Camada de Aplicação, sistemas de nomes de domínio, correio eletrônico e world wide web

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1 Camada de Aplicação, sistemas de nomes de domínio, correio eletrônico e world wide web Apresentação dos protocolos da camada de aplicação do modelo OSI. DNS É mais fácil de lembrar de um nome de host do que lembrar de seu endereço IP. Um nome tem mais significado para um usuário do que um número de 4 bytes. Aplicações como FTP, HTTP, , entre outras, exigem que o usuário insira um endereço IP de destino. O usuário geralmente insere um nome de host. No início da Internet havia simplesmente um arquivo, hosts.txt, que listava todos os hosts e seusendereços IP. Diariamente, esse arquivo era acessado por todos os hosts no local em que era mantido. Enquanto havia poucos hosts conectados na Internet esta estratégia funcionava. No entanto, quando milhares de hosts foram conectadas à rede, todos perceberam que essa estratégia não poderia continuar a ser utilizada para sempre. O arquivo hosts.txt se tornaria grande demais e também haveria grande possibilidade de ocorrer conflitos de nomes de hosts. Para resolver esses problemas, foi criado o DNS (Domain Name System). DNS cria um esquema hierárquico de atribuição de nomes baseado no domínio e de um sistema de bancos de dados distribuídos para implementar esse esquema de nomenclatura. Ele é usado principalmente para mapear nomes de hosts em endereços IPs. O DNS é definido nas RFCs 1034 e O nome do host fornecido pelo usuário é encaminhado para a tradução de um endereço IP pelo DNS. Além do serviço de tradução de endereços, DNS também fornece o serviço de apelido de Host, onde um host com um nome complicado pode ter um ou mais apelidos que são mais simples de lembrar, por exemplo, pesquisa.uninove.br-> uninove.br. O nome mais longo é o hostname canônico, e o menor o hostname do alias (apelido). DNS funciona através da troca de mensagens entre máquinas cliente e servidor. Um aplicativo de cliente vai passar o nome do host de destino para o processo DNS para obter o endereço IP. O aplicativo, então, aguarda o retorno da resposta.

2 O DNS não é centralizado porque isto causaria um grande volume de tráfego, seria um ponto único de falha, o banco de dados centralizado estaria distante da maioria dos hosts, dificultaria a manutenção e não seria escalável. O exemplo abaixo representa como ocorre uma consulta em um sistema descentralizado como o DNS. Hierarquia DNS Para o exemplo acima cliente precisa de IP para então cliente consulta um servidor raiz, se o servidor raiz não puder resolver o mapeamento de nome ele encaminha para outro servidor TLD (Top-Level Domain, neste caso "com"), se ainda assim o TLD "com" não puder resolver ele encaminhará para o servidor google.com que resolverá o mapeamento nome e endereço IP e devolverá para o solicitante. No mundo existem treze servidores de nome raiz conforme abaixo:

3 Servidores DNS raiz Top-Level Domain - TLD O TLD é a última parte, ou as últimas partes, de um nome de domínio Internet. Por exemplo, no nome de domínio o domínio de nível superior é.com.br, neste caso o TLD é chamado de cctld porque é um domínio de nivel superior com o código do pais (neste caso o Brasil -.br). TLD genéricos Um TLD genéricos, gtlds, é um domínio de nível superior usado especificamente por um tipo organização. Estes TLDs genéricos utilizam três ou mais letras, e eles estão nomeados para ser um bom ajuste para a organização. A lista a seguir é exemplos de gtlds.aero - companhias de transporte aéreo.asia - empresas, organizações e indivíduos na região da Ásia.biz - para uso comercial

