Nivelul AplicaŃie. -Protocolul DNS -Posta electronica -HTTP

Transcription

1 Nivelul AplicaŃie -Protocolul DNS -Posta electronica -HTTP

2 Protocolul DNS Redirectorul La un calculator conectat la o retea se pot executa atit aplicatii care necesita numai resursele sistemului resp. (programe de calcul tabelar, programe de procesare de texte etc.), cit si aplicatii care acceseaza resursele retelei (browsere de navigare in internet etc.). Nivelul aplicatie este cel care permite accesul aplicatiilor la mediul de retea. Într-o reńea LAN, redirectorul este protocolul care lucrează la nivelul sistemului de operare al calc. şi permite să se facă distincńie între cererile adresate unităńii centrale a calculatorului respectiv şi cele adresate unui server. Redirectorul permite administratorului de reńea să atribuie nume logice resurselor aflate pe diverse unităńi, iar utilizatorul, pentru a accesa o anumită resursă va utiliza numai aceşti identificatori, fără nici o referinńă la reńeaua respectivă. Astfel, redirectoarele extind componentele software locale. Este posibilă utilizarea în comun a resurselor logice şi fizice ale reńelei, precum şi integrarea aplicańiilor locale cu cele de reńea.

3 Fiecare site de pe Internet are alocată o adresă IP. Folosirea de către utilizatorii obişnuińi a acestor adrese este dificilă şi poate genera erori. Astfel, este necesar un protocol care să facă corespondenńa dintre numele diverselor componente de reńea şi adresele lor IP. Această problemă este rezolvată de către protocolul DNS (Domain Names System). Domeniul este un grup de calculatoare care sunt asociate prin localizarea lor geografică sau prin tipul de activitate al organizańiei pe care o deservesc. Numele de domeniu este un şir de caractere şi/sau numere, de obicei un nume sau prescurtarea unui nume. La începutul existenńei Internetului, când numărul de calculatoare legate în reńea era relativ mic, a existat o tabelă realizată de organizańia NIC (Network Information Center), care făcea corespondenńa dintre adresa IP şi numele gazdei. Numele de gazde erau şiruri de caractere, fără a avea o organizare ierarhică. Aceste corespondenńe erau introduse manual în tabelă şi erau transmise tuturor administratorilor de reńele conectate la Internet.

4 Ierarhia de domeniu. DNS implementează un spańiu ierarhizat de nume pentru obiectele din Internet. Spre deosebire de numele de fişiere (calea către acestea), care sunt prelucrate de la dreapta la stânga, fiind separate de slash-uri, numele DNS sunt prelucrate de la dreapta la stânga, separatorul fiind caracterul.. Asemănător ierarhiei de fişiere, ierarhia DNS poate fi văzută ca un arbore.

5 edu com gov mil org ro fr princeto nas mit cisco yahoo n a nsf arp a nato acm ieee unitbv edu cs ce physic s

6 Servere de nume Primul pas în organizarea acestor servere este partińionarea ierarhiei în zone. Fiecare zonă poate fi gândită ca fiind corespondentă la o anumită autoritate administrativă, responsabilă pentru acea porńiune a ierarhiei. Nivelul cel mai înalt al ierarhiei formează o zonă administrată de NIC. Urmează zone care corespund structurii administrative respective (princeton, cisco, unitbv, etc.). În cadrul acestor zone, există alte zone care corespund anumitor departamente care se administrează singure. Nu toate departamentele formează o zonă, unele rămân la nivelul de administrare al universităńii. Serverului de nume ce reprezintă unitatea fundamentală de implementare a DNS. Mai concret, informańiile relative la fiecare zonă, sunt implementate în două sau mai multe servere de nume. Serverele de nume sunt accesate de către clienńi, care transmit cereri către acestea şi primesc un răspuns care poate fi cel dorit, sau un pointer către alt server la care clientul îi va transmite cererea. Astfel din punct de vedere al implementării, DNS este gândit ca o ierarhie de servere de nume, mai degrabă decât o ierarhie de domenii

