Кафедра проектирования компьютерных систем Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики В. А. Козак Вычислительные сети Лекция 6 Транспортный и прикладной уровни Санкт-Петербург, 2009

Транспортный уровень Сердцевина всей иерархии протоколов, посредник между приложениями и транспортной инфраструктурой сети; Работает на пользовательских машинах; Обеспечивает передачу данных между приложениями (прикладными процессами) вне зависимости от физических характеристик использующейся сети или сетей с требуемой степенью надежности; Может управлять соединением, обнаруживать потерянные пакеты и искаженные данные; Протоколы предназначены для взаимодействия типа «точка точка». Примеры протоколов: TCP, UDP, SPX.

Сокеты Сокет - абстрактный объект, представляющий конечную точку соединения. Сокет - комбинация IP-адреса и номера порта, например :80. Интерфейс сокетов впервые появился в BSD Unix.

UDP (User Datagram Protocol) UDP (пользовательский дейтаграммный протокол). UDP позволяет приложениям отправлять инкапсулированные IP- дейтаграммы без установления соединений. Смысл использования UDP вместо обычного IP заключается в указании портов источника и приемника. UDP не занимается контролем потока, контролем ошибок, повторной передачей после приема испорченного сегмента.

TCP (Transmission Control Protocol) TCP (протокол управления передачей) протокол для обеспечения надежного сквозного байтового потока по ненадежной интерсети. Размер сегментов (дейтаграмм) ограничивается размером полезной нагрузки IP-пакета ( байт) и максимальной единицой передачи (MTU, Maximum Transfer Unit) сети. На практике размер максимальной единицы передачи составляет обычно 1500 байт (что соответствует размеру поля полезной нагрузки Ethernet). При передаче используется механизм скользящего окна. Используется для передачи трафика, чувствительного к потерям.

Заголовок TCP сегмента

Прикладной уровень (Application layer) Является набором разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, организуют совместную работу. Обеспечивает взаимодействие сети и пользователя. Разрешает приложениям пользователя иметь доступ к сетевым службам, таким как обработчик запросов к базам данных, доступ к файлам, пересылке электронной почты. Отвечает за передачу служебной информации. Предоставляет приложениям информацию об ошибках. Формирует запросы к уровню представления. Пример: HTTP, POP3, SMTP.

Наиболее популярные протоколы Telnet - протокол удаленного доступа, позволяет входить в систему и выполнять действия над ней. SSH - протокол, позволяющий производить удалённое безопасное управление операционной системой и туннелирование TCP-соединений, шифрует весь трафик. HTTP – передача данных (обычно гипертекстовые страницы). FTP - пересылка файлов и удаленный доступ к ним. SFTP – протокол для операций с файлами поверх надёжного и безопасного соединения.

Наиболее популярные протоколы SMTP – отправка почтовых сообщений. POP3 – прием (закачка) эл. почты. IMAP - доступ к хранилищу эл. почты. XMPP (Jabber) - протокол для мгновенного обмена сообщениями и информацией о присутствии. RTP – транспортный протокол реального времени. Используется в IP-телефонии для передачи речевого трафика. SIP – сигнальный протокол IP-телефонии, управляет процессами создания, завершения, управления и конфигурирования телефонных соединений.

RTP (Real-Time Transport Protocol ) RTP - транспортный протокол реального масштаба времени, реализованный на прикладном уровне. Основная функция RTP - уплотнение нескольких потоков реального масштаба времени в единый поток пакетов UDP. Нет никаких гарантий касательно доставки, дрожания (неустойчивой синхронизации) и т. д. Каждый пакет, посылаемый с потоком RTP, имеет номер, на единицу превышающий номер своего предшественника. При потере пакета необходимо путем интерполяции аппроксимировать (приблизить, предположить) пропущенное значение.

Заголовок RTP

Всемирная паутина (World Wide Web) Всемирная паутина (World Wide Web) - распределенная система, предоставляющая доступ к связанным между собой документам, расположенным на различных компьютерах, подключенных к Интернету Web-страница -> Web-сайт -> Web-сервер -> WWW С 1994 года развитием Всемирной паутины руководит Консорциум Всемирной паутины (World Wide Web Consortium, W3C)

Ключевые технологии WWW HTTP (HyperText Transfer Protocol - протокол передачи гипертекста) URI (Uniform Resource Identifier - единообразный идентификатор ресурса) URL (Uniform Resource Locator - единообразный локатор ресурса) Ключевые технологии формирования Web-страниц: HTML, CSS, XML, DOM, Java-апплеты, скрипты (JavaScript, VBScript), Flash и т.д.

HTTP (HyperText Transfer Protocol) Протокол прикладного уровня передачи данных (изначально в виде гипертекстовых документов). Работает поверх ТСР, порт 80 и Модель клиент-сервер. Достоинства: простота, расширяемость, распространённость. Основные заголовки: Content-Length, Content-Type, Content- Encoding, Content-Language, Connection. Особенности: –Установление и закрытие соединения непосредственно с сервером производится по ТСР. Контроль за пользовательскими данными возложен на ТСР; –Использует принцип запрос/ответ; –Сервер не сохраняет параметры предыдущих сессий и не сохраняет своего текущего состояния; –Возможность кэширования (proxy и в браузере).

Алгоритм работы HTTP Анализ URL (адреса документа). Для определения IP-адреса сервера по имени хоста (host name) используется DNS. Установление ТСР-соединения с сервером. Отсылка запроса на сервер. Возможны методы GET, POST, HEAD и др. Анализ ссылок без имени хоста (после первого одиночного слэша): URL: Анализируется: /news Формирование и пересылка ответа. Коды ответов: 1xx: Informational (Информационные) 2xx: Success (Успешно) 3xx: Redirection (Перенаправление) 4xx: Client Error (Ошибка клиента) 5xx: Server Error (Ошибка сервера)

Электронная почта ( , ) Электронная почта - технология и предоставляемые ею услуги по пересылке и получению электронных сообщений по распределённой компьютерной сети. Формат адреса: пользователь user на машине example.com (с появлением почтовых серверов example.com – адрес сервера, на котором зарегестрирован user). Почтовые протоколы: SMTP / POP3 (IMAP, MAPI), веб-интерфейсы, X.400 и др. Структура письма: Заголовок SMTP-протокола Письмо (в терминологии протокола SMTP 'DATA') а) Заголовок письма б) Тело письма.

Компоненты: MTA (Mail Transfer Agent - агент пересылки почты) MDA (Mail Delivery Agent -агент доставка почты) MUA (Mail user agent почтовый агент пользователя) MRA (Mail retrive agent почтовый сервер, забирающий почту с другого сервера) Электронная почта ( , )