usar cache WWW? Ø tempo de resposta menor: cache mais próximo do cliente Ø diminui tráfego aos servidores distantes ü muitas vezes é um gargalo o enlace que liga a rede da instituição ou do provedor à Internet

92 2: Camada de Aplicação92 Exemplo de Cache (1) Assumptions Ø Tamanho médio do objeto = 100,000 bits Ø Taxa média de requisição do browser da instituição para os servidores de origem = 15/seg Ø Atraso do roteador da instituição para qualquer servidor de origem e de volta para o roteador = 2 seg Conseqüências Ø Utilização da LAN = 15% Ø Utilização do enlace de acesso = 100% Ø Atraso total = atraso Internet + atraso de acesso + atraso LAN = 2 seg + minutos + milisegundos Servidores de origem Internet pública rede da instituição LAN 10 Mbps enlace de accesso 1.5 Mbps cache da instituição

93 2: Camada de Aplicação93 Exemplo cache (2) Solução possível Ø Aumentar a banda do enlace de acesso para 10 Mbps Conseqüências Ø utilização LAN = 15% Ø Utilização do enlace de acesso = 15% Ø Atraso total = atraso Internet + atraso de acesso + atraso LAN = 2 sec + msecs + msecs Ø Geralmente um upgrade caro Servidores de origem Internet pública rede da instituição LAN 10 Mbps enlace de accesso 10 Mbps cache da instituição

94 2: Camada de Aplicação94 Exemplo cache(3) Instala cache Ø Suponha que a taxa de hits é.4 Conseqüência Ø 40% das requisições são satisfeitas quase que imediatamente; Ø 60% das requisições são satisfeitas pelo servidor; Ø Utilização do enlace de acesso deduzido para 60%, resultando resulting em atrasos desprezíveis (digamos 10 mseg) Ø Atraso total = atraso Internet + atraso de acesso + atraso =.6*2 sec +.6*.01 seg + millisegundos < 1.3 sg Servidores de origem Internet pública rede da instituição LAN 10 Mbps enlace de accesso 1.5 Mbps cache da instituição

95 2: Camada de Aplicação95 Content distribution networks (CDNs) Ø Os provedores de conteúdo são os clientes CDN; Replicação de conteúdo Ø Companhias CDN instalam centenas de servidores CDN através da Internet ü Em servidores de mais baixo nível, mais perto dos usuários Ø CDN replica o conteúdo dos consumidores nos servidores CDN. Quando o provedor atualiza o conteúdo, CDN atualiza o servidor; Servidor original na América do Norte Nó de distribuição CDN Servidor CDN na América do Sul Servidor CDN server na Europa Servidor CDN na Asia

96 2: Camada de Aplicação96 Exemplo CDN Servidor original Ø Ø distribui HTML Ø Substitui: por h ttp://www.cdn.com/www.foo.com/sports/ruth.gif Requisição HTTP para DNS faz requisição para Requisição HTTP para Servidor original servidor DNS oficial CDN servidor CDN Companhia CDN Ø cdn.com Ø Distribui arquivos gif Ø Usa o seu servidor DNS oficial para rotear as requisições redirecionadas;

97 2: Camada de Aplicação97 Mais sobre CDNs Roteando requisições Ø CDN creates a map, indicating distances from leaf ISPs and CDN nodes Ø when query arrives at authoritative DNS server: ü server determines ISP from which query originates ü uses map to determine best CDN server Não apenas para páginas Webs Ø streaming stored audio/video Ø streaming real-time audio/video ü CDN nodes create application- layer overlay network

98 2: Camada de Aplicação98 P2P compartilhamento de arquivos Exemplo Ø Alice executa a aplicação cliente P2P no seu notebook Ø Interminentemente conecta com a Internet; adquire um endereço IP para cada conexão; Ø Requisita Hey Jude Ø A aplicação apresenta vários nós que possuem uma cópia de Hey Jude. Ø Alice escolhe um dos nós, Bob. Ø Arquivo é copiado do nó do Bob para o nó (notebook) da Alice: HTTP Ø Enquanto Alice copia o arquivo do nó de Bob, outros usuários copiam os arquivos do nó da Alice; Ø O nó daAlice é um cliente web como também um servidor web temporário. Todos os nós são servidores = extremamente escalável!