7 Fiecare server de nume, implementează informańia de zonă ca o colecńie de înregistrări (articole) de resursă. O înregistrare de resursă conńine5câmpuri: (Nume,valoare,tip,clasă,TTL) Câmpul tip specifică cum va fi interpretat câmpul valoare. - tip=a, va indica faptul că valoare este o adresă IP; astfel, se indică o corespondenńă nume adresă. -tip=ns, valoare furnizează numele de domeniu pentru o gazdă care execută un server de nume, care ştie cum să rezolve problema numelui, în interiorul domeniului specificat. -tip=cname, valoare furnizează numele canonic al unei gazde particulare; este folosit pentru a defini alias-uri. -tip=mx, valoare furnizează numele de domeniu pentru o gazdă care execută un server de poştă, care acceptă mesaje dintr-un domeniu specificat. Câmpul clasă a fost inclus pentru a permite alte tipuri de înregistrări decât cele definite de NIC. Cea mai răspândită valoare a câmpului, utilizată în Internet este IN. Câmpul TTL arată cât timp această înregistrare este validă.

8 Exemplul 3. Vom considera ierarhia prezentă în figura ant. şi vom ignora câmpul TTL. Serverul de nume rădăcină conńine o înregistrare NS pentru fiecare server de la nivelul urm.. De asemenea, el conńine o înregistrare A care translatează acest nume în adresa sa IP. Luate împreună, aceste două înregistrări implementează un pointer de la serverul de nume rădăcină, la fiecare dintre serverele de nivel doi. (princeton.edu, cit.princeton.edu, NS,IN) (cit.princeton.edu, ,A,IN) (cisco.com, ns.cisco.com, NS,IN) (ns.cisco.com, , A,IN)

9 Domeniul princeton.edu are un nume de server, disponibil pe gazda cit.princeton.edu, care conńine înregistrările următoare: (cs.princeton.edu, guat.cs.princeton.edu, NS, IN) (guat.cs.princeton.edu, , A, IN) (ee.princeton.edu, helios.ee.princeton.edu, NS, IN) (helios.ee.princeton.edu, , A, IN) (jupiter.physics.princeton.edu, , A, IN) (saturn.physics.princeton.edu, , A, IN) (mars.physics.princeton.edu, , A, IN) (venus.physics.princeton.edu, , A IN) etc.

10 În final, serverul de nume de la un al treilea nivel cum ar fi cel administrat de către domeniul cs.princeton.edu, conńine pentru toate gazdele o înregistrare cu un câmp A. De asemenea, el poate defini o mulńime de alias-uri (înregistrări CNAME) pentru fiecare dintre aceste gazde. Alias-urile pot fi alte nume ale gazdelor, dar ele pot furniza şi un anumit nivel de indirectare. De exemplu, este un alias pentru gazda cu numele cicada.cs.princeton.edu. Aceasta permite serverelor de site-uri web de a se muta la o altă maşină, fără a afecta utilizatorii de la distanńă. Ele folosesc alias-ul, fără a fi interesate pe care dintre maşinile din reńea este executat server-ul.

11 Înregistrările de tipul MX (Mail Exchange) servesc acelaşi scop pentru aplicańiile de - ele permit unui administrator să specifice care gazdă primeşte un mail, din partea altui domeniu. (cs.princeton.edu, guat.cs.princeton.edu, MX, IN) (cicada.cs.princeton.edu, , A, IN) (cic.cs.princeton.edu, cicada.cs.princeton.edu, CNAME, IN) (guat.cs.princeton.edu, , A, IN) (guat.cs.princeton.edu, guat.cs.princeton.edu, CNAME, IN) ( , A, IN) (cicada.cs.princeton.edu,roach.cs.princeton.edu,roach.c s.princeton.edu, CNAME, IN) etc. Observăm că deşi înregistrările pot fi definite pentru orice tip de obiect, DNS este de obicei folosit pentru a identifica gazde (incluzând servere) şi site -uri. El nu este folosit pentru a identifica utilizatori sau alte obiecte de genul fişiere sau directoare; alte sisteme de nume se folosesc pentru aceste obiecte.

