Camada de Aplicação - professor.unisinos.brprofessor.unisinos.br/jcgluz/prot-redes/camada-aplic.pdf · • programando aplicações de rede o API socket. 2: Camada de aplicação

2: Camada de aplicação 1

Camada de Aplicação

transparências baseadas no livro“Computer Networking: A Top-Down Approach Featuring the Internet”

James Kurose e Keith Rosshttp://occawlonline.pearsoned.com/bookbind/pubbooks/kurose-ross1/


Parte II: Camada de AplicaçãoObjetivos:• aspectos conceituais

de implementação de protocolos de rede

o paradigma cliente-servidor

o modelos de serviço• conhecer protocolos

examinando protocolos de aplicação “populares”

• protocolos específicos: o httpo ftpo smtpo pop o dns

• programando aplicações de rede

o API socket


Aplicações e protocolos da camada de aplicação

aplicação: processos distribuídos comunicantes

o executam em hosts da rede no “espaço de usuário”

o troca de mensagens para implementar aplicação

o ex. email, ftp, Webprotocolos da camada de

aplicaçãoo uma “peça” de uma aplic.o define mensagens trocadas

pelas aplics e ações tomadaso usa serviços de comunicação

fornecidos pelos protocolos da camada subjacente (TCP, UDP)

aplicaçãotransport

rededata linkphysical






Aplicações de rede: alguns jargões

Processo: programa em execução.

• dentro do mesmo host, dois processos se comunicam usando interprocess communication (definido pelo SO).

• processos executando em hosts diferentes se comunicam com um protocolo da camada de aplicação

• user agent: processoque faz interface entre usuário “acima” e rede“abaixo”. o implementa protocolo

em nível de aplicaçãoo Web: browsero Email: leitor de e-

mailo streaming

audio/video: media player


Paradigma cliente-servidorAplic. típica de rede tem 2

peças: cliente e servidoraplicaçãotransport




Cliente:• inicia contato com servidor

tipicamente requisita serviços ao servidor,

• Web: cliente implementado no navegador; e-mail: em leitor de reader

requisição

reply

Servidor:• provê serviço requisitado pelo cliente• ex., servidor Web envia página Web

requisitada, servidor mail entrega e-mail


Protocolos camada de aplicação (cont).

API: aplication programming interface

• define interface entre aplicação e camada de transporte

• socket: API Interneto 2 processos se comunicam

enviando dados em um socket, lendo dados de um socket

Q: como um processo “identifica” outro processo que ele quer se comunicar?

o endereço IP do host que executa outro processo

o “número de porta” –permite ao host receptor determinar a qual processo local deve ser entregue a mensagem

… muito mais será visto depois...


Qual serviço de transporte uma aplicação precisa?Perdas de dados• algumas aplics. (ex., áudio)

toleram algumas perdas• outras (ex., transf. arq.,

telnet) requerem transferência dados 100% confiável

Timing• algumas aplics. (ex.

telefonia Internet, jogos interativos) requerem baixo retardo para serem “efetivos”

Largura de banda• algumas aplics. (ex.,

multimídia) requerem quantidade mínima de bandwidth para serem “efetivas”

• outras (“elastic aplics.”) fazem uso da bandwidth que conseguem


Requisitos de serviço transporte de aplicações

Aplicação

transferência arq.e-mail

Documentos Webreal-time áudio/vídeo

áudio/vídeo armazen.jogos interativos

aplics. financeiras

Perdas dados

sem perdassem perdastolerantetolerante

tolerantetolerantesem perdas

Bandwidth

elásticoelásticoelásticoáudio: 5Kb-1Mbvídeo:10Kb-5Mbigual acimapoucos Kbps elástico

Sensível tempo

nãonãonãosim, 100’s msec

sim, poucos segssim, 100’s mssim e não


Serviços do protocolo de transporte da Internet

serviço TCP:• orientado a conexão:

necessário setup entre cliente e servidor

• transporte confiável entre processos emissor e receptor

• controle de fluxo: emissor não “inunda” receptor

• controle de congestão: reduz taxa do emissor quando rede está sobrecarregada

• não fornece: garantias de tempo, e largura de banda mínima

serviço UDP:• transferência de dados

não confiável entre processos emissor e receptor

• não fornece: setup de conexão, confiabilidade, controle de fluxo, controle de congestão, garantias de tempo e de largura de banda


