IPTV Televisão sobre a Internet

Transcrição

1 Redes de Computadores Redes de Computadores Camada Aplicação 1

2 Introdução às Redes de Computadores e Internet Revisão A Internet Protocolos Estrutura da da rede rede A periferia periferia da da rede rede O núcleo núcleo da da rede rede Redes Redes de de Acesso Acesso e Meio Meio Fisico Fisico Desempenho: atraso atraso e perda perda Camadas de de protocolos e modelos de de serviço serviço TCP/IP TCP/IP e OSI OSI Estrutura da da Internet e ISPs ISPs 2 Camada de Aplicação

3 Camada Aplicação Segue Capitulo 2 do livro de J.F Kurose e K.W. Ross Princípios e caracteristicasdos dos protocolos da da camada de de aplicação A Web Web e o HTTP HTTP (Hypertext Transfer Protocol) Transferência de de Ficheiros (File (File Transfer) File File Transfer TransferProtocol (FTP) (FTP) Correio Correio Electrónico SMTP: SMTP: Simple Simpl MailTransfer TransferProtocol, POP3, POP3, IMAP IMAP Serviço de de nomes nomes da da Internet DNS: DNS: Domain DomainName NameSystem Systemprotocol Partilha de de Ficheiros Peer-to-Peer (P2P) (P2P) Objectivos: Objectivos: Adquirir Adquirir os os conceitos conceitos e aspectos aspectos de de implementação implementação dos dos protocolos protocolos de de aplicação aplicação em em rede, rede, através através do do estudo estudo de de protocolos protocolos populares populares da da camada camada aplicação. aplicação. 3 Camada de Aplicação

4 Algumas aplicações distribuidas Web Instant messaging Login remoto Partilha de ficheiros P2P Jogos de rede multi-utilizador Vídeo-clips Voz sobre IP Vídeo-conferência em tempo real Computação paralela em larga escala IPTV, MobileTV Redes Sociais (FaceBook, Hi5, LinkedIn) VoIP Mobile IM w/ Presence Picture Share Call N Share Ringback Tones Mobile & IPTV Rich Media IM Multiplayer Gaming Network Address Book Mobile Conferencing Video Surveillance Remote Monitoring 4 Camada de Aplicação

5 IPTV Televisão sobre a Internet Still Today Already Today I have 100 channels, but nothing to watch High frustration with broadcast TV Demand for better TV My choice on TV My TV, My IM My cell phone IPTV will change the user TV experience from passive zapping to active browsing 5 Camada de Aplicação

6 Aplicações em Telemóveis... Edge Gateway... New Multimedia Computer Applicações: Segurança: telemóvel como como chave chave Saúde: Saúde: mediar mediar comunicações com com dispositivos pessoais de de saúde saúde Entretenimento: MobileTV, jogos jogos 6 Camada de Aplicação

7 Open Internet Novas Applicações... focus na Conectividade Social YouTube Video Sharing Flickr Photo Sharing Wikipedia Colaborative encyclopedia LinkedIn Business Connections 7 Camada de Aplicação

8 Open Internet Novas Applicações... focus na Conectividade Social SecondLife Virtual Worlds Trust+Plus Colaborative Trust Twitter Where and What are you doing? MySpace Personal space 8 Camada de Aplicação

9 Criando uma aplicação distribuida Aplicações distribuídas programas que executam em diferentes sistemas terminais necessitam trocar mensagens através da rede para fornecerem o resultado para que foram desenhadas E.g., , transferência de ficheiros Web: servidor Web (Apache, Microsoft) envia página Web (documento HTML) requisitada pelo navegador (browser-internet Explorer) através de uma troca de mensagens (HTTP) Dispositivos do núcleo da rede não executam aplicações de utilizadores Protocolos da camada de aplicação são partes integrantes de uma aplicação distribuída definem as mensagens a trocar e as acções que resultam dessas mensagens usam serviços de comunicação fornecidos pelas entidades das camadas de protocolo inferiores aplicação transporte rede ligação física aplicação transporte rede ligação física aplicação transporte rede ligação física 9 Camada de Aplicação