99 2: Camada de Aplicação99 P2P: diretório centralizado Napster projeto original 1) Quando um dos pares se conecta, ele informa ao servidor central : ü Endereço IP ü conteúdo 2) Alice procura por Hey Jude 3) Alice requisita o arquivo de Bob Servidor de diretório centralizado pares Alice Bob

100 2: Camada de Aplicação100 P2P: problemas com diretórios centralizados Ø Único ponto de falha Ø Gargalo de desempenho Ø Infringe-se Copyright transferência de arquivo é descentralizada, mas localizar conteúdo é totalmente descentralizada

101 2: Camada de Aplicação101 P2P: diretório descentralizado Ø Cada par ou é um líder de grupo ou pertence ao grupo de um líder; Ø O líder do grupo localiza o conteúdo em todos os seus filhos; Ø Os pares consultam o líder do grupo; o par líder pode consultar outros nós pares que também são líder;

102 2: Camada de Aplicação102 Mais sobre diretório descentralizado Rede de cobertura Ø Os pares são nós Ø Arestas entre os pares e o seu líder; Ø Arestas entre alguns nós pares líderes de grupos; Ø Vizinhos virtuais Nó bootstrap Ø O par conectado ou faz parte de um grupo de um líder ou é um par líder de grupo; Vantagens da abordagem Ø Nenhum servidor centralizado; ü O serviço de localização é distribuído entre os pares ü Mais dificuldade de se ter falhas; Desvantagem da abordagem Ø Necessário nó bootstrap Ø O líder do grupo pode ficar sobrecarregado;

103 2: Camada de Aplicação103 P2P: fluxo de consultas (query flooding) Ø Gnutella Ø Sem hierarquia Ø Mensagem join Ø Usa o nó bootstrap para aprender sobre os outros Ø Envia a pergunta ou consultapara os vizinhos; Ø Vizinhos reencaminham as mensagens; Ø Se o par consultado possui o objeto, envia uma mensagem de volta para o par originador da consulta; join

104 2: Camada de Aplicação104 P2P: mais sobre fluxo de consultas Prós Ø pares possuem responsabilidades semelhantes: não existem líderes de grupo; Ø Extremamente descentralizado; Ø Nenhum par mantem informações de diretório; Contras Ø Tráfico excessivo de consultas Ø Raio da consulta: pode não ser o suficiente para obter o conteúdo, quando este existir; Ø Manutenção de uma rede de cobertura; Ø Necessário nó bootstrap

105 2: Camada de Aplicação105 Capítulo 2: Resumo Ø Requisitos do serviço de aplicação: ü confiabilidade, banda, retardo Ø paradigma cliente-servidor Ø modelo de serviço do transporte ü orientado a conexão, confiável da Internet: TCP ü não confiável, datagramas: UDP Terminamos nosso estudo de aplicações de rede! Ø Protocolos específicos: ü http ü ftp ü smtp, pop3, imap ü dns Ø programação c/ sockets ü implementação cliente/servidor ü usando sockets tcp, udp Ø Distribuição de conteúdo: ü caches, CDNs ü P2P

106 2: Camada de Aplicação106 Capítulo 2: Resumo Ø troca típica de mensagens pedido/resposta: ü cliente solicita info ou serviço ü servidor responde com dados, código de status Ø formatos de mensagens: ü cabeçalhos: campos com info sobre dados (metadados) ü dados: info sendo comunicada Mais importante: aprendemos sobre protocolos Ø msgs de controle X dados ü na banda, fora da banda Ø centralizado X descentralizado Ø s/ estado X c/ estado Ø transferência de msgs confiável X não confiável Ø complexidade na borda da rede Ø segurança: autenticação


Carregar ppt "2: Camada de Aplicação1 Capítulo 2: Camada de Aplicação Metas do capítulo: Ø aspectos conceituais e de implementação de protocolos de aplicação em redes."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google