4 .cat - para língua catalã / cultura.com - para organizações comerciais, sem restrições.coop - para cooperativas.edu - para pós-secundário, estabelecimentos de ensino.gov - para os governos.info - para os sites informativos, mas sem restrições.int - para organizações internacionais estabelecidas por um tratado.jobs - para sites relacionados com empregos.mil - para organizações militares.mobi - para sites de catering para dispositivos móveis.museum para os museus.name - famílias e indivíduos.net - originalmente para a rede de infra-estruturas, agora livre.org - originalmente para organizações não claramente abrangidas pelos outros gtlds, agora sem restrições.pro - para determinadas profissões.tel - serviços de ligações entre a rede telefónica e à Internet.travel - agentes de viagens, companhias aéreas, hoteleiros, agências de turismo, etc Local Name Server - Resolvedor de Nome Local Cada organização pode possuir um servidor DNS que armazena em cache os mapeamentos de nomes e endereços IPs já realizados. Quando um usuário da rede necessita de uma resolução de nome esta solicitação é encaminhada primeiramente ao Local Name Server (resolvedor de nome local) da organização. Se o nome consultado puder ser resolvido, a consulta será respondida e o processo será concluído. O cache do resolvedor local pode incluir informações de nomes obtidas em duas fontes possíveis: Se um arquivo Hosts é configurado localmente, todos os mapeamentos de nome para endereço de host desse arquivo são pré-carregados no cache quando o serviço de cliente DNS é iniciado. Os registros de recursos obtidos nas respostas enviadas a partir de consultas DNS anteriores são adicionados ao cache e mantidos por um período de tempo.se a consulta não corresponder a uma entrada no cache, o processo de resolução continuará com o cliente consultando um servidor DNS para resolver o nome. Recursão Quando o servidor DNS recebe uma consulta, ele primeiro verifica se tem autoridade para responder à consulta com base nas informações de registro de recurso contidas em uma zona configurada localmente no servidor. Se o nome consultado corresponde a um registro de recurso nas informações de zona local, o servidor responderá autoritativamente, usando essas informações para resolver o nome consultado. Se não houver informações de zona para o nome consultado, o servidor verificará se pode resolver o nome usando informações de consultas anteriores armazenadas localmente em cache. Se uma correspondência for encontrada, o servidor responderá com essa informação. Novamente, se o servidor preferencial puder responder ao cliente solicitante com uma resposta positiva correspondente em seu cache, a consulta será concluída.

5 Se o nome consultado não encontrar uma resposta correspondente no servidor preferencial -- nas informações em cache ou de zona -- o processo de consulta poderá continuar usando recursão para resolver totalmente o nome. Isso envolve a ajuda de outros servidores DNS para resolver o nome. Por padrão, o serviço de cliente DNS solicita que o servidor use um processo de recursão para resolver totalmente nomes solicitados pelo cliente antes de retornar uma resposta. Na maioria dos casos, o servidor DNS é configurado, por padrão, para fornecer suporte ao processo de recursão. Iteração A iteração é o tipo de resolução de nomes usado entre clientes e servidores DNS quando as seguintes condições estiverem em vigor: O cliente solicita o uso de recursão, mas ela está desabilitada no servidor DNS. O cliente não solicita o uso de recursão ao consultar o servidor DNS. Uma solicitação iterativa de um cliente informa ao servidor DNS que o cliente espera a melhor resposta que o servidor DNS puder fornecer imediatamente, sem entrar em contato com outros servidores DNS. Quando a iteração é usada, um servidor DNS responde a um cliente com base em seu conhecimento específico sobre o espaço para nome com relação aos dados de nomes que estão sendo consultados. Por exemplo, se um servidor DNS da intranet recebe uma consulta de um cliente local para "www.uninove.br", ele deve retornar uma resposta do seu cache de nomes. Se o nome consultado não estiver armazenado atualmente no cache de nomes do servidor, o servidor poderá responder fornecendo uma referência, isto é, uma lista de registros de recursos de outros servidores DNS que estão mais próximos ao nome consultado pelo cliente. Registro de Recursos - RR Os dados DNS são armazenados no banco de dados na forma de registros de recursos (RR). Os registros de recursos mais comuns são: TTL: tempo de vida, usado para indicar quando um RR pode ser removido do cache DNS. Tipo = A - nome de host e o valor é seu endereço IP; NS - nome de domínio e o valor é o endereço IP de um servidor de nome autoritativo; CNAME - é um apelido para um host e o valor é o nome canônico para o host MX - apelido para um host de e o valor é o nome canônico para o servidor de SAIBA MAIS... Assista uma animação que explica todo o processo de resolução de nomes na Internet, acesse: https://youtu.be/acguo26mswi