10 Protocolos da Camada de Aplicação o que definem? Aplicação Distribuida Protocolo de Camada Aplicação Aplicação Distribuida Tipos de mensagens trocadas eg mensagens de pedido e resposta Sintaxe dos tipos das mensagens campos presentes nas mensagens e como são identificados Semântica dos campos significado da informação nos campos Regras para quando os processos enviam e respondem às mensagens Protocolos de de domínio público: definidos em em RFCs RFCs Permitem a interoperação ex, ex, HTTP HTTP e SMTP SMTP Protocolos proprietários: Ex., Ex., KaZaA, Skype Skype 10 Camada de Aplicação

11 Processos em comunicação - Endereçamento de processos Processo porto Canal de comunicação porto Processo: programa que é executado numa máquina processos na mesma máquina comunicam (típicamente) usando comunicação entre processos (interprocess communication) do sistema operativo (SO) Processos que se executam em máquinas diferentes comunicam através de um protocolo da camada de aplicação, trocando mensagens através da rede Processo Processo servidor: processo que espera para ser contactado Processo cliente: processo que inicia a comunicação Faz a interface com o utilizador acima e com a rede abaixo implementa protocolos nível de aplicação Ex. WWW: browser, leitor de correio, audio/video: media player Aplicações com arquitecturas P2P possuem processos clientes e processos servidores Para Para o processo processo receber receber mensagens, mensagens, precisa precisa de de um um identificador identificador endereço IP único de 32 bits do host endereço IP único de 32 bits do host e número do porto associado com o e número do porto associado com o processo processo na na máquina máquina e.g. Servidor HTTP: porto 80 e.g. Servidor HTTP: porto 80 Servidor de Correio: porto 25 Servidor de Correio: porto Camada de Aplicação

12 Sockets Cliente processo socket TCP com buffers, variáveis Ou UDP controlado pelo programador da aplicação Internet Controlado pelo SO Servidor processo socket TCP com buffers, variáveis Os processos enviam /recebem mensagens para /de outros processos através dos seus sockets Um socket corre no sistema terminal e é análogo a uma porta entre os processos da aplicação e o protocolo de transporte O processo que envia empurra a mensagem para fora da porta assume que a infraestrutura de transporte do outro lado da porta leva a mensagem até ao socket do processo que a recebe Protocolo de transporte: transferência de bytes de um processo para outro socket API (Interface de Programação da Aplicação) Permite escolher o protocolo de transporte E definir alguns parâmetros Tamanho buffers e segmentos do TCP 12 Camada de Aplicação

13 Sockets com Ligação Servidor Cliente socket Servidor Cliente bind Socket Escuta 3-way handshake listen accept socket connect Socket Ligação bytes bytes Socket Cliente read write write read 13 Camada de Aplicação

14 Sockets Stream em Java (Cliente) WriteUTF / readutf para Universal transfer format / para as cadeias de caracteres import java.net*; import java.io*; public class TCPClient{ public static void main(string args[]){ // args: message and destin. hostname Socket s = null; try{ } int server Port = 7896; s = new Socket (args[1], serverport); DataInputStream = new DataInputStream(s.getInputStream()); DataOutputStream out = newdataoutputstream (s.getoutputstream()); out.writeutf(args[0]); String data = in.readutf(); System.out.prtintln( Received: + data); }catch (UnknownHostException e){ classe Socket suporta o socket cliente. Argumentos: nome DNS do servidor e o porto. Construtor não só cria o socket como efectua a ligação TCP Métodos getinputstream / getoutputstream permitem aceder aos dois streams definidos pelo socket System.out.println( Sock: + e.getmessage()); }catch (EOFException e){system.out.println( EOF: e.getmessage()); }catch (IOException e){system.out.println( IO: e.getmessage()); }finally {if(s!=null) try{s.close();}catch (IOException e} 14 Camada de Aplicação

15 Sockets Stream em Java (Servidor) import java.net*; import java.io*; public class TCPServer{ public static void main(string args[]){ try{ int server Port = 7896; } } Cria socket servidor que fica à escuta no porto serverport Bloqueia até cliente estabelecer ligação. ServerSocket listensocket = new ServerSocket(serverPort); while(true){ Socket connectionsocket = listensocket.accept(); myconnection c = new myconnection(connectionsocket); } }catch (IOException e){system.out.println( Listen: +e.getmessage());} Cria novo socket servidor com quem é estabelecida ligação com o cliente e onde os dados são recebidos 15 Camada de Aplicação

