Aplicação Protocolo de nível aplicação

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1 Aplicações Internet FTP (File Transfer Protocol) WWW (World Wide Web) Introdução Realização da web URLs HTTP Cookies Segurança Caching Replicação de servidores web HTML Tipos de páginas dinâmicas Web sem fios USENET News Newsgroups Formato artigos Distribuição dos artigos Peer-to-peer Gnutella

2 Aplicações Internet As aplicações são o principal motivo para a realização da rede Internet, e o que motivou todo o esforço de desenvolvimento de novas facilidades no nível IP e transporte. Um componente importante das aplicações é o protocolo de nível aplicação, que descreve como é realizada a comunicação entre os componentes. Na Internet, a entidade normalizadora é normalmente a IETF (www.ietf.org), sendo os protocolos tipicamente definidos em normas abertas, especificadas em RFCs. As aplicações Internet obedecem, na maior parte, a um modelo cliente-servidor, onde os componentes desempenham o papel de cliente, de servidor, ou ambos simultaneamente. Algumas das aplicações Internet são: Aplicação Protocolo de nível aplicação Protocolo de transporte Correio Electrónico SMTP, POP3, IMAP TCP Transferência de ficheiros FTP TCP Web HTTP TCP Difusão de mensagens NNTP TCP Terminal Remoto Telnet, SSH TCP Servidor Ficheiros Remotos NFS UDP ou TCP Feixes multimédia RTP, MPEG ou UDP (ou TCP) proprietário Telefonia IP SIP, H323 ou UDP proprietário Serviço de directórios DNS, LDAP (X.500) UDP ou TCP Serviços peer-to-peer Proprietário TCP Estas aplicações são usadas directamente pelos utilizadores, exceptuando o serviço de directórios DNS, que oferece um serviço para outras aplicações. WWW - 2 Luis Bernardo

3 FTP (File Tranfer Protocol) O FTP começou a ser usado em O FTP é um protocolo cliente-servidor (definido no RFC 959) que permite trocar ficheiros com outras máquinas ligadas à Internet. Interface utilizador FTP Cliente FTP Transferência de ficheiros Servidor FTP Sistema de ficheiros local Sistema de ficheiros remoto Um utilizador corre um programa cliente (ftp, browser, etc.), fornecendo um nome de utilizador e palavra de passe, ou ligando-se anonimamente (Nome: anonymous ou ftp com palavra de passe igual ao endereço de correio electrónico). A interface de utilizador FTP permite ao utilizador modificar os sistemas de ficheiros local e remoto. O protocolo FTP usa sinalização fora de banda. Após a autenticação do utilizador, o Cliente FTP cria uma ligação TCP de controlo para Servidor FTP (no porto 21). Por cada ficheiro enviado ou recebido é estabelecida uma ligação TCP com o porto 20 (por omissão) do servidor, que se desliga após a transferência. MODO - quem cria ligação : passivo (cliente) / activo (servidor) Ligação TCP de controlo (21) Ligação TCP de dados (20) Cliente FTP Servidor FTP O servidor mantém o estado (directório remoto actual, ligações activas, etc.) por cada cliente. WWW - 3 Luis Bernardo

4 O protocolo FTP define as mensagens trocadas na ligação de controlo. As mensagens são trocadas em modo texto (ASCII com 7 bits). Alguns dos comandos do Cliente para o Servidor: USER nome_de_utilizador: Enviar a identificação do utilizador; PASS palavra_de_passe: Enviar a palavra de passe do utilizador; PORT A1,A2,A3,A4,a1,a2: Define endereço IP e porto para onde devem ser realizadas as ligações; LIST: Listar o conteúdo da directoria remota corrente; PASV: Pedido para usar o modo passivo. retorna IP e porto do servidor; RETR nome_ficheiro: Pedir o envio do ficheiro ao servidor a partir da directoria corrente; STOR nome_ficheiro: Pedir para guardar o ficheiro no servidor na directoria corrente. Existem outros comandos para mudar de directoria, controlar o formato para envio dos dados, etc. As respostas do Servidor para o Cliente também são enviadas em modo texto. Algumas respostas típicas: 125 Data connection already open; transfer starting 200 Okay 227 Entering Passive Mode A1,A2,A3,A4,a1,a2 331 Username OK, password required 425 Can't open data connection 452 Error writing file WWW - 4 Luis Bernardo

