Bài giảng Computer Networking: A top down approach - Chương 2: Lớp ứng dụng

Chia sẻ: Kiếp Này Bình Yên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:107

Thêm vào BST

Báo xấu

181
lượt xem 47
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 2 giới thiệu về các lớp ứng dụng (Application layer). Mục tiêu của chương này nhằm giúp người học hiểu được các khái niệm, các phương diện áp dụng của các giao thức ứng dụng mạng; tìm hiểu về các giao thức thông qua việc xem xét các giao thức phổ biến của lớp ứng dụng. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Computer Networking: A top down approach - Chương 2: Lớp ứng dụng

Chương 2 lớp Ứng dụng (Application layer) A note on the use of these ppt slides: We’re making these slides freely available to all (faculty, students, readers). Computer They’re in PowerPoint form so you see the animations; and can add, modify, and delete slides (including this one) and slide content to suit your needs. Networking: A Top They obviously represent a lot of work on our part. In return for use, we only ask the following: Down Approach  If you use these slides (e.g., in a class) that you mention their source (after all, we’d like people to use our book!) 6th edition  If you post any slides on a www site, that you note that they are adapted Jim Kurose, Keith Ross from (or perhaps identical to) our slides, and note our copyright of this material. Addison-Wesley March 2012 Thanks and enjoy! JFK/KWR All material copyright 1996-2012 J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved lớp ứng dụng 2-1
Chương 2: Nội dung 2.1 Các nguyên lý của 2.6 Các ứng dụng P2P các ứng dụng mạng 2.7 Lập trình socket 2.2 Web và HTTP với UDP và TCP 2.3 FTP 2.4 Thư điện thử  SMTP, POP3, IMAP 2.5 DNS lớp ứng dụng 2-2
Chương 2: lớp Ứng dụng (application layer) Mục tiêu:  Tìm hiểu về các giao  Khái niệm, các phương thức thông qua việc diện áp dụng của các xem xét các giao thức giao thức ứng dụng phổ biến của lớp ứng mạng dụng  Các mô hình dịch  HTTP vụ tầng transport  FTP  Mô hình máy  SMTP / POP3 / IMAP khách-máy chủ  DNS  Mô hình peer-to-  Lập trình ứng dụng peer mạng  socket API lớp ứng dụng 2-3
Một số ứng dụng mạng  Thư điện tử  Đàm thoại trên mạng  web IP (Vd: Skype)  Nhắn tin  Hội thảo video thời  Đăng nhập từ xa gian thực  Chia sẻ tập tin P2P  Mạng xã hội  Trò chơi trực tuyến với  Tìm kiếm nhiều người cùng tham  … gia  …  Truyền hình trực tuyến (streaming stored video – Vd: YouTube, Hulu, Netflix) lớp ứng dụng 2-4
Tạo một ứng dụng mạng application transport network data liên Viết chương trình để: kết physical  Chạy trên các hệ thống đầu cuối (khác nhau)  Liên lạc qua mạng  Ví du: phần mềm web máy chủ giao tiếp với trình duyệt Không cần viết phần mềm cho các application thiết bị trong lõi của mạng transport network data liên application  Các thiết bị trong lõi mạng kết transport physical network không chạy các ứng dụng của data liên kết người dùng physical  Các ứng dụng trên các hệ thống đầu cuối cho phép phát triển ứng dụng và quảng bá nhanh chóng lớp ứng dụng 2-5
Các kiến trúc ứng dụng Kiến trúc phù hợp của các ứng dụng:  Khách-chủ (client-server)  Mạng ngang hàng (peer-to-peer (P2P) ) lớp ứng dụng 2-6