12 Rezolvarea numelor. Fiind dată o ierarhie de servere de nume, se pune problema utilizării acestora pentru a rezolva un nume de domeniu. De exemplu, să considerăm numele de domeniu statia1.info.unitbv.ro; aici statia1 este numele unui calculator; el este gestionat de un grup, care se numeste info, corespunzător Departamentului de Informatică al UniversităŃii Transilvania, care la rândul lui este o componentă a grupului unitbv, corespunzător universităńii amintite. La rândul său unitbv face parte din grupul (domeniul) ro, corespunzator României. Obs. Pentru realizarea corespondenńei dintre adresa numerică IP şi nume este folosit un serviciu similar cu cel de informańii telefonice. Rolul serviciului de informańii este jucat de serverele de nume, care păstreaza corespondenńa nume adresă IP relativă la un anumit domeniu.

13 Când cineva foloseşte un nume, calculatorul îl converteşte în adresa numerică, folosind una dintre următoarele scheme: - face conversia directă, deoarece numele aparńine unui domeniu de care el este responsabil; - ştie corespondenńa deoarece a mai folosit recent numele; -ştie cum să găsească corespondenńa; De exemplu, pentru adresa statia1.info.unitbv.ro, comunică cu un server de nume special (radacină) şi află adresa server-ului responsabil cu domeniul ro; comunică apoi cu acesta şi află adresa server-ului responsabil cu domeniul unitbv ş.a.m.d. află adresa calculatorului statia1.

14 Domeniile primare (de nivelul cel mai înalt) se împart în două categorii: corespunzătoare tipului organizańiilor: com organizańii comerciale; org alte organizańii; edu organizańii educańionale; int organizatii internańionale; gov organizańii guvernamentale;mil organizańii militare; net resurse din reńea etc. corespunzatoare Ńărilor: ro Romania; de Germania; fr FranŃa; nl Olanda; it Italia; uk Marea Britanie; dk Danemarca; us Statele Unite ale Americii.

15 În legatură cu sistemul de nume, sunt valabile următoarele observańii: - părńile unui nume arată cine este responsabil cu gestiunea numelui, nu unde se află nodul denumit; - anumite nume se referă la servicii oferite, nu la noduri fizice; serviciile respective pot fi utilizate cu acelaşi nume, chiar dacă, din diferite motive, sunt mutate de la un calculator la altul; - un calculator poate avea mai multe nume, atunci când pe el se află mai multe servicii, fiecare fiind apelat cu un alt nume; de exemplu, ftp.atm.ro şi news.atm.ro pot fi două servicii (unul de transfer de fişiere şi altul de difuzare de ştiri) aflate amândouă pe acelaşi calculator, dar care pot, eventual să existe pe două maşini diferite; - la folosirea unui nume greşit, care nu poate fi translatat într-o adresă Internet validă, sistemul furnizează mesajul host unknown; Avantajul principal al sistemului de nume, este faptul că ele divizează Internet-ul în domenii care au o logică, sunt uşor de reńinut şi de localizat.