5 Exemplo de sequência de comandos: (C)liente envia ficheiro de Servidor (B) para Servidor (A) Utilizador Servidor A C A : Connect C A : PASV A C : 227 Entering Passive Mode A1,A2,A3,A4,a1,a2 Utilizador Servidor B C B : Connect C B : PORT A1,A2,A3,A4,a1,a2 B C : 200 Okay C B : RETR C A : STOR B A : Connect to HOST-A, PORT-a Exemplo de cliente FTP em modo de texto (ftp): Comandos disponíveis: dir cd escrever uma listagem do conteúdo da directoria remota mudar a directoria de trabalho na máquina remota ascii definir tipo de ficheiros a transferir como ASCII binary definir tipo de ficheiros a transferir como binário get transferir um ficheiro do servidor para o cliente mget transferir ficheiros (suporta wildcards) do servidor para o cliente prompt comuta on/off as confirmações do utilizador put bye transferir um ficheiro do cliente para o servidor Terminar a sessão ftp, e sair do programa WWW - 5 Luis Bernardo

6 WWW (World Wide Web) O serviço World-Wide Web ou WWW ou W3 ou Web oferece uma interface gráfica uniforme para um conjunto de serviços (Web na gíria de hipertexto significa um conjunto de ligações (links)). O WWW começou em 1989 no CERN, por proposta de Tim Berners-Lee, para os físicos poderem partilhar documentos. O primeiro browser com interface gráfico (Mosaic) ficou disponível em Março de A normalização do WWW é realizada no âmbito do Consórcio W3 (www.w3.org), sendo algumas das normas posteriormente publicadas pela IETF como RFCs. A pressão comercial levou a que a normalização ocorresse muitas das vezes após o lançamento de produtos com modificações à norma anterior. O WWW é uma forma de obter informação imediatamente disponível na Internet como se fosse um meio contínuo pesquisável. WWW - 6 Luis Bernardo

7 Recorrendo a saltos e pesquisas em hipertexto, o utilizador navega através de um mundo de informação em parte escrito à mão, e em parte gerado por computador a partir de bases de dados e sistemas de informação existentes. Como ferramentas de interface com o utilizador, os clientes WWW correm no computador deste, permitindo-lhe aceder à rede através de simples selecções com o rato, enquanto os servidores WWW, normalmente numa máquina completamente diferente, algures noutra parte do mundo, oferecem um método eficiente e simples de fornecer informação aos utilizadores, sobre a forma de ficheiros que são transferidos para a máquina do cliente. O WWW define: A ideia de um mundo onde cada pedaço de informação tem uma referência pela qual pode ser acedido; Um sistema de endereçamento (URL - Uniform Resource Locator), que permite endereçar vários tipos de objectos acessíveis através de protocolos já em uso, tais como FTP, NNTP, telnet, e HTTP (e outros mais antigos: Gopher, WAIS); Um protocolo de nível aplicação (HTTP - Hypertext Transfer Protocol) oferecido pelos servidores WWW genuínos para transferência de ficheiros entre clientes e servidores; Uma linguagem de hipertexto com marcas de formatação (HTML - Hypertext Markup Language) que todos os clientes WWW devem entender, e que é usada para a transmissão de informação, tais como texto, imagens, menus e informação sobre a formação da informação no cliente. WWW - 7 Luis Bernardo

8 Realização da web O cliente realiza o carregamento de ficheiros a partir de um servidor e apresenta os ficheiros recebidos. Caso o browser não suporte algum tipo de dados, pode recorrer a um plug-in (a) (e.g. Macromedia shockwave) ou a uma aplicação externa (e.g. Acrobat PDF Reader). Um servidor Web é numa visão simplista um servidor de ficheiros com requisitos elevados de desempenho, que recebe pedidos e os satisfaz (de preferência) em paralelo. A operação mais lenta é o acesso ao ficheiro num único processo, pode ser melhorada com a memorização do conteúdo dos últimos ficheiros abertos. Pode ainda ser melhorado utilizandose vários processos em diferentes máquinas. Neste caso, deve-se optimizar a capacidade de comutação do Front End o distribuidor. WWW - 8 Luis Bernardo