Kiến trúc máy khách-máy chủ Máy chủ (server):  Máy luôn luôn hoạt động  Địa chỉ IP cố định  Tổ chức thành các trung tâm dữ liệu để mở rộng quy mô máy khách/máy chủ Máy khách (client):  Giao tiếp với máy chủ  Có thể kết nối không liên tục  Có thể thay đổi địa chỉ IP  Không giao tiếp trực tiếp với các máy khách khác lớp ứng dụng 2-7
Kiến trúc P2P (ngang hàng)  không có máy chủ luôn luôn hoạt Ngang hàng động  Các hệ thống đầu cuối bất kỳ truyền thông trực tiếp với nhau  Các bên (peer) yêu cầu dịch vụ từ các bên khác và cung cấp dịch vụ ngược lại cho các bên khác  Có khả năng tự mở rộng – các bên (peer) mới cung cấp thêm dịch vụ mới, cũng như có thêm nhu cầu mới về dịch vụ  Các peer được kết nối không liên tục và có thể thay đổi địa chỉ IP  Quản lý phức tạp lớp ứng dụng 2-8
Các tiến trình liên lạc Tiến trình (process): chương trình đang máy khách, máy chủ chạy trong một máy Tiến trình máy khách:  Trong cùng một máy, hai tiến trình khởi tạo tiến trình giao tiếp với liên lạc nhau bằng cách sử dụng Tiến trình máy chủ: cơ chế truyền thông liên tiến trình (inter-process tiến trình chờ đợi để communication) (được được liên lạc định nghĩa bởi hệ điều hành)  Chú ý: các ứng dụng với  Các tiến trình trong các kiến trúc P2P có cả các hệ thống đầu cuối khác tiến trình máy khách và nhau truyền thông với máy chủ nhau bằng cách trao đổi các thông điệp (message) lớp ứng dụng 2-9
Sockets  Tiến trình gửi/nhận thông điệp đến/ từ socket của nó  socket tương tự như cửa ra vào  Tiến trình gửi đẩy thông điệp ra khỏi cửa  Tiến trình gửi dựa trên hạ tầng vận chuyển bên kia của cánh cửa để phân phối thông điệp đến socket tại tiến trình nhận application application socket Được kiểm soát process process Bởi nhà phát triển ứng dụng transport transport network network Được điều khiển liên kết bởi hệ điều hành liên kết Internet physical physical lớp ứng dụng 2-10
Xác định tiến trình  Để nhận thông điệp, tiến  Đinh danh (identifier) trình phải có định danh bao gồm cả địa chỉ IP và  Thiết bị hệ thống đầu cuối số port (số hiệu cổng) có địa chỉ IP 32-bit duy được liên kết với tiến nhất trình trên hệ thống đầu cuối.  Q: địa chỉ IP của hệ thống đầu cuối mà trên  Ví dụ về số port: tiến trình đang chạy  HTTP máy chủ: 80 trên đó có đủ để xác  máy chủ thư điện tử: 25 định tiến trình đó hay  Để gởi thông điệp HTTP không? đến web máy chủ  A: không, có nhiều gaia.cs.umass.edu : tiến trình có thể đang  Địa chỉ IP : 128.119.245.12 được chạy trên cùng  Số hiệu port (port một hệ thống đầu cuối number): 80  Còn nữa… lớp ứng dụng 2-11
Giao thức lớp Ứng dụng: định nghĩa  Các loại thông điệp được Các giao thức mở: trao đổi  Được định nghĩa trong  e.g., yêu cầu (request), RFCs đáp ứng (response)  Cung cấp khả năng  Cú pháp thông điệp: tương tác cho các ứng  Các trường trong thông dụng thuộc các nhà điệp và cách mà các phát triển khác nhau trường được định nghĩa  Vd: HTTP, SMTP  Ngữ nghĩa của thông điệp Các giao thức độc quyền:  Ý nghĩa của thông tin  Vd: Skype trong các trường  Các quy tắc (rules) khi nào và cách mà các tiến trình gởi và đáp ứng các thông điệp lớp ứng dụng 2-12
Dịch vụ vận chuyển nào mà ứng dụng cần? Toàn vẹn dữ liệu (data Thông lượng (throughput) integrity)  Một số ứng dụng (vd: đa  Một số ứng dụng (ví dụ phương tiện) yêu cầu truyền tập tin, web thông lượng tối thiếu để transactions) yêu cầu độ đạt được “hiệu quả” thực tin cậy 100% khi truyền dữ thi liệu  Các ứng dụng khác (“ứng  Các ứng dụng khác (ví dụ dụng mềm dẻo”) có thể audio) có thể chịu được dùng bất kỳ thông lượng một số mất mát. nào cũng được Định thì (timing)  Một số ứng dụng (ví dụ, An ninh thoại Internet, game  Mã hóa, toàn vẹn dữ liệu, tương tác) yêu cầu độ … trễ thấp để đạt được “hiệu quả” thực thi lớp ứng dụng 2-13