Aplics. da Internet: seus protocolos de aplic. e de transporte

Aplicação

e-mailacesso a terminal remoto

Web transferência de arq.multimídia streaming

servidor de arq. remotoInternet telefonia

Protocolo da camadade aplicação

smtp [RFC 821]telnet [RFC 854]http [RFC 2068]ftp [RFC 959]proprietário(ex. RealNetorks)NFSproprietário(ex., Vocaltec)

Protocolo transporte subjacente

TCPTCPTCPTCPTCP ou UDP

TCP ou UDPtipicamente UDP


WWW: algum jargão

• Página WWW:o consiste de “objetos”o endereçada por uma URL

• Quase todas as páginasWWW consistem de:

o página base HTML, eo vários objetos

referenciados.• URL tem duas partes:

nome de hospedeiro, e nome de caminho:

• Agent de usuário paraWWW se chama de browser:

o MS Internet Explorero Netscape Communicator

• Servidor para WWW se chama “servidorWWW”:

o Apache (domínio público)o MS Internet Information

Server (IIS)

www.univ.br/algum-depto/pic.gif


Web: o protocolo http

http: hypertext transfer protocol

• protocolo da camada de aplicação

• modelo cliente/servidoro cliente: navegador que

requisita, recebe, e “apresenta” objetos Web

o servidor: servidor Webenvia objetos em resposta a requisições

• http1.0: RFC 1945• http1.1: RFC 2068

PC rodandoExplorer

servidor rodandoservidor

NCSA Web

Mac rodandoNavigator

requisição http

requisição http

resposta http

resposta http


Mais sobre o protocolo http

http: serviço de transporte TCP:

• cliente inicia conexão TCP (cria socket) ao servidor, porta 80

• servidor aceita conexão TCP do cliente

• mensagens http (mensagens do protocolo da camada de apl) trocadas entre browser (cliente http) e servidoreWWW (servidor http)

• encerra conexão TCP

http é “sem estado”• servidor não mantém

informação sobrepedidos anteriores do cliente

Protocolos que mantêm“estado” são complexos!

• história passada (estado) tem que ser guardada

• Caso caia servidor/cliente, suas visões do “estado” podem ser inconsistentes, devem ser reconciliadas

Nota


Exemplo httpSuponha usuário entra com URL

www.someSchool.edu/someDepartment/home.index

1a. cliente http inicia conexãoTCP para servidor http (processo) emwww.someSchool.edu. Porta80 é a default para servidorhttp.

2. cliente http envia mensagemde requisição http (contendoURL) em um socket de conexão TCP

1b. servidor http no host www.someSchool.eduaguardando por conexão TCP na porta 80 “aceita” conexão, notificando cliente

3. servidor http recebemensagem de requisição, forma mensagem de respostacontendo objeto requisitado(someDepartment/home.index), envia mensagem no socket

tempo

(contém texto, referências para 10

imagens jpeg)


Exemplo http (cont.)

5. cliente http recebe mensagemcontendo arquivo html, mostrahtml. Analisa arquivo html, encontra 10 objetos jpeg referenciados

6. Passos 1-5 repetidos para cadaum dos 10 objetos

4. servidor http fecha conexãoTCP.

time


Conexões não persistente e persistente

Não persistente• HTTP/1.0• servidor analisa

pedido, responde, and encerra conexão TCP

• 2 RTTs para trazercada objeto(RTT=round trip time)

• transferência de cada objeto sofre de partida lenta

Persistente• default for HTTP/1.1• na mesma conexão TCP:

servidor analisa pedido, responde, analisa novo pedido,..

• Cliente envia pedidos paratodos objetos referenciadosassim que recebe o HTML base .

• Menos RTTs and menospartida lenta.