16 Poşta electronică (PE) Pentru a înńelege cum lucrează PE trebuie: să distingem între interfańa utilizator şi SMTP; să distingem între SMTP şi protocoalele care o însońesc (RFC 822 şi MIME (Multipurpose Internet Mail Extension)); RFC 822 este un standard care defineşte structura unui mesaj iar MIME extinde RFC 822, adăugând posibilitatea de a transmite imagini, fişiere multimedia, etc. SMTP este protocolul care asigură transferul mesajului de la o gazdă la alta. El presupune: - un program de interfańă dintre utilizatori şi PE, care permite utilizatorilor să compună, să citească, să caute etc. mesaje; - un program mail daemon (MD), care joacă rolul oficiului poştal. Procedura de transmitere a unui mesaj, implică doua procese: - transmiterea mesajului unui oficiu poştal la care este conectat destinatarul; - furnizarea mesajului de către serviciul de poştă electronică, utilizatorului căruia îi este adresat. Aceasta presupune că atât expeditorul cât şi destinatarul au deschise câte o cutie poştală, păstrate în sistemele (server-ele de poştă electronică) în care au deschis un cont. Fiecare cont sau adresă de este format din două părńi, separate prin Prima parte conńine identificatorul cutiei poştale, iar a doua numele server-ului de , scris în concordanńă cu specificańiile DNS.

17 Programul de interfańă transmite lui MD mesajele pe care el vrea să le transmită altor utilizatori. MD foloseşte SMTP (care se sprijină pe TCP) pentru a transmite mesajul la MD-ul care se execută pe o altă maşină. MD-ul pune mesajul în cutia poştală a utilizatorului destinatar (unde găseşte programul de interfańă al utilizatorului căruia îi este destinat mesajul). MD poate fi implementat în concordanńă cu arhitectura gazdei respective. Procesul prin care MD-ul de pe o maşină stabileşte o conexiune cu MD-ul de pe o altă maşină este redat în figura urm. Deoarece MD-ul de pe o maşină stabileşte o conexiune SMTP/TCP cu MDul de pe o altă maşină, în multe cazuri mesajul de mail traversează una sau mai multe porńi implicite de mail, pe drumul pe care îl parcurge de la gazda sursă la gazda destinańie. Asemenea gazdelor terminale şi poarta implicită de mail (PIM) execută un proces MD. PIM sunt numite porńi deoarece asemănător router-elor, stochează şi transmit mai departe mesaje IP. Singura diferenńă, este că o PIM păstrează mesajele într-un buffer pe disc, urmând ca ele să le transmită după un timp (chiar şi de ordinul zilelor), pe când un router IP păstrează mesajele într-un buffer din memoria internă, urmând ca transmiterea acestora să se facă într-un timp foarte scurt (fracńiune dintr-o secundă).

18 Stabilirea conexiunii dintre două oficii poştale Program mail de interfańă Program mail de interfańă MD MD MD SMTP/ TCP SMTP/ TCP

19 PIM-urile sunt necesare deoarece utilizatorul care transmite mesajul de pe o gazdă sursă nu trebuie (şi nu poate) să specifice gazda la care el lucrează. În adresa de mail este specificat numele aşa zisului cont, urmat de un nume. Deci, mai întâi mesajul este transmis PIM-ului (sau server-ului) de mail, care mai departe se ocupă de transmiterea mesajului. PIM-ul administrează o bază de date unde sunt depuse mesajele care urmează să fie transmise. Protocolul POP3 (Post Office Protocol) este utilizat pentru administrarea mesajelor din baza de date. Independent de câte PIM-uri există în drumul de la sursă la destinańie, SMTP realizează o conexiune pentru transmiterea de mesaje. Fiecare sesiune SMTP implică un dialog între două MD-uri. SMTP realizează un dialog între un client şi un server. Clientul îşi specifică numele său de domeniu iar server-ul va verifica dacă acest nume corespunde adresei IP ce va fi utilizată de către conexiunea realizată de către TCP. De asemenea, este verificat numele de domeniu din adresa de destinańie. Este posibilă specificarea mai multor destinańii.