16 Sockets Stream em Java Socket classe que suporta o socket cliente e que tem como argumentos a identificação remota do servidor: o nome DNS do servidor e o porto O construtor não só cria o socket como efectua a ligação Métodos getinputstream; getoutputstream permite aceder aos dois streams definidos pelo socket ServerSocket classe para o servidor Métodos Accept Recebe um socket cliente sempre que é invocado o connect WriteUTF e readutf Universal Transfer Format para as cadeias de caracteres 16 Camada de Aplicação

17 Sockets sem Ligação Servidor Cliente socket socket bind bind recvfrom sendto sendto recvfrom 17 Camada de Aplicação

18 Sockets UDP em Java (Cliente) import java.net*; import java.io*; public class UDPClient{ public static void main(string args[]){ // args give message contents and server hostname DatagramSocket asocket = null; try { asocket = new DatagramSocket(); byte [] m = args [0].getBytes(); InetAddress ahost = InetAddress.getByName(args[1]); Int serverport = 6789; DatagramPacket request = new DatagramPacket(m, args[0].length(), ahost, serverport); asocket.send(request); byte[]buffer = new byte[1000]; DatagramPacket reply = new DatagramPacket(buffer, buffer.length); asocket.receive(reply); System.out.println( Reply: + new String(reply.getData())); } catch (SocketException e){system.out.println( Socket: + e.getmessage()); } catch (IOException e){system.out.println( IO: + e.getmessage()); } finally { if(asocket! = null) asocket.close();} } } Constrói um socket datagram (associado a qualquer porto disponível) Conversão do nome DNS para endereço IP Cada mensagem enviada tem que levar junto identificador do processo destino: IP e porto 18 Camada de Aplicação

19 Sockets UDP em Java (Servidor) import java.net*; import java.io*; public class UDPServer{ public static void main(string args[]){ DatagramSocket asocket = null; try{ asocket = new DatagramSocket(6789); byte[] buffer = new byte [1000]; while(true){ DatagramPacket request = new DatagramPacket(buffer, } } buffer.legth); asocket.receive(request); Constrói um socket datagram (associado ao porto 6789) Recebe mensagem DatagramPacket reply = new DatagramPacket(request.getData(), request.getlength(); request.getaddress(), request.getport()); asocket.send(reply); } } catch (SocketException e){system.outprintln( Socket: + e.getmessage()); } catch (IOException e){system.out.println( IO: + e.getmessage()); } finally {if(asocket! = null) asocket.close();} Extrai da mensagem o IP e porto do processo origem para responder 19 Camada de Aplicação

20 Sockets Datagram em Java DatagramSocket classe que suporta os sockets datagram e que tem como argumento um porto Métodos send; receive setsotimeout temporizador que limita o tempo de espera do receive connect define um porto remoto Conversão do nome DNS para um endereço Internet com o método InetAddress.getByName 20 Camada de Aplicação

21 Serviços fornecidos pelos protocolos de transporte Internet (recapitular) Serviço TCP: com ligação: inicialização requerida entre cliente e servidor transporte fiável entre processos remetente e receptor controlo do fluxo: remetente não vai inundar receptor controlo de congestão: bloqueio do remetente quando a rede está carregada não oferece: garantias temporais ou de banda mínima Serviço UDP: transferência de dados não fiável entre processos remetente e receptor não oferece: estabelecimento da ligação, fiabilidade, controlo do fluxo, controlo do congestão, garantias temporais ou de banda mínima Protocolo leve 21 Camada de Aplicação

22 De que serviços de transporte necessita uma aplicação? Perdas de dados algumas aplicações (e.g. áudio) toleram perdas de informação outras (eg transferência de ficheiros, telnet) requerem transferências 100% fiáveis Temporização algumas aplicações (e.g., telefone sobre a internet - VoIP, jogos interactivos) exigem um pequeno atraso extremo a extremo aproximadamente constante durante a sua execução Requisitos sobre os serviços de transporte Largura de banda algumas aplicações (eg aplicações multimedia) requerem um ritmo mínimo de transferência de informação para funcionarem adequadamente outras aplicações conseguem usar qualquer largura de banda disponível em cada instante Eg. Aplicações elásticas como transferência de ficheiros 22 Camada de Aplicação