9 URLs (Uniform Resource Locators) Um URL começa por definir o protocolo, seguindo-se informação dependente do protocolo que inclui na maior parte dos casos o nome da máquina, o porto e o caminho para o objecto. Home Page da FCT Servidor de FTP Anónimo: ftp://ftp.dee.fct.unl.pt Autenticado: Ficheiro local file://home/lflb/openorb/readme Newsgroup soc.culture.portuguese Grupo: news:soc.culture.portuguese Artigo: Mail para um utilizador Pesquisas na base de dados da Biblioteca Nacional telnet://porbase.ibl.pt Gopher (percursor do serviço web baseado em texto) gopher://gopher.tc.umn.edu/11/libraries Os URLs têm um problema: definem explicitamente a localização dos recursos na rede, impossibilitando uma evolução transparente para o utilizador O IETF está a trabalhar na definição da evolução dos URLs: URN Uniform Resource Names URN introduz nomes independentes do endereço do servidor, que são resolvidos no DNS para o nome de um servidor. e.g. urn:ietf:rfc:2141 WWW - 9 Luis Bernardo

10 HTTP (HyperText Transfer Protocol) O protocolo HTTP corre sobre TCP, tipicamente no porto 80. Este protocolo permite transferir documentos, partes de documentos, e efectuar pesquisas. A filosofia do HTTP é diferente do protocolo FTP: a sinalização é enviada pelo mesmo canal que os dados (in-band), não sendo guardado nenhum estado no servidor para cada cliente cada pedido é independente dos anteriores. Até 1997 foi usada a versão 1.0 do protocolo (RFC 1945) que envia cada pedido a um servidor por uma ligação TCP independente. Cada ficheiro de uma página é enviado por uma ligação diferente. A versão 1.1 (RFC 2068 de 1997) corrige esta limitação, passando a suportar a reutilização de ligações (a ligação termina após um período de inactividade). A versão 1.1 permite dois modos de funcionamento: Sem pipelining, o pedido de cada ficheiro da página é realizado após receber a resposta ao pedido anterior. Com pipelining vários pedidos podem ser enviados sem esperar pela resposta do primeiro, sendo as resposta recebidas pela ordem porque são feitos os pedidos. Cliente Servidor Cliente Servidor Cliente Servidor SYN SYN/ACK ACK/GET x.html <x.html> SYN SYN/ACK ACK/GET x.gif <x.gif> SYN SYN/ACK ACK/GET x.html <x.html> GET x.gif <x.gif> SYN SYN/ACK ACK/GET x.html <x.html> GET x.gif <x.gif> HTTP 1.0 HTTP 1.1 HTTP 1.1 com pipelining WWW - 10 Luis Bernardo

11 O desempenho do HTTP 1.1 é superior ao HTTP 1.0, pois para além do tempo perdido no re-estabelecimento da ligação, também há a ineficiência introduzida pelo algoritmo de Slow- Start do TCP, que gere a janela de congestão. O HTTP 1.1 é compatível com o HTTP 1.0, permitindo que um cliente 1.0 funcione com um servidor 1.1 e que um cliente 1.1 funcione com um servidor 1.0. Formato de mensagens HTTP As mensagens de controlo são enviadas sobre a forma de texto legível. A mensagem de pedido, do cliente para o servidor tem a seguinte estrutura: Método sp URL sp Versão cr lf Nome campo cabeçalho : Nome campo cabeçalho : valor cr lf valor cr lf Pedido Linhas cabeçalho cr lf Corpo da mensagem O HTTP inclui vários métodos predefinidos: GET Requer a leitura de uma página HEAD Requer a leitura do cabeçalho de uma página PUT Requer a gravação de uma página POST Requer o acrescentar de dados a uma página DELETE Apaga uma página TRACE Ecoar pedido recebido CONNECT Requer a criação de um túnel OPTIONS Requer informação sobre opções disponíveis WWW - 11 Luis Bernardo