A maioria de browsers 1.0 usa connexões TCP paralelas.


Formato de mensagens http: requisição

• dois tipos de mensagens http: requisição, resposta• mensagem de requisição http:

o ASCII (formato legível para ser-humano)

GET /somedir/page.html HTTP/1.0 User-agent: Mozilla/4.0 Accept: text/html, image/gif,image/jpeg Accept-language:fr

(extra carriage return, line feed)

linha de requisição(comandos GET,POST, HEAD)

linhas de cabeçalho

Carriage return, line feed

indicam fim da mensagem


Msg. de requisição http: formato geral


Mensagem de formato http: resposta

HTTP/1.0 200 OK Date: Thu, 06 Aug 1998 12:00:15 GMT Server: Apache/1.3.0 (Unix) Last-Modified: Mon, 22 Jun 1998 …... Content-Length: 6821 Content-Type: text/html

dados dados dados dados dados ...

linha de status(código do protocolo

código do statusfrase do status)

linhas decabeçalho

dados, ex., arquivo

html requisitado


Códigos de status da resposta http

200 OKo sucesso, objeto pedido segue mais adiante nesta mensagem

301 Moved Permanentlyo objeto pedido mudou de lugar, nova localização

especificado mais adiante nesta mensagem (Location:)400 Bad Request

o mensagem de pedido não entendida pelo servidor404 Not Found

o documento pedido não se encontra neste servidor505 HTTP Version Not Supported

o versão de http do pedido não usada por este servidor

Na primeira linha da mensagem de respostaservidor->cliente. Alguns códigos típicos:


Simulando um cliente http

1. Dê um telnet para seu servidor Web favorito:Abre conexão TCP para porta 80 (default do servidor http).

2. Digite uma requisição http GET:Teclando isso (pressione Enter 2vezes), você envia uma requisiçãoGET ao servidor http

3. Veja a msg de resposta do servidor http!

telnet www.eurecom.fr 80

GET /~ross/index.html HTTP/1.0


HTML (HyperText Markup Language)

• HTML: uma linguagem simples para hipertextoo começou como versão simples de SGMLo construção básica: cadéias de texto anotadas

• Construtores de formato operam sobre cadéiaso <b> .. </b> bold (negrito)o <H1 ALIGN=CENTER> ..título centrado .. </H1>o <BODY bgcolor=white text=black link=red ..> .. </BODY>

• vários formatoso listas de bullets, listas ordenadas, listas de definiçãoo tabelaso frames


Encadeamento de referências

• Referências <A HREF=LinkRef> ... </A>o a componentes do documento local

<A HREF=“importante”> clique para uma dica </A>o a documentos no servidor local

<A HREF=“../index.htm”> voltar ao sumário </A>o a documentos em outros servidores

<A HREF=“http://www.uff.br”> saiba sobre a UFF </A>• Multimídia

o imagem embutida: <IMG SRC=“eclipse”>o imagem externa: <A HREF=“eclipse.gif”> imagem maior </A>o vídeo Mpeg <A HREF=“ByeByeBrasil.mpg”> um bom filme </A>o som <A HREF=“http://www.sons.br/aniv.au”> feliz niver </A>


Formulários e interação bidirecional

• Formulários transmitem informação do cliente ao servidor

• HTTP permite enviar formulários ao servidor

• Resposta enviada como página HTML dinâmica

• Formulários processados usando scripts CGI (programas que executam no servidor WWW)

o CGI - Common GatewayInterface

o scripts CGI escondem acesso a diferentes serviços

o servidor WWW atua como gateway universal

clienteWWW

servidorWWW

Sistema deinformação

GET/POST formulário

resposta: HTML


Interação usuário-servidor: autenticaçãoMeta da autenticação: controle de

acesso aos documentos do servidor

• sem estado: cliente deveapresentar autorização com cada pedido

• autorização: tipicamente nome, senhao authorization: linha de

cabeçalho no pedidoo se não for apresentada

autorização, servidor negaaccesso, e coloca no cabeçalho da respostaWWW authenticate:

cliente servidormsg 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 paraevitar que sejam pedidos ao usuário a cada acesso.