23 Requisitos sobre o Serviço de Transporte de Aplicações Comuns A Internet de hoje ainda não dá garantias de Banda e Sensibilidade Temporal Largura de Perdas Banda intolerante elástica intolerante elástica intolerante elástica Aplicação transferência ficheiros Correio electrónico documentos Web áudio/vídeo de tempo real videoconferência áudio/vídeo gravado jogos interativos Mensagem Instantânea aplicações financeiras tolerante tolerante tolerante intolerante sem perdas intolerante áudio: 5Kb-1Mb vídeo:10kb-5mb como anterior > alguns Kbps elástica elástica Sensibilidade temporal a atrasos não não não sim, 100 s mseg sim, alguns segs sim, 100 s mseg sim e não Camada de Aplicação

24 Aplicações Internet: protocolos de aplicação e de transporte Aplicação Internet correio electrónico acesso em terminal remoto Web transferência de ficheiros streaming multimedia servidor de ficheiros remoto Telefone sobre Internet Protocolo da camada de aplicação SMTP [RFC 2821] telnet [RFC 854], ssh HTTP [RFC 2616] FTP [RFC 959] HTTP(ex. YouTube), RTP NFS Proprietários (Skype) Protocolo de transporte usado TCP TCP TCP TCP TCP ou UDP TCP ou UDP tipicamente UDP 24 Camada de Aplicação

25 Camada Aplicação - Revisão Princípios e caracteristicasdos dos protocolos da da camada de de aplicação A Web Web e o HTTP HTTP (Hypertext Transfer Protocol) Transferência de de Ficheiros (File (File Transfer) File File Transfer TransferProtocol (FTP) (FTP) Correio Correio Electrónico SMTP: SMTP: Simple Simpl MailTransfer TransferProtocol, POP3, POP3, IMAP IMAP Serviço de de nomes nomes da da Internet DNS: DNS: Domain DomainName NameSystem Systemprotocol Partilha de de Ficheiros Peer-to-Peer (P2P) (P2P) Aplicações Distribuidas Processos Programação de de aplicações de de Rede (API (API dos dos Sockets) Requisitos sobre os os serviços de de transporte 25 Camada de Aplicação

26 Web (ou www World Wide Web) Página Web (Web page) é constituida por objectos Objecto pode ser um ficheiro HTML (que referencia outros objectos), imagem JPEG, vídeo-clip, ficheiro de áudio, Cada objecto é endereçado por um URL Se pagina Web tiver texto HTML mais n objectos referenciados (eg imagens), então o número total de objectos é n+1 Um URL (Uniform Resource Locator) tem duas componentes: host name e path name nome da máquina host / servidor nome do caminho 26 Camada de Aplicação

27 Protocolo HTTP HyperText Transfer Protocol protocolo de transferência de hipertexto Protocolo da da camada de de aplicação da da Web Web HTTP HTTP 1.0: 1.0: RFC RFC 1945, 1945, HTTP HTTP 1.1: 1.1: RFC RFC Modelo Cliente/Servidor browser é o agente de utilizador Web, ou cliente HTTP MS Internet Explorer, Netscape Navigator, Mozilla Firefox, Google Chrome pede, recebe, mostra objectos Web O servidor Web chama-se Web Server eg. Apache, MS Internet Information Server Implementa lado servidor do HTTP envia objectos www em resposta a pedidos PC executa Explorer Mac executa Navigator pedido http resposta http pedido http resposta http Servidor Web (ex. IST) 27 Camada de Aplicação

28 Protocolo HTTP (cont.) Usa Usa serviço de de transporte TCP TCP cliente cliente inicia inicia ligação ligação TCP TCP (cria (cria um um socket) socket) com com o servidor no no porto porto servidor aceita aceita ligação ligação TCP TCP do do cliente cliente mensagens HTTP HTTP (mensagens do do protocolo da da camada de de aplicação) trocadas entre entre browser (cliente (cliente HTTP) HTTP) e o WebServer (servidor HTTP) HTTP) Encerramento da da ligação ligação TCP TCP HTTP não mantem estado servidor não mantém informação sobre pedidos anteriores do cliente Protocolos que mantêm estado são complexos! Nota história passada (estado) tem que ser guardada Caso o servidor ou o cliente vá abaixo, as visões do estado destes podem ficar inconsistentes, e devem portanto ser sincronizadas 28 Camada de Aplicação