6 Correio Eletrônico O correio eletrônico ou , já existe desde o final da década de 80. Antes de 1990, ele era empregado principalmente nos meios acadêmicos. Durante os anos 90 seu uso cresceu exponencialmente, até alcançar um número de mensagens de correio eletrônico enviadas por dia imensamente maior que o número de cartas remetidas pelo correio convencional Em geral, o sistema de correio eletrônico consiste em dois subsistemas: os agentes do usuário, que permitem que as pessoas leiam e enviem mensagens; agentes de transferência de mensagens, que deslocam as mensagens da origem até o destino. Os agentes do usuário são programas locais que oferecem um método baseado em comandos, baseado em menus ou gráfico para interagir com o sistema de correio eletrônico. Normalmente, os agentes de transferência de mensagens são processos executados em segundo plano. Sua tarefa é mover as mensagens de correio eletrônico pelo sistema. Em geral, os sistemas de correio eletrônico admitem cinco funções básicas. A composição se refere ao processo de criar mensagens e respostas. A transferência se refere ao deslocamento de uma mensagem entre o remetente e o destinatário. A geração de relatórios está relacionada ao fato de informar o remetente sobre o que aconteceu com a mensagem. A exibição das mensagens recebidas é necessária para que as pessoas possam ler suas mensagens de correio eletrônico. A disposição é a última etapa e se refere ao que o destinatário faz com a mensagem depois de recebê-la. Transferência de Mensagens SMTP - Simple Mail Transfer Protocol O SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) é um protocolo que desenvolve o sistema de correio eletrônico. Opera por meio do TCP, provendo serviços de envio e recepção de mensagens do usuário. As mensagens são guardadas em um servidor de correio eletrônico, onde o usuário está cadastrado, até que este as solicite, quando então são apagadas da área de transferência do sistema originador. O protocolo SMTP particiona a mensagem em duas, corpo e cabeçalho. No cabeçalho existem uma sequência de campos que identificam o emissor, o destino, o tema e outras informações opcionais. Opera por meio da porta 25 com protocolo TCP. O protocolo de correio eletrônico possibilita enviar mensagens entre computadores conectados. O processo para enviar um documento de correio eletrônico incorpora dois processos separados. O primeiro é enviar as mensagens à caixa de correio do usuário, e o segundo é entregá-las ao cliente de correio eletrônico do usuário, ou seja, ao destino. As fases a seguir permitem compreender o método de envio de uma mensagem de correio eletrônico: 1. Iniciar seu programa de correio eletrônico. 2. Digitar o endereço do correio eletrônico do destino. 3. Digitar o assunto.

7 Um exemplo de endereço de correio eletrônico pode ser: Ele é composto por duas partes: o nome do destino (localizado antes do e o endereço da caixa de correio destino. O nome do destino é importante apenas após a mensagem ter chegado ao endereço da caixa postal, que inclusive é um nome para o DNS ligar ao endereço IP do servidor dessa caixa. Assim, toda vez que os clientes do correio eletrônico enviam mensagens, eles estão solicitando que um servidor de DNS, conectado à rede, ligue os nomes de domínios a seus endereços IP associados. Se o servidor DNS converter os nomes, ele retornará os endereços IP aos clientes, fazendo, assim, a segmentação apropriada da camada de transporte e o encapsulamento. Se o DNS não converter os nomes, as solicitações serão passadas adiante, até que os nomes possam ser convertidos. Post Office Protocol versão 3 - POP3 POP3 (Post Office Protocol versão 3) é o protocolo mais usado para passar mensagens de correio eletrônico de uma caixa de correio permanente para um computador local. O usuário se identifica como um cliente POP3, que cria uma conexão TCP com um servidor POP3 no computador da caixa de correio. O usuário inicia com o envio de uma identificação valida (login) seguido de uma senha para autenticar a sessão. Quando a autenticação é aceita, o cliente então envia comandos para buscar uma cópia das mensagens que deseja e exclui as mensagens da caixa de correio permanentemente. As mensagens são transferidas e armazenadas como arquivos-texto. Este processo faz com que o computador com uma caixa de correio permanente necessite acessar dois servidores: um servidor SMTP, que recebe a mensagem enviada a um usuário e acrescenta cada mensagem que chega à caixa de correio permanente no usuário, e um servidor POP3, que possibilita ao usuário retirar as mensagens da caixa de correio excluí-las. Para possibilitar a operação correta, os dois servidores necessitam ajustar o uso da caixa de correio, para que, na hipótese de uma mensagem chegar por SMTP enquanto um usuário estiver extraindo mensagens via POP3, a caixa de correio permaneça em um estado válido. Internet Message Access Protocol - IMAP A versão 4 do Internet Message Access Protocol (IMAP4) é uma opção ao POP3, possibilitando que os usuários leiam e manipulem mensagens. Assim como o POP3, o IMAP4 caracteriza um serviço de caixa de correio. As caixas de correio ficam localizadas no mesmo computador do servidor. Da mesma forma que o POP3, um usuário aciona como um cliente IMAP que conecta o servidor para manipular as mensagens. Porém, diferentemente do POP3, o IMAP possibilita que o usuário leia mensagens de correio a partir de vários locais e garante que todas as cópias estejam coerentes e sincronizadas. O IMAP também pode fornecer funcionalidade estendida para a recuperação e o processamento de mensagens. Um usuário pode conseguir informações sobre uma mensagem ou examinar campos do cabeçalho sem abrir a mensagem inteira. A recuperação parcial é uma facilidade útil para conexões discadas de baixa velocidade, pois permite que um usuário não precise baixar informações inúteis.