12 A mensagem de resposta do servidor tem a seguinte estrutura: Versão sp Código estado sp Frase cr lf Nome campo cabeçalho : valor cr lf Nome campo cabeçalho : valor cr lf Pedido Linhas cabeçalho cr lf Corpo da mensagem Os códigos de estado devolvidos podem ser: Código Tipo Exemplo de razões 1xx Informação Rec. pedido, continua processamento 2xx Sucesso Acção terminada com sucesso 3xx Redirecção Necessárias mais acções para completar 4xx Erro do cliente Pedido errado, não pode ser executado 5xx Erro do servidor Servidor falhou com pedido válido Exemplos: 100 Agree: Servidor aceita processar pedido 200 OK: Sucesso, informação retornada no corpo da mensagem 204 No Content: Ficheiro vazio 301 Moved Permanently: Moveu-se para URL em 'Location:' 304 Cached Page Valid: Página em cache ainda é válida 400 Bad Request: Pedido não entendido pelo servidor 401 Unauthorized: Requerida autenticação do cliente 403 Forbidden Page: Página não acessível 404 Not found: O ficheiro pedido não existe 501 Internal Error 503 Try Again Later 505 HTTP Version Not Suported: Versão não suportada WWW - 12 Luis Bernardo

13 Campos de cabeçalho Cabeçalho Tipo Conteúdo User-Agent Pedido Informação sobre o browser e a sua plataforma Accept Pedido Os tipos de páginas que o cliente suporta Accept-Charset Pedido Os códigos de caracteres suportados pelo cliente Accept-Encoding Pedido As codificações de página suportadas Accept-Language Pedido As línguas suportadas (português, inglês, ) Host Pedido Nome DNS do servidor Authorization Pedido Lista de credenciais do cliente Cookie Pedido cookies previamente definidos pelo servidor Date Ambos Data e hora de envio da mensagem Upgrade Ambos Protocolo pretendido pelo emissor Server Resposta Informação sobre o servidor Content-Encoding Resposta Como o conteúdo está codificado (e.g. gzip) Content-Language Resposta Língua usada na página Content-Length Resposta Comprimento da página (bytes) Content-Type Resposta Tipo MIME da página Last-Modified Resposta Data e hora de última modificação da página Location Resposta Comando para enviar o cliente para outro URL Accept-Ranges Resposta O servidor aceita pedidos de blocos de bytes Set-Cookie Resposta O servidor quer que o cliente guarde um cookie Exemplo de interacção Pedido: GET /somedir/page.html HTTP/1.1 Host: Connection: close User-agent: Mozilla/4.0 Accept-language:pt Resposta: HTTP/ OK Connection: close Date: Thu, 23 Oct :30:00 GMT Server: Apache/1.3.0 (Unix) Last-Modified: Thu, 20 Oct :00:00 GMT Content-Length: 6821 Content-Type: text/html { dados dados dados } WWW - 13 Luis Bernardo

14 Cookies O protocolo HTTP não guarda nenhuma memória sobre interacções anteriores de um utilizador. As extensões para manter um "estado" na interacção utilizador-servidor recorrem a campos de cabeçalho mantidos no cliente, que são enviados em todos os pedidos do cliente. Cada cookie é uma cadeia de caracteres com até 4KB. Existem 3 versões: V0 Netscape (1995) V1 RFC 2109 (1997) acrescenta controlo de versões V2 RFC2965 (2000) usa Set-Cookie2/Cookie2 Descreve-se a V0, suportada por TODOS os browsers: Set-Cookie: NAME=VALUE; Expires=DATE; Path=PATH; Domain=DOMAIN_NAME; Secure NAME=VALUE define o nome e o valor do cookie. É o único campo obrigatório, podendo-se usa a forma simplificada Set-Cookie: VALUE para um nome vazio. Expires=DATE define a validade do cookie. Se não for definido, o cookie desaparece quando se fecha o browser. Pode-se eliminar um cookie enviando uma data anterior à data actual. Domain=DOMAIN_NAME Define o nome do servidor (usa-se o endereço IP se não estiver definido). Cada domínio pode ter até 20 cookies. path=path documento raiz a partir da qual todos os documento levam o mesmo cookie. Se não for definido, o cookie apenas é enviado para a página pedida. secure se seleccionado, o cookie apenas é enviado para ligações seguras. WWW - 14 Luis Bernardo