msg de pedido http comum+ Authorization:line



Interação usuário-servidor: cookies

• servidor envia “cookie” aocliente na msg de respostaSet-cookie: 1678453

• cliente apresenta cookie nos pedidos posteriorescookie: 1678453

• servidor casa cookie-apresentado com a info guardada no servidor

o autenticaçãoo lembrando preferências

do usuário, opções anteriores

cliente servidor

resposta http comum+Set-cookie: #

msg de pedido http comumcookie: # Ação

específica do cookie

msg de pedido http comum


msg de pedido http comumcookie: # Ação

específica do cookiemsg de resposta http comum


Interação usuário-servidor: GET condicional

• Meta: não enviar objeto se cliente já tem (no cache) versão atual

• cliente: especifica data dacópia no cache no pedidohttpIf-modified-since:

<date>

• servidor: resposta não contém objeto se cópia no cache é atual: HTTP/1.0 304 Not

Modified

cliente servidor

msg de pedido httpIf-modified-since:

<date>

resposta httpHTTP/1.0

304 Not Modified

objeto não

modificado

msg de pedido httpIf-modified-since:

<date>

resposta httpHTTP/1.1 200 OK

…

<data>

objeto modificado


Cache WWW (servidor-procurador)

• usuário configurabrowser: acessos WWW via procurador

• cliente envia todospedidos http ao procurador

o se objeto no cache do procurador, este o devolve imediatamentena resposta http

o senão, solicita objeto do servidor de origem, depois devolve respostahttp ao cliente

Meta: atender pedido do cliente sem envolver servidor de origem

clienteServidor-

procurador

cliente

pedido http

pedido http

resposta http

respostahttp

pedido http

respostahttp

pedido httpresposta http

Servidorde origem

Servidorde origem


Por quê usar cache WWW?

Suposição: cache está“próximo” do cliente(p.ex., na mesma rede)

• tempo de respostamenor: cache “maispróximo” do cliente

• diminui tráfego aosservidores distantes

o muitas vezes é um gargalo o enlace que ligaa rede da instituição oudo provedor à Internet

Servidoresde origem

Internetpública

rede dainstituição LAN 10 Mbps

enlace de accesso 2 Mbps

cache dainstituição


ftp: protocolo p/ transfer. de arquivos

• transfere arquivo de/para host remoto• modelo cliente/servidor

o cliente: lado que inicia transferênciao servidor: host remoto

• ftp: RFC 959• servidor ftp: porta 21

file transfer servidorFTP

interfacede FTP

de usuário

clienteFTP

sistema de arq. local

sistema de arquivos remoto

usuário no host


ftp: conexões separadas para controle e dados• cliente ftp contacta servidor

ftp na porta 21, especificando TCP como protocolo de transporte

• duas conexões TCP abertas em paralelo:

o controle: troca comandos e respostas entre cliente e servidor.

“controle fora da banda”o dados: arquivo de dados

de/para servidor

clienteFTP

servidorFTP

conexão de controle TCPporta 21

conexão de dados TCPporta 20

Comandos simples:• enviados como texto ASCII

usando canal de controle


ftp comandos, respostas

Exemplos de comandos:• enviados como texto ASCII

usando canal de controle• USER nomeusuário

• PASS senha

• LIST retorna uma lista de arquivos no diretório corrente

• RETR pega arquivo• STOR nomearquivo

armazena arquivo no host remoto

Exemplos de código de retorno• código de status e frase (como

no http)• 331 Username OK,

password required

• 125 data connection already open; transfer starting

• 425 Can’t open data connection

• 452 Error writing file


Correio Eletrônico

Três grandes componentes:• agentes de usuário• servidores de correio• simple mail transfer protocol:

smtp

Agente de Usuário• a.k.a. “leitor de correio”• compor, editar, ler mensagens

de correio• ex., Eudora, Outlook• mensagens de saída e chegando

são armazenadas no servidor

caixa de correio do usuário

fila demensagens

de saída

agente de

usuário

servidor de correio

agente de

usuário

SMTP

SMTP

SMTP

agente de

usuário

agente de

usuário

agente de

usuárioagente de

usuário

servidor de correio

servidor de correio


Correio Eletrônico: servidores de correio

Servidores de correio• caixa de correio contém

mensagens de chegada (ainda não lidas) p/ usuário

• fila de mensagens contém mensagens de saída (a serem enviadas)