Các yêu cầu dịch vụ vận chuyển: các ứng dụng phổ biến ứng dụng mất dữ liệu thông lượng độ nhạy thời gian Truyền tập tin không mềm dẻo không thư điện tử không mềm dẻo không Web documents không mềm dẻo không audio/video chịu lỗi audio: 5kbps-1Mbps có, 100’s msec thời gian thực video:10kbps-5Mbps audio/video đã lưu chịu lỗi như trên có, vài giây Game tương tác chịu lỗi Trên một vài kbps có, 100’s msec nhắn tin không mềm dẻo có và không lớp ứng dụng 2-14
Các dịch vụ thuộc giao thức vận chuyển trên Internet Dịch vụ TCP: Dịch vụ UDP:  Truyền tải có đảm bảo/tin cậy  Truyền dữ liệu không đảm (reliable transport) giữa tiến bảo (unreliable data trình gửi và nhận transfer) giữa tiến trình  Điều khiển luồng thông tin gửi và nhận (flow control): bên gửi sẽ không gửi vượt khả năng bên  Không hỗ trợ: độ tin cậy, nhận điều khiển luồng, điều  Điều khiển tắc nghẽn khiển tắc nghẽn, định thì, (congestion control): điều tiết bảo đảm thông lượng, bảo bên gửi khi mạng quá tải mật, và thiết lập kết nối.  Không hỗ trợ: định thì, bảo đảm thông lượng tối thiểu, bảo Q: Tại sao phải quan tâm? Tại mật sao có UDP?  Hướng kết nối (connection- oriented): yêu cầu thiết lập kết nối giữa tiến trình máy khách và máy chủ trước khi truyền lớp ứng dụng 2-15
Ứng dụng Internet: Các giao thức lớp ứng dụng, transport Giao thức lớp Giao thức dưới lớp Ứng dụng Ứng dụng Vận chuyển thư điện tử SMTP [RFC 2821] TCP remote terminal access Telnet [RFC 854] TCP Web HTTP [RFC 2616] TCP Truyền tập tin FTP [RFC 959] TCP streaming multimedia HTTP (e.g., YouTube), TCP or UDP RTP [RFC 1889] Thoại Internet SIP, RTP, độc quyền (e.g., Skype) TCP or UDP lớp ứng dụng 2-16
Bảo mật TCP TCP & UDP SSL là giao thức ở lớp  Không mã hóa ứng dụng  Các ứng dụng dùng thư  Mật mã chưa mã hóa được gởi đến socket để viện SSL, thông qua đó đi qua Internet trong để “nói chuyên” với TCP dạng nguyên bản SSL socket API SSL  Mật mã dạng không mã  Hỗ trợ kết nối TCP hóa được gởi vào trong được mã hóa socket và chuyển đi qua Internet ở dạng mã  Toàn vẹn dữ liệu hóa  Chứng thực đầu cuối  Xem chương 7 lớp ứng dụng 2-17
Chương 2: Nội dung 2.1 Các nguyên lý của 2.6 Các ứng dụng P2P các ứng dụng mạng 2.7 Lập trình socket 2.2 Web và HTTP với UDP và TCP 2.3 FTP 2.4 Thư điện tử  SMTP, POP3, IMAP 2.5 DNS lớp ứng dụng 2-18
Web và HTTP Ôn lại…  Trang web \bao gồm các đối tượng (objects)  Đối tượng có thể là tập tin HTML, hình ảnh JPEG, Java applet, tập tin audio,…  web page bao gồm tập tin HTML bao gồm một số đối tượng được tham chiếu  Mỗi đối tượng có thể được xác định bởi một URL, ví dụ www.someschool.edu/someDept/pic.gif tên miền đường dẫn lớp ứng dụng 2-19
Tổng quan HTTP HTTP: hypertext transfer protocol  Giao thức lớp ứng dụng của Web PC chạy  Mô hình máy khách/máy trình duyệt chủ Firefox  máy khách: trình duyệt gửi yêu cầu, nhận phản hồi (dùng giao thức máy chủ HTTP) và “hiển thị” các Chạy web máy ch đối tượng Web Apache  máy chủ: Web máy chủ gửi (dùng giao thức HTTP) các đối tượng để iphone chạy trả lời yêu cầu trình duyệt Safari lớp ứng dụng 2-20