29 Ligações HTTP HTTP não persistente O servidor interpreta o pedido, responde e fecha a ligação TCP No máximo um objecto é enviado numa ligação TCP Mas, na maioria dos casos, usam-se várias ligações TCP em paralelo Ineficiente Cada transferência é sujeita ao período slow start do TCP Com paralelismo consegue-se aumentar eficiência HTTP/1.0 usa HTTP não persistente HTTP persistente Múltiplos objectos podem ser enviados sobre 1 única ligação TCP entre cliente e servidor na mesma ligação TCP o servidor responde a vários pedidos o cliente envia pedidos para todos os objectos referenciados na mesma página de base HTTP/1.1 usa ligações persistentes no seu modo default 29 Camada de Aplicação

30 HTTP com ligação não persistente Exemplo: Utilizador introduz o URL: 1a. Cliente http inicia ligação TCP ao servidor http (processo) na Porta 80, padrão para servidor http. 2. cliente http envia mensagem de pedido de http (incluindo o URL) através do tempo socket da ligação TCP 1b. servidor http no host espera por ligação TCP na porta 80. aceita ligação, avisando o cliente 3. servidor http recebe mensagem de pedido, elabora a mensagem de resposta contendo o objecto solicitado e envia mensagem via socket 30 Camada de Aplicação

31 Exemplo de HTTP não persistente (cont.) 5. cliente http recebe mensagem de resposta a qual contem o ficheiro html, mostra html. No ficheiro html, encontra referências para n objectos jpeg 4. servidor http encerra ligação TCP tempo 6. passos 1 a 5 repetidos para cada um dos n objectos jpeg 31 Camada de Aplicação

32 Modelo do tempo de resposta RTT RTT (Round (RoundTrip TripTime) Time) intervalo de tempo entre intervalo de tempo entre a ida ida e a volta volta de de um um pacote pacote (tamanho (tamanho pequeno) pequeno) entre entre um um cliente cliente e um um servidor servidor Tempo Tempo de de resposta: resposta: um RTT para iniciar um RTT para iniciar a ligação ligação TCP TCP um um RTT RTT para para o pedido pedido HTTP HTTP e o retorno retorno dos dos primeiros primeiros bytes bytes da da resposta resposta HTTP HTTP O RTT RTT inclui inclui os os atrasos atrasos d, d d proc queue, Tempo total = 2RTT + tempo de transmissão prop Tempo total = 2RTT + tempo de transmissão do ficheiro Iniciar a ligação TCP RTT pedir ficheiro RTT ficheiro recebido tempo tempo tempo para transmitir o ficheiro 32 Camada de Aplicação

33 HTTP não persistente Problemas requer 2 RTTs para cada objecto SO aloca recursos do do host para cada ligação TCP o browser abre com frequência ligações TCP paralelas para recuperar os os objectos referenciados 33 Camada de Aplicação

34 HTTP com ligação persistente HTTP persistente o servidor deixa a ligação aberta após enviar a resposta As mensagens HTTP seguintes entre o mesmo cliente/servidor são enviadas nesta ligação Persistente sem pipelining (paralelismo): o cliente envia um novo pedido apenas quando a resposta anterior tiver sido recebida um RTT para cada objecto referenciado Persistente com pipelining default no HTTP/1.1 o cliente envia os pedidos logo que encontra um objecto referenciado pode ser necessário apenas um RTT para todos os objectos referenciados 34 Camada de Aplicação

35 Formato de mensagem HTTP: pedido Dois tipos de mensagem HTTP: pedido (request), resposta (response) linha do pedido (comandos GET, POST, HEAD, PUT, DELETE) GET /somedir/page.html HTTP/1.1 linhas do cabeçalho Host: Connection: close User-agent: Mozilla/4.0 Accept-language:fr linha em branco (carriage return, line feed) indica o fim do cabeçalho (caracteres adicionais de carriage return - CR, line feed - LF) ASC ASC II II --American AmericanStandard Code Codefor for Information InformationInterchange InterchangeII II caracteres caracteres codificados codificados em em 88 bits bits (formato (formato legível legível por por pessoas) pessoas) 35 Camada de Aplicação

36 Mensagem de pedido HTTP formato geral Linha de pedido (request line) Linhas do Cabeçalho (header lines) Linha em branco Corpo da mensagem (entity body) 36 Camada de Aplicação