• protocolo smtp entre servidores de correio para transferir mensagens de correio

o cliente: servidor de correio que envia

o “servidor”: servidor de correio que recebe

servidor de correio

agente de

usuário

SMTP

SMTP

SMTP

agente de

usuário

agente de

usuário

agente de

usuárioagente de

usuário

servidor de correio

servidor de correio


Correio Eletrônico: smtp [RFC 821]

• usa tcp para a transferência confiável de msgs do correiodo cliente ao servidor, porta 25

• transferência direta: servidor remetente ao servidor receptor

• três fases da transferênciao handshaking (cumprimento)o transferência das mensagenso encerramento

• interação comando/respostao comandos: texto ASCIIo resposta: código e frase de status

• mensagens precisam ser em ASCII de 7-bits


Interaction smtp típicaS: 220 doces.brC: HELO consumidor.br S: 250 Hello consumidor.br, pleased to meet you C: MAIL FROM: <[email protected]> S: 250 [email protected]... Sender ok C: RCPT TO: <[email protected]> S: 250 [email protected] ... 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


Experimente uma interação smtp :

• telnet smtp.das.ufsc.br 25

• veja resposta 220 do servidor• entre comandos HELO, MAIL FROM, RCPT TO,

DATA, QUIT

estes comandos permite que você envie correio sem usar um cliente (leitor de correio)


smtp: últimas palavras• smtp usa conexões

persistentes• smtp requerque a mensagem

(cabeçalho e corpo) sejam em ascii de 7-bits

• algumas cadeias de caracteresnão são permitidas numamensagem (p.ex., CRLF.CRLF). Logo a mensagem pode ter queser codificada (normalmenteem base-64 ou “quoted printable”)

• servidor smtp usa CRLF.CRLFpara reconhecer o final damensagem

Comparação com http• http: pull (puxar)• email: push (empurrar)

• ambos tem interaçãocomando/resposta, códigosde status em ASCII

• http: cada object é encapsulado em sua própriamensagem de resposta

• smtp: múltiplos objetos de mensagem enviados numa mensagem de múltiplas partes


Formato de uma mensagem

smtp: protocolo para trocarmsgs de correio

RFC 822: padrão para formatode mensagem de texto:

• linhas de cabeçalho, p.ex.,o To:o From:o Subject:diferentes dos comandos de

smtp!• corpo

o a “mensagem”, somente de caracteres ASCII

cabeçalho

corpo

linha em branco


Formato de uma mensagem: extensões paramultimídia• MIME: multimedia mail extension, RFC 2045, 2056• linhas adicionais no cabeçalho da msg declaram tipo do

conteúdo MIME

From: [email protected] To: [email protected]: 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 dedados multimídia,

declaração parâmetros

método usadop/ codificar dados

versão MIME

Dados codificados


Tipos MIME Content-Type: tipo/subtipo; parâmetros

Text• subtipos exemplos: plain,

html

• charset=“iso-8859-1”,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• outros dados que precisam

ser processados por um leitor para serem“visualizados”

• subtipos exemplos : msword, octet-stream


Tipo MultipartFrom: [email protected] To: [email protected]: Imagem de uma bela torta MIME-Version: 1.0 Content-Type: multipart/mixed; boundary=98766789

--98766789Content-Transfer-Encoding: quoted-printableContent-Type: text/plain

caro Bernardo, Anexa a imagem de uma torta deliciosa.--98766789Content-Transfer-Encoding: base64Content-Type: image/jpeg

base64 encoded data ..... ......................... ......base64 encoded data --98766789--


