Кафедра проектирования компьютерных систем

Санкт-Петербургский государственный Санкт-Петербургский государственный университетуниверситет

информационных технологий, механики и информационных технологий, механики и оптикиоптики

В. В. А. А. КозакКозак

Вычислительные сетиВычислительные сети

Лекция Лекция 66

Транспортный Транспортный и прикладной и прикладной уровуровнини

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 10.10.10.10:80.

• 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 (65 515 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 8080.

• 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: http://www.sut.ru/newsАнализируется: /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 (email, e-mail)  Электронная почта - технология и предоставляемые ею услуги по

пересылке и получению электронных сообщений по распределённой компьютерной сети.

Формат адреса: user@example.com — 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 (email, e-mail)