15 Exemplo: Set-Cookie: CUSTOMER=213123; path=/; expires=wednesday, 09-Nov-07 23:12:40 GMT Recebe nos pedidos seguintes para todos os documentos: Cookie: CUSTOMER= O servidor pode definir vários cookies em campos de cabeçalho Set-cookie separados, que são devolvidos concatenados (separados por ; ) num único campo de cabeçalho Cookie nos pedidos futuros. Os cookies são usados com vários propósitos: Mecanismo para validação de utilizadores: após validado uma vez, reenvia o cookie nos pedidos seguintes; Memorizar a preferência dos utilizadores; Nos servidores de comércio electrónico para manter o carrinho de compras electrónico, com os itens seleccionados; Contadores de acessos a servidores (e.g. cookie Counter incrementado em cada acesso); Espionagem de preferências de utilizadores. E.g. uma empresa coloca um link para uma imagem (http://www.sneak.com/ gif) que pode ser apenas um ponto em vários servidores aderentes (Amazon, ). No cookie mantém a lista de todos os locais visitados e informações pessoais que possam ter sido cedidas por alguns dos servidores visitados. Depois vende a base de dados de utilizadores Falham para utilizadores que usam várias máquinas, ou que desligam a recepção de cookies. WWW - 15 Luis Bernardo

16 Segurança na interacção utilizador-servidor A segurança pode ser melhorada através de campos de cabeçalho e de extensões do protocolo HTTP. Autenticação (RFC 2617) O cliente carrega a página de entrada, sendo retornado o código "401 Authorization Required" e um campo de cabeçalho "WWW-Authenticate:" com a descrição do tipo de autenticação usada. O modo mais simples (Basic) devolve o nome do domínio do servidor. O mais complicado (Digest) acrescenta informação criptográfica. Aos pedidos seguintes o cliente adiciona o campo de cabeçalho "Authorization:", com informação de autenticação. No modo Basic inclui "nome:passwd" codificada no formato Base64. No modo Digest envia uma assinatura digital da password. Cookies O cliente carrega a página de entrada, sendo redireccionado para uma página que lhe pede os nomes de utilizador e palavra de passe, e define um cookie com um certificado. Extensão de segurança - HTTPS Nenhum dos métodos anteriores garante privacidade dos dados O HTTPS corresponde à utilização de HTTP sobre canais seguros SSL (Secure Socket Layer), que cifram os dados. Identificação de URLs que suportam HTTPS: https://... Suporta privacidade, integridade e autenticação de servidores. Este e outros métodos baseados em técnicas de cifra são descritos mais à frente, nas aulas sobre segurança. WWW - 16 Luis Bernardo

17 Caching no cliente Para reduzir o tempo de carregamento de páginas, o cliente HTTP pode guardar os documentos recebidos anteriormente na memória ou num ficheiro (no conjunto designados de cache). Até quando é que o documento guardado é válido? Heurística baseada na data da última modificação. O HTTP suporta o campo de cabeçalho "If-modified-since:" que permite validar se um documento ainda é válido. Pedido 1: GET /somedir/page.html HTTP/1.0 User-agent: Mozilla/4.0 Resposta 1: HTTP/ OK Date: Thu, 23 Oct :30:00 GMT Server: Apache/1.3.0 (Unix) Last-Modified: Thu, 23 Oct :00:00 GMT Content-Type: text/html { dados dados dados } Pedido 2: GET /somedir/page.html HTTP/1.0 User-agent: Mozilla/4.0 If-Modified-Since: Thu, 23 Oct :00:00 GMT Resposta 2: HTTP/ Not Modified Date: Thu, 23 Oct :35:00 GMT Server: Apache/1.3.0 (Unix) O HTTP permite evitar a utilização da cache no cliente. No HTTP 1.0 existe um cabeçalho "pragma: no-cache". No HTTP 1.1 foi criado um campo de cabeçalho "cachecontrol:" para o pedido e para a resposta onde se pode definir o valor "no-cache", mas também o tempo máximo que a cópia permanece válida "max-age". WWW - 17 Luis Bernardo

18 Caching em procuradores Para além dos clientes, as respostas dos servidores também podem ser guardadas em servidores intermediários entre os clientes e os servidores, designados de proxy (procurador). Após receber um pedido de um cliente (1), reenvia-o para o servidor pretendido (2). A resposta recebida (3) é enviada de volta ao cliente (4), mas também é armazenada localmente. Caso um novo cliente faça o mesmo pedido dentro de um intervalo de tempo, o proxy retorna a informação em cache. 1 2 * Cliente Proxy Servidor 4 3 * cache BD A utilização de proxies numa organização com uma rede de informação interna rápida: reduz a quantidade de tráfego trocada com o exterior; reduz o tempo médio de acesso à rede; permite simplificar a configuração de firewalls ao permitir limitar o acesso ao exterior (para WWW) apenas à máquina onde o proxy está a correr; tem a desvantagem de as páginas em cache poderem estar desactualizadas. Os utilizadores podem sempre forçar uma nova leitura no servidor, usando os campos de controlo de caching. O HTTP 1.1 suporta procuradores, existindo opções no campo de cabeçalho "cache-control:" destinadas a definir o nível de partilha entre utilizadores de uma página (e.g. private, public, s- maxage (max-age para proxies)). WWW - 18 Luis Bernardo

