Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia do Rio Grande do Norte Campus Currais Novos

Aula 46 - Camada de Aplicao

Viso Geral

Redes de Computadores e Aplicaes

Prof. Diego Pereira

Objetivo

Apresentar os detalhes especficos dos tipos de aplicao;

Apresentar o modelo cliente-servidor;

Apresentar as caractersticas da interface Socket;

Apresentar os detalhes de projetos de servidores;

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Introduo

Camada de aplicao Trata os detalhes especficos de cada tipo de aplicao

Mensagens trocadas por cada tipo de aplicao definem um protocolo de aplicao

Cada protocolo de aplicao especifica a sintaxe e a semntica de suas mensagens

Diversos protocolos de aplicao FTP (File Tranfer Protocol) SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) DNS (Domain Name System) HTTP (HyperText Transfer Protocol)

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Introduo

Camada de aplicao Implementada usando processos de aplicao

Processos interagem usando o modelo cliente-servidor

Processos usam os servios da camada de transporte Processos interagem com as implementaes dos protocolos

de transporte atravs de uma API (Application Programming Interface)

A interface Socket um dos principais exemplos de interface de interao

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Modelo cliente-servidor

Componentes Servidor

Processo que oferece um servio que pode ser requisitado pelos clientes atravs da rede

Comunica-se com o cliente somente aps receber requisies

Executa continuamente

Cliente Processo que requisita um servio oferecido por um servidor

Inicia a interao com o servidor

Disponibiliza a interface com o usurio

Finaliza a execuo aps ser utilizado pelo usurio

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Modelo cliente-servidor

Paradigma requisio-resposta Servidor

Aceita requisio dos clientes

Executa seu servio realizando o processamento das requisies

Retorna o resultado para os respectivos clientes

Cliente Envia requisies atravs da rede para um ou vrios servidores

Aguarda o recebimento das respectivas respostas

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Modelo cliente-servidor

Identificao de processos Clientes e servidores so identificados por

meio das portas;

Cliente deve conhecer, previamente, a porta usada pelo servidor;

Servidor no precisa conhecer, previamente, a porta usada pelo cliente;

Servidor descobre a porta usada pelo cliente somente aps receber a requisio;

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Modelo cliente-servidor

Identificao de processos Portas so permanentemente reservadas para servios

padronizados e bem conhecidos; Porta 53 (DNS)

Porta 161 (SNMP)

Portas reservadas so utilizadas pelos servidores que implementam os respectivos servios;

Demais portas so disponveis para uso dos clientes;

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Modelo cliente-servidor

Negociao de porta Servidor requisita uma porta reservada e bem

conhecida, previamente reservada ao servio Servidor informa ao sistema operacional a porta que deseja

utilizar e qual protocolo da camada de transporte

Cliente requisita uma porta qualquer no reservada Sistema operacional escolhe a porta arbitrria para o cliente

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Modelo cliente-servidor

Alocao de portas Padronizadas pela IANA (Internet Assigned Numbers

Authority) Reservada (0 1.023)

Atribudas a servios padronizados Acessados apenas por processos privilegiados

Registradas (1.024 49.151) No so reservadas, mas apenas listadas para coordenar o uso

para servios no padronizados Acessadas por qualquer processo

Dinmicas (49.152 65.535) No possuem reserva, podendo ser usadas pelos clientes Acessadas por quaisquer processos

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Interface Socket

Caractersticas Define interface entre os processos de aplicao e as

implementaes dos servios de transporte

Originalmente proposta para sistemas UNIX e a linguagem C

Amplamente adotada em diversas plataformas e linguagens

Um Socket um ponto de comunicao identificado pelos endpoints local e remoto

Cada endpoint representado pelo par (Endereo IP, porta)

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Interface Socket

Estados de um Socket TCP

Socket ativo Usado pelo cliente para ativamente enviar

requisies de conexo ao servidor

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Closed Establised

Interface Socket

Estados de um Socket TCP

Socket passivo Usado pelo servidor para passivamente aguardar

por requisies de conexo

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Closed Listen Establised

Interface Socket

Endpoint local Criado por default com endereo IP especial 0.0.0.0 e

uma porta arbitrria selecionada pelo sistema operacional

Pode ser atribudo um endereo IP e uma porta especfica Endereo IP especfico deve ser evitado em sistemas

Multihomend, exceto por questes de segurana

Servidor deve configurar uma porta especfica

Cliente usa a porta selecionada pelo sistema operacional

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Interface Socket

Endpoint remoto Criado por default com endereo IP especial 0.0.0.0 e

porta * Pode ser atribudo um endereo IP e uma porta

especfica Cliente UDP ou TCP deve especificar o endereo IP e a porta

do servidor Servidor UDP pode configurar um endereo IP e porta

especfica

Servidor TCP usa associao default

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Interface Socket

Endpoint local e remoto

Vrios sockets podem utilizar o mesmo nmero de porta local, desde que os seus respectivos endpoints local e

remotos sejam diferentes

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Interface Socket

Endpoint local e remoto

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WINDOWS

WINDOWS

Interface Socket

Modelo de programao Explora chamadas ao sistema operacional Adota o modelo de arquivo, que baseado no

paradigma abrir-ler-fechar Principais funes

Socket (Cria o socket) Bind (Associa o socket com uma porta) Listen (Aguarda conexes) Accept (Aceita conexo) Connect (Realiza um pedido de conexo) Read / recvfrom (Recebe dados) Write / sendto (Envia dados)

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Interface Socket

Clientes e servidores UDP

Modelo de implementao

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socket bind sendto close recvfrom

socket recvfrom close sendto

Comunicao

Cliente UDP

Servidor UDP

Interface Socket

Clientes e servidores TCP

Modelo de implementao

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socket bind read close Listen

Comunicao

Servidor TCP

accept write

socket write close connect

Cleinte TCP

read

Sincronizao

Projeto de servidores

Tratamento de requisio Servidor iterativo (single threaded)

Trata requisio de um nico cliente a cada instante

Implementado como um nico processo

Servidor concorrente (multi-threaded) Trata simultaneamente requisies de vrios clientes

Implementado com vrios processos ou threads independentes

Cada processo ou thread trata individualmente as requisies de um determinado cliente

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Projeto de servidores

Tratamento de requisies Servidor Iterativo

Adequado para servios com reduzida taxa de requisio

Requisies com baixa carga de processamento

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socket bind Listen

Servidor TCP

accept write read close

Socket original

Novo socket

Projeto de servidores

Tratamento de requisies Servidor Concorrente

Adequado para servios com reduzida taxa de requisio

Requisies com baixa carga de processamento

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socket bind Listen

Servidor TCP write read close

Socket original

Novo socket

close

accept

read write

. . .

Referncias

Comer, Douglas E., Interligao de Redes Com Tcp/ip

James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet

Escola Superior de Redes, Arquitetura e Protocolos de Redes TCP/IP

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