Protocolos de accesso ao correio

• SMTP: entrega/armazenamento no servidor do receptor• protocolo de accesso ao correio: recupera do servidor

o POP: Post Office Protocol [RFC 1939]• autorização (agente <-->servidor) e transferência

o IMAP: Internet Mail Access Protocol [RFC 1730]• mais comandos (mais complexo)• manuseio de msgs armazenadas no servidor

o HTTP: Hotmail , Yahoo! Mail, Webmail, etc.

servidor de correio do remetente

SMTP SMTP POP3 ouIMAP

servidor de correiodo receptor

agente de

usuário

agente de

usuário


Protocolo POP3fase de autorização• comandos do cliente:

o user: declara nomeo pass: senha

• servidor respondeo +OK

o -ERR

fase de transação, cliente:• list: lista números das

msgs• retr: recupera msg por

número• dele: apaga msg• quit

C: list S: 1 498 S: 2 912 S: . C: retr 1 S: <message 1 contents>S: . C: dele 1 C: retr 2 S: <message 1 contents>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


DNS: Domain Name System

Pessoas: muitos identificadores:

o CPF, nome, no. da Identidade

hospedeiros, roteadores Internet :

o endereço IP (32 bit) -usado p/ endereçar datagramas

o “nome”, ex., das.ufsc.br- usado por gente

P: como mapear entre nome e endereço IP?

Domain Name System:• base de dados distribuída

implementada na hierarquia de muitos servidores de nomes

• protocolo de camada de aplicaçãopermite que hospedeiros, roteadores, servidores de nomes se comuniquem para resolvernomes (tradução endereço/nome)

o obs: função imprescindível da Internet implementada como protocolo de camada de aplicação

o complexidade na borda da rede


DNS

• Roda sobre UDP e usa a porta 53

• Especificado nas RFCs 1034 e 1035 e atualizado em outras RFCs.

• Outros serviços:o apelidos para

hospedeiros (aliasing)o apelido para o servidor

de mailso distribuição da carga


Servidores de nomes DNS

• Nenhum servidor mantém todos os mapeamento nome-para-endereço IP

servidor de nomes local:o cada provedor, empresa tem

servidor de nomes local (default)o pedido DNS do host vai primeiro

ao servidor de nomes localservidor de nomes oficial

(com autoridade):o p/ host: guarda nome, endereço

IP deleo pode realizar tradução

nome/endereço para este nome

Por que não centralizar o DNS?

• ponto único de falha• volume de tráfego• base de dados

centralizada e distante• manutenção (da BD)

Não é escalável!


DNS: Servidores raiz

• procurado por servidor local que não consegue resolver o nome

• servidor raiz:o procura servidor

oficial se mapeamento desconhecido

o obtém traduçãoo devolve

mapeamento ao servidor local

• ~ uma dúzia de servidores raiz no mundo


Exemplo simples do DNS

host manga.ic.uff.brrequer endereço IP de www.cs.columbia.edu

1. Contata servidor DNS local, pitomba.ic.uff.br

2. pitomba.ic.uff.brcontata servidor raiz, se necessário

3. Servidor raiz contata servidor oficial cs.columbia.edu, se necessário solicitante

manga.ic.uff.brwww.cs.columbia.edu

servidor de nomes raiz

servidor oficialcs.columbia.edu

servidor localpitomba.ic.uff.br

1

23

45

6


Exemplo de DNS

Servidor raiz:• pode não conhecer o

servidor de nomes oficial

• pode conhecer servidor de nomes intermediário: a quem contatar para descobrir o servidor de nomes oficial

solicitantemanga.ic.uff.br

www.cs.columbia.edu


1

23

4 5

6


servidor intermediáriosaell.cc.columbia.edu

7

8

servidor de nomes raiz


DNS: consultas interativasconsulta recursiva:• transfere a

responsabilidade de resolução do nome para o servidor de nomes contatado

consulta interativa:• servidor consultado

responde com o nome de um servidor de contato

• “Não conheço este nome, mas pergunte para esse servidor”