37 Formato de mensagem HTTP: pedido Método URL Versão HTTP GET /somedir/page.html HTTP/1.1 Host: Connection: close User-agent: Mozilla/4.0 Accept-language:fr Sistema terminal em que os objectos residem Não utilizar ligações persistentes Tipo de browser O cliente prefere obter a versão francesa do objecto 37 Camada de Aplicação

38 Tipos de métodos HTTP/1.0 GET GET Utilizador Utilizador pede pede um um objecto objecto ou ou envia envia formulário formulário no no campo campo URL URL da da linha linha de de pedido pedido POST POST Utilizador Utilizador introduz introduz dados dados na na página página web webpreenchendo formulário formulário Dados Dados enviados enviados no no corpo corpo da da mensagem mensagem HEAD HEAD Pede Pede ao ao servidor servidor para para não não incluir incluir o objecto objecto na na resposta resposta HTTP/1.1 GET, GET, POST, POST, HEAD HEAD PUT PUT Envio Envio (Upload) (Upload) de de ficheiro ficheiro no no corpo corpo da da mensagem mensagem para para o caminho caminho especificado especificado no no campo campo URL URL DELETE Apaga Apaga do do servidor servidor Web Web ficheiro ficheiro especificado especificado no no campo campo URL URL 38 Camada de Aplicação

39 Mensagem HTTP de resposta formato linha de estado (protocolo, código de estado, frase descritiva do estado) HTTP/ OK Connection: close data em que resposta foi criada no servidor Date: Thu, 06 Aug :00:15 GMT Server: Apache/1.3.0 (Unix) servidor que gerou a Last-Modified: Mon, 22 Jun resposta linhas de cabeçalho Content-Length: 6821 Content-Type: text/html dados dados dados dados... data em que objecto foi criado ou modificado número de bytes do objecto dados, eg ficheiro html (ou imagem, etc) pedido tipo de objecto 39 Camada de Aplicação

40 Códigos de estado da resposta HTTP Na primeira linha da mensagem de resposta servidor->cliente 200 OK Alguns códigos típicos sucesso, objecto pedido segue mais adiante nesta mensagem 301 Moved Permanently objecto pedido mudou de lugar, nova localização especificada mais adiante nesta mensagem (cabeçalho Location:) 400 Bad Request mensagem de pedido não entendida pelo servidor 404 Not Found objecto pedido não foi encontrado neste servidor 505 HTTP Version Not Supported versão de http do pedido não usada por este servidor 40 Camada de Aplicação

41 Analisador de Pacotes de Rede Wireshark Captura HTTP 41 Camada de Aplicação

42 Interacção utilizador/servidor: Autenticação cliente servidor tempo msg pedido http 401 authorization req www authenticate msg pedido http authorization <cred> resposta normal http msg pedido http authorization <cred> resposta normal http Autenticação: Autenticação: controlo controlode de acesso acessoaos aos documentos documentosno no servidor servidor Credenciais Credenciaisde de Autorização: Autorização: tipicamente tipicamente nome nome (username) (username) e senha senha (password) (password) na nalinha linhado do cabeçalho cabeçalhodo do pedido pedido Sem Semestado estado (stateless): (stateless): o cliente cliente apresenta apresentaautorização autorizaçãoem emcada cadapedido Linha de cabeçalho Authorization em Linha de cabeçalho Authorization em cada cada pedido pedido Sem cabeçalho Authorization, o servidor Sem cabeçalho Authorization, o servidor recusa recusa o o acesso, acesso, e e responde responde com com o o cabeçalho cabeçalho www www authenticate authenticate o browser browser memoriza memoriza a autorização, autorização, repetindo-a repetindo-a a cada cadapedido 42 Camada de Aplicação

43 Cookies: manutenção do estado da ligação Permitem que sites identifiquem e monitorizem os seus utilizadores Vários sites Web usam cookies Quatro componentes: 1. linha de cabeçalho do cookie na mensagem de resposta HTTP Set-cookie: linha de cabeçalho do cookie na mensagem de pedido HTTP Cookie: ficheiro de cookies mantido na máquina do utilizador e gerido pelo browser deste armazenado no disco rígido com dados do utilizador 4. Base de Dados (BD) de apoio no site Web Exemplo: Ana Ana surfa surfa na na Internet Internet sempre sempre do do mesmo mesmo PC PC Ela Ela visita visita um um site site específico específico de de comércio comércio electrónico electrónico pela pela primeira primeira vez vez Quando Quando os os pedidos pedidos iniciais iniciais HTTP HTTP chegam chegam ao ao site site Web, Web, este este cria cria um um identificador identificador (ID) (ID) único único e cria cria também também uma uma entrada entrada para para o ID ID na na sua sua Base Base de de Dados Dados 43 Camada de Aplicação