8 Comparação entre POP3 e IMAP Característica POP3 IMAP Onde está definido RFC 1939 RFC 2060 Número da porta utilizada Local onde as mensagens são armazenadas Host Servidor ISP Forma como as mensagens são lidas Off-line On-line Tempo de conexão necessário Pequeno Grande Uso do servidor Mínimo Intenso Permite várias caixas de correio Não Sim Onde são mantidas as cópias das mensagens Usuário ISP Suporta usuários em trânsito? Não Sim World Wide Web - WWW A Web é uma vasta coleção mundial de documentos, geralmente chamados páginas da Web, ou apenas páginas. Cada página pode conter links para outras páginas em qualquer lugar do mundo. Os usuários podem seguir um link, que os levará até a página indicada. As páginas são visualizadas com o auxílio de um programa denominado navegador, como o Internet Explorer, Chrome, Firefox, Safari e Ópera dentre outros. O navegador busca a página solicitada, interpreta seu texto e seus comandos de formatação e exibe a página, formatada de modo apropriado, na tela do computador, conforme exemplificado na figura abaixo.

9 Exemplo de acesso à Intrnet Lado Cliente Um navegador é um programa que pode exibir uma página da Web. Quando um item é selecionado, o navegador segue o hiperlink e busca a página selecionada. Por essa razão, o hiperlink incorporado precisa de um meio para nomear qualquer outra página na Web. As páginas são nomeadas com o uso de URLs (Uniform Resource Locators). Um exemplo de URL é: O URL tem três partes: o nome do protocolo (http), o nome DNS da máquina em que a página está localizada (www.uninove.com) e o nome do arquivo que contém a página (index.html). Quando um usuário clica em um hiperlink, o navegador executa uma série de etapas em ordem para buscar a página indicada. Veja as etapas desenvolvidas no acesso a 1. O navegador determina o URL (verificando o que foi selecionado). 2. O navegador pergunta ao DNS qual é o endereço IP de 3. O DNS responde com O navegador estabelece uma conexão TCP com a porta 80 em Em seguida, o navegador envia um comando solicitando o arquivo /cursos/index.html. 6. O servidor envia o arquivo /cursos/index.html.

10 7. A conexão TCP é encerrada. 8. O navegador exibe todo o texto de /cursos/index.html. 9. O navegador busca e exibe todas as imagens que o arquivo contém. Servidor Os servidores da Web basicamente realizam as seguintes operações para atender uma solicitação do cliente: 1. Aceitar uma conexão TCP de um cliente (um navegador). 2. Obter o nome do arquivo solicitado. 3. Obter o arquivo (do disco). 4. Retornar o arquivo ao cliente. 5. Encerrar a conexão TCP. Para consolidar os novos conhecimentos realize o exercício proposto: Quiz 1 Existem vários protocolos de correio eletrônico em uso, sendo que podemos citar o SMTP e o POP3. Quais são as características principais de cada protocolo? SMTP é responsável pelo envio e POP3 pela recepção das mensagens. SMTP é responsável pela recepção e POP3 pelo envio das mensagens. SMTP resolve nomes de usuários e POP3 resolve nomes de servidores. SMTP resolve nome de servidores e POP3 resolve nomes de usuários.

11 Referências KUROSE, J. F.; ROSS, K. W. Redes de computadores e a internet: uma abordagem top-down. 3. ed. São Paulo: Pearson Addison Weslley, TANENBAUM, A. S. Redes de computadores. 4. ed. Rio de Janeiro: Campus, 2003.

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