1

23

4

5 6

7

8

consulta interativa

servidor de nomes raíz


servidor intermediáriosaell.cc.columbia.edu


solicitantemanga.ic.uff.br

www.cs.columbia.edu


DNS: uso de cache, atualização de dados• uma vez que um servidor qualquer aprende um

mapeamento, ele o coloca numa cache localo futuras consultas são resolvidas usando dados

da cacheo entradas na cache são sujeitas a temporização

(desaparecem depois de um certo tempo)ttl = time to live (sobrevida)


Registros DNSDNS: BD distribuída contendo resource records (RR)

• Tipo=NSo nome é domínio (p.ex.

foo.com.br)o valor é endereço IP de

servidor de nomesautoritativo para estedomínio

formato RR: (nome, valor, tipo, sobrevida)

• Tipo=Ao nome é nome de hospedeiroo valor é endereço IP

• Tipo=CNAMEo nome é nome alternativo

(alias) para algum nome“canônico” (verdadeiro)

o valor é o nome canônico

• Tipo=MXo nome é domínioo valor é nome do servidor de

correio para este domínio


DNS: protocolo, mensagensprotocolo DNS: mensagens pedido e resposta, ambas com o

mesmo formato de mensagem

cabeçalho de msg• identification: ID de 16 bit

para pedido, resposta aopedido usa mesmo ID

• flags:o pedido ou respostao recursão desejadao recursão permitidao resposta é autoritativa


DNS: protocolo, mensagens

campos nome, tiponum pedido

RRs em respostaao pedido

registros paraservidores autoritativos

info adicional “relevante” que pode ser usada


Programação com sockets

API Sockets • apareceu no BSD4.1 UNIX

em 1981• são explicitamente criados,

usados e liberados por apls• paradigma cliente/servidor• dois tipos de serviço de

transporte via API Socketso datagrama não confiável o 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


Programação com sockets usando TCPSocket: 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 combuffers,variáveis

socket

estação ouservidor

processo

TCP combuffers,variáveis

socket

controlado peloprogramador deaplicação

controladopelo sistemaoperacional

estação ouservidor

internet


Cliente deve contactar servidor• processo servidor deve antes

estar em execução• servidor deve antes ter

criado socket (porta) que aguarda contato do cliente

Cliente contacta servidor para:• criar socket TCP local ao

cliente• especificar endereço IP,

número de porta do processo servidor

• Quando cliente cria socket: TCP do cliente estabelece conexão com TCP do servidor

• Quando contatado pelo cliente, o TCP do servidor cria socket novopara que o processo servidor possa se comunicar com o cliente

o permite que o servidor converse com múltiplos clientes

TCP provê transferência confiável, ordenada de bytes

(“tubo”) entre cliente e servidor

ponto de vista da aplicação

Programação com sockets usando TCP


Programação com sockets usando TCP

Exemplo de apl cliente-servidor:• cliente lê linha da entrada

padrão (fluxo doUsuário), envia para servidor via socket (fluxo paraServidor)

• servidor lê linha do socket• servidor converte linha para

letra maiúscula, devolcve parao cliente

• cliente lê linha modificado do socket (fluxo doServidor), imprime-a

Input stream: sequence of bytes into process

Output stream: sequence of bytes out of process

socket do cliente

doUsuário

pparaServidor

doServidor


Comunicação entre sockets


Interações cliente/servidor usando o TCP

aguarda chegada de pedido de conexãosocketConexão =socketRecepção.accept()

cria socket,porta=x, parareceber pedido:

socketRecepção =ServerSocket ()

cria socket,abre conexão a nomeHosp, porta=xsocketCliente =

Socket()

fechasocketConexão

lê resposta desocketCliente

fechasocketCliente

Servidor (executa em nomeHosp) Cliente

Envia pedido usandosocketClientelê pedido de

socketConexão

escreve resposta para socketConexão

TCP setup da conexão


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(”idHosp", 6789);

DataOutputStream paraServidor = new DataOutputStream(socketCliente.getOutputStream());

Criafluxo de entrada

Criasocket de cliente,

conexão ao servidorCreate

output streamattached to socket


Exemplo: cliente Java (TCP), cont.