44 Cookies: manutenção do estado (cont.) cliente ficheiro de Cookies Host - ID ebay: 8734 ficheiro de Cookies amazon: 1678 ebay: 8734 cliente apresenta cookie em futuras mensagens request uma semana depois: ficheiro de Cookies amazon: 1678 ebay: 8734 msg pedido http resposta http + Set-cookie: 1678 msg pedido http cookie: 1678 resposta http msg pedido http cookie: 1678 resposta http servidor servidor cria o ID 1678 e envia ao utilizador servidor valida o cookie Acção específica do cookie acção específica do cookie entrada na BD de apoio acesso acesso 44 Camada de Aplicação

45 Cookies (continuação) O que os cookies podem fazer: Autorização após armazenar o registo da pessoa Registo da lista de compras no E-commerce Sugestões recomendar produtos estado da sessão do utilizador (Web ) identificação do utilizador Cookies armazenam coisas que utilizador acedeu, e também info este nunca viu Nota Cookies e privacidade: cookies permitem que os sites aprendam muito sobre o utilizador mecanismos de busca usam redirecionamento e cookies para aprender ainda mais sobre utilizador agências de publicidade obtêm perfil de utilizadores a partir dos sites visitados e oferecem a estes produtos de forma agressiva (eg DoubleClick) 45 Camada de Aplicação

46 Cache Web (servidor proxy) Objectivo: satisfazer o pedido de um cliente sem envolver o servidor origem O utilizador configura o browser para aceder a web via web cache Todos os pedidos http são enviados à web cache se o objecto existe na web cache o pedido é imediatamente satisfeito caso contrário a web cache cria ligação TCP com o servidor origem, consulta este, e memoriza o objecto retornado na resposta (para futura utilização) e responde ao pedido do cliente na ligação TCP que tinha com este cliente pedido http resposta http pedido http resposta http Servidor proxy Servidor de origem pedido http resposta http pedido http resposta http cliente Servidor de origem 46 Camada de Aplicação

47 Caches Web Quais as vantagens da Web Cache? Cache actua tanto como cliente quanto como servidor Guarda as suas próprias cópias dos objectos no seu próprio sistema de armazenamento Tipicamente a cache é instalada por um ISP (universidade, empresa, ISP residencial) Redução do do tempo tempo de de resposta para para os os pedidos do do cliente cliente Redução do do tráfego tráfego no no canal canal de de acesso acesso de de uma uma instituição A Internet cheia cheia de de caches caches permitem que que provedores de de conteúdo pobres efectivamente forneçam conteúdo!!!!! 47 Camada de Aplicação

48 Exemplo de cache Servidores de origem Hipóteses Tamanho médio dos objectos = 100k bits Taxa média de solicitações dos browsers de uma instituição para os servidores originais = a = 15/seg Atraso do roteador institucional para qualquer servidor origem e de volta ao roteador = 2seg Consequências Utilização da LAN = al/r = 15/seg x 100Kb / 10Mbps=15% Utilização do canal de acesso = 15 / seg x 100Kb x / 1,5Mbps = 100% Atraso total = atraso da Internet + atraso de acesso + atraso na LAN = 2 seg + minutos (100%) + milisegundos (15%) Rede da instituição Internet pública ligação de acesso 1,5 Mbps LAN 10 Mbps 48 Camada de Aplicação

49 Exemplo de cache - Solução de Upgrade Servidores de origem Solução Potencial Aumento da largura de banda do canal de acesso para, por exemplo, 10 Mbps Internet pública Consequências Utilização da LAN = 15% Utilização do canal de acesso = 15% Atraso total = atraso da Internet + atraso de acesso + atraso na LAN = 2 seg + msegs + msegs Frequentemente esta é uma ampliação cara Requer upgrade da ligação da instituição à internet Rede da instituição ligação de acesso 10 Mbps LAN 10 Mbps 49 Camada de Aplicação