20 HTTP(HyperText Transmission Protocol) WWW a fost propus în 1989 la CERN-Geneva de catre fizicianul Tim Berners-Lee şi a fost prezentat public în decembrie 1991 Motivare: să permită cercetătorilor răspândińi în toată lumea să colaboreze folosind colecńii de documente compuse din rapoarte, planuri, desene, fotografii etc. şi aflate în permanentă schimbare DistincŃie clară între client şi server: Un server WWW gestionează un număr de documente şi le trimite la cerere clienńilor Un client WW (browser Web) permite utilizatorului să solicite documente de la un server WWW şi după recepńionare le redă pe ecran într-un format corespunzător(de regulă grafic) Principalele probleme legate de WWW: A) modul de identificare a documentelor în Internet B) formatul pentru conńinutul documentelor C) Protocolul de comunicare între client şi server

21 A. Pentru identificarea documentelor s-a propus conceptul de locator universal de resurse (Universal Resource Locator URL) care indică identitatea astfel: protocol://calculator:port/nume_de_cale#etichetă unde: -protocol indică ce protocol se foloseşte pentru comunicare: http pentru documente hypertext, ftp pentru transfer de fişiere, file pentru acces la un fişier local -calculator este numele nodului pe care se află documentul dorit (server WWW sau FTP) -port arată la ce port rulează serverul pentru documentul dorit. Este opńional dacă se foloseşte portul standard al protocolului (80 pentru WWW) -nume_de_cale indică de regulă un fişier, dar poate fi utilizată şi altă convenńie. Serverele WWW stabilesc o anumită origine (rădăcină) a unui sistem de fişiere, numele de cale fiind în raport cu această origine -etichetă este element opńional, indică o anumită locańie într-un document B. ConŃinutul documentelor Web este construit ca hypertext, adică în document pot apare legături spre alte documente. Se foloseşte un limbaj de marcare, HTML (HyperText Markup Language)

22 C. HTTP(HyperText Transmission Protocol) reprezintă limbajul comun, prin care clienńii şi serverele se pot înńelege prin Internet. Programul de interfańă( Browser ) are o funcńie ce permite utilizatorului să deschidă un URL (Uniform Resource Locater), ce furnizează informańii prin care se localizează un obiect de pe Web. Când se deschide un anumit URL, browser - ul de Web va deschide o conexiune TCP cu calculatorul indicat prin numele respectiv. Multe din fişierele de pe Web conńin imagini, texte, clip-uri audio sau video. De asemenea, ele pot conńine alte URL-uri care referenńiază alte fişiere pe care browser-ul de Web le poate deschide. Aceste URL-uri se mai numesc şi legături hiper-text. Când se deschide o astfel de legătură, este realizată o nouă conexiune şi se deschide un alt fişier. Când se selectează o pagină, browser -ul client extrage pagina de pe server folosind HTTP-ul care se execută peste TCP. Mesajele de cerere şi răspuns. Prima linie a cererii HTTP conńine trei entităńi: - operańia care va fi executată; - pagina Web pe care va fi executată operańia respectivă; - versiunea HTTP care este utilizată. Asemănător, mesajul de răspuns va conńine: - versiunea HTTP; - un cod care indică dacă cererea a fost(sau nu) rezolvată cu succes; - un text care conńine semantica răspunsului.

23 Conexiunea TCP. Versiunea originală (HTTP 1.0) stabilea o conexiune separată pentru fiecare unitate de date regăsită pe un server. Acesta era un mecanism ineficient: de fiecare dată când un acelaşi client şi acelaşi server voiau să primească /transmită o altă unitate de date, trebuia stabilită o nouă conexiune, cu eforturile de rigoare. S SoluŃia pe care au implementat-o versiunile următoare, este că un server va închide o sesiune cu un client numai dacă întrun interval de timp el nu a mai primit nici o cerere din partea clientului. Păstrarea în memorie a unor conexiuni recente reprezintă o altă metodă prin care se realizează îmbunătăńirea activităńii la nivelul clientului. Pentru a nu se păstra conexiuni în memorie care nu sunt folosite, fiecare legătură are alocat un anumit timp de viańă, după expirarea căruia ele sunt şterse din memorie.