BufferedReader doServidor = new BufferedReader(newInputStreamReader(socketCliente.getInputStream()));

frase = doUsuario.readLine();

paraServidor.writeBytes(frase + '\n');

fraseModificada = doServidor.readLine();

System.out.println(”Do Servidor: " + fraseModificada);

socketCliente.close();

} }

Criafluxo de entradaligado ao socket

Envia linhaao servidor

Lê linhado servidor


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(newInputStreamReader(socketConexao.getInputStream()));

Cria socketpara recepçãona porta 6789

Aguarda, no socketpara recepção, o

contato do cliente

Cria fluxo deentrada, ligado

ao socket


Exemplo: servidor Java (TCP), cont

DataOutputStream paraCliente = new DataOutputStream(socketConexão.getOutputStream());

fraseCliente= doCliente.readLine();

fraseEmMaiusculas= fraseCliente.toUpperCase() + '\n';

paraClient.writeBytes(fraseEmMaiusculas); }

} }

Lê linhado socket

Cria fluxode saída, ligado

ao socket

Escreve linhaao socket

Final do elo while,volta ao início e aguardaconexão de outro cliente


Programação com sockets usando UDP

UDP: não tem “conexão” entre cliente e servidor

• não tem “handshaking”• remetente coloca

explicitamente endereço IP e porta do destino

• servidor deve extrair endereço IP, porta do remetente do datagramarecebido

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


Interações cliente/servidor usando o UDP

fechasocketCliente

Servidor (executa em nomeHosp)

lê resposta dosocketCliente

cria socket,socketCliente =DatagramSocket()

Cliente

cria, endereça (nomeHosp, porta=x,envia pedido em datagramausando socketCliente

cria socket,porta=x, parapedido que chega:socketServidor =DatagramSocket()

lê pedido dosocketServidor

escreve resposta ao socketServidorespecificando endereçoIP, número de porta do cliente


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(”idHosp");

byte[] dadosEnvio = new byte[1024]; byte[] dadosRecebidos = new byte[1024];

String frase = doUsuario.readLine();

dadosEnvio = frase.getBytes();

Criafluxo de enrada

Cria socket de cliente

Traduz nome de hospedeiro ao

endereço IP usando DNS


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 datagramaao servidor

Lê datagramado servidor


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 socketpara datagramas

na porta 9876

Aloca memória parareceber datagrama

Recebedatagrama


Exemplo: servidor Java (UDP), contString frase = new String(pacoteRecebido.getData());

InetAddress IPAddress = pacoteRecebido.getAddress();

int port = 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

Escrevedatagramaao socket

Fim do elo while,volta ao início e aguardachegar outro datagrama

Cria datagrama p/enviar ao cliente


Capítulo 2: Sumário

• Requisitos do servi;co de aplicação:

o confiabilidade, banda, retardo

• paradigma cliente-servidor • modelo de serviço do

transporte orientado a conexão, confiável daInternet: TCP

o não confiável, datagramas: UDP

Terminamos nosso estudo de aplicações de rede!

• Protocolos específicos:o httpo ftpo smtp, pop3o dns

• programação c/ socketso implementação

cliente/servidoro usando sockets tcp, udp


Capítulo 2: Sumário

• troca típica de mensagenspedido/resposta:

o cliente solicita info ou serviçoo servidor responde com dados,

código de status• formatos de mensagens:

o cabeçalhos: campos com info sobre dados (metadados)

o dados: info sendo comunicada

Mais importante: aprendemos de protocolos

• msgs de controle X dadoso na banda, fora da banda

• centralizado X descentralizado • s/ estado X c/ estado• transferência de msgs

confiável X não confiável • “complexidade na borda da

rede”• segurança: autenticação

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Camada de Aplicação - professor.unisinos.brprofessor.unisinos.br/jcgluz/prot-redes/camada-aplic.pdf · • programando aplicações de rede o API socket. 2: Camada de aplicação