50 Exemplo de cache - Uso de uma Web Cache Servidores de origem Instalação de uma cache Assumir que a taxa de reutilização seja de 0,4 (tipicamente entre 0,2 e 0,7) Internet pública Consequências 40% dos pedidos serão atendidos quase imediatamente 60% dos pedidos serão servidos pelos servidores de origem Utilização do canal de acesso é reduzido para 60%, resultando em atrasos desprezíveis e.g. 0,01 segs Atraso total = atraso da Internet + atraso de acesso + atraso na LAN = 0,6 x 2 seg + 0,6 x 0,01 segs + 0,4 x 0,01seg < 1,3 segs Rede da instituição ligação de acesso 1,5 Mbps LAN 10 Mbps cache institucional 50 Camada de Aplicação

51 Interacção utilizador/servidor: GET condicional cliente msg de pedido http If-modified-since: <date> resposta http HTTP/ Not Modified msg de pedido http If-modifiedsince: <date> resposta http HTTP/ OK <data> servidor Objecto não modificado Objecto modificado Objectivo: evitar evitar a transmissão de de um um objecto objecto que que existe existe memorizado no no cliente cliente (na (na cache) cache) Cliente: especifica a data data da da cópia cópia que que possui possui na na mensagem request request If-modified-since: If-modified-since: <date> <date> Servidor: a resposta não não inclui inclui o objecto objecto se se o cliente cliente o tem tem actualizado HTTP/1.0 HTTP/ Not Not Modified Modified 51 Camada de Aplicação

52 A Web e o HTTP - Revisão Princípios e caracteristicas dos dos protocolos da da camada de de aplicação A Web Web e o HTTP HTTP (Hypertext Transfer Protocol) Transferência de de Ficheiros (File (File Transfer) File File Transfer Transfer Protocol Protocol (FTP) (FTP) Correio Correio Electrónico SMTP: SMTP: Simple Simple Mail Mail Transfer Transfer Protocol, Protocol, POP3, POP3, IMAP IMAP Serviço de de nomes nomes da da Internet DNS: DNS: Domain Domain Name Name System System protocol protocol Partilha de de Ficheiros Peer-to-Peer (P2P) (P2P) 52 Camada de Aplicação A Web Web e o Protocolo HTTP Modelo do do tempo de de resposta HTTP persistente e não não persistente Formato de de mensagens HTTP Pedido Pedido Resposta Cookies Web Web Caches GET GET Condicional

53 Transferência de ficheiros - FTP [RFC 959] Utilizador na máquina Interface cliente FTP do FTP utilizador sistema de ficheiros local transferência do ficheiro Servidor FTP sistema de ficheiros remoto Transferência de de ficheiros de/para um um computador remoto Modelo cliente/servidor cliente: cliente: inicia inicia a transferência servidor: computador remoto remoto (Servidor ftp: ftp: porto porto 21) 21) 53 Camada de Aplicação

54 Separação das ligações de dados e de controlo Ligação de controlo TCP, porto 21 O cliente FTP contacta o servidor FTP especificando o protocolo de transporte TCP e o porto 21 São criadas ligações TCP em paralelo out of band control : controlo: troca de comandos e respostas entre o cliente e o servidor. Persistente sempre aberta durante a sessão do utilizador. Envio de informação de autorização Consulta da directoria remota Envio de comandos put e get dados: transferência de dados (ficheiros) entre o cliente e o servidor. Uma ligação TCP por cada ficheiro a enviar o cliente FTP após a transmissão de um ficheiro o servidor fecha a ligação O servidor FTP mantém o estado em cada sessão identificação do utilizador, directoria actual limite do nº de sessões paralelas Ligação de dados TCP, porto 20 servidor FTP 54 Camada de Aplicação

55 FTP: Comandos e Respostas CR e LF terminam cada comando Comandos enviados em texto ASCII (7- bit) pelo canal de controlo USER nome PASS senha LIST (envia a lista de ficheiros da directoria actual) RETR filename cliente lê (get) ficheiro do servidor STOR filename - o cliente escreve (put) o ficheiro no servidor, o qual o armazena Respostas Inclui um código e frase de status (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 55 Camada de Aplicação

56 Wireshark Captura FTP 56 Camada de Aplicação