19 O RFC 2617 define como é feita a autenticação no acesso a proxies: O proxy retorna o código "407 Proxy Authorization Required" e um campo de cabeçalho "Proxy-Authenticate:" com a descrição do tipo de autenticação requerida. O modo mais simples (Basic) devolve o nome do domínio do proxy. Aos pedidos seguintes o cliente adiciona o campo de cabeçalho "Proxy-Authorization:", com informação de autenticação. No modo Basic inclui "nome:passwd" codificada no formato Base64. Podem ser enviadas várias autorizações encadeadas num pedido HTTP. Vários proxies podem ser ligados criando um serviço hierárquico de caching distribuído por toda a rede (e.g. Squid, Apache). Neste caso pode-se usar um protocolo mais complexo de coordenação (e.g. ICP Internet Cache Protocol RFC 2186). WWW - 19 Luis Bernardo

20 Replicação de servidores web Embora a utilização de caches nos clientes e em procuradores reduza a carga sentida nos servidores, nem todo do conteúdo das páginas pode ser guardado em caches (páginas dinâmicas, pedidos com cookies, autenticação, etc.). Estima-se que mais de 40% das respostas a pedidos web não podem ser guardadas em cache (segundo o livro "Web Caching and Replication" de M. Rabinovich e O. Spatcheck). Quando uma página vai ser acedida por milhões de utilizadores (e.g. Jogos Olímpicos, NASA Pathfinder, NetAid, etc.), torna-se necessário replicar a página em vários servidores Web, distribuindo a resolução dos pedidos pelos vários servidores. A replicação pode ser realizada pelo cliente Web, que mantém uma lista dos servidores Web disponíveis e selecciona um aleatoriamente (e.g. Netscape e Apenas resulta para um conjunto limitado de servidores! Alternativamente, o cliente pode correr uma applet que carrega a lista de endereços de servidores alternativos (de um serviço de directórios), realiza um teste rápido de desempenho, e selecciona o servidor que tiver a resposta mais rápida (e.g. smart clients). Complica a realização do cliente! A replicação deve ser realizada de forma transparente para o cliente, de maneira a ser aplicável a qualquer URL. WWW - 20 Luis Bernardo

21 Replicação transparente de servidores Web Podem ser usadas várias estratégias para replicar os servidores Web e permitir a distribuição transparente de clientes pelas várias réplicas. Cliente Serviço IP Servidor 1 DNS Redirecção no serviço de nomes DNS; 2. Redirecção num servidor distribuidor (dispatcher); 3. Redirecção nos servidores web WWW - 21 Luis Bernardo

22 Redirecção no serviço de nomes DNS É criada um nome único no serviço DNS associado a uma lista de endereços IP dos servidores Web. Para cada pedido, o servidor DNS devolve um dos endereços IP. Servidor 1 Cliente Serviço DNS Servidor 2 Servidor n Problema: Escolha do servidor Web para cada cliente Solução: Round-robin (em sequência - um de cada vez); Usando informação sobre o estado do servidor (só para LANs); Usando informação sobre a proximidade dos servidores aos clientes (e.g. Cisco DistributedDirector, I2-DSI) Problema: Carga escondida Durante o tempo de vida da resposta (TTL), todos os servidores DNS usados na resolução do nome, procuradores Web e o cliente vão usar o mesmo servidor Web. "Se um cliente da rede A resolver o nome, todos os clientes dessa rede vão usar o mesmo servidor durante o TTL da resposta" WWW - 22 Luis Bernardo

23 Solução: TTL= 0 (não funciona a longo prazo!!!) TTL adaptativo contabilizar o número de pedidos DNS por domínio de origem, medir a carga de cada servidor por origem - baixar TTL para pedidos DNS vindos de domínios de origem com muitos acessos quando algum servidor começa a ficar demasiado carregado (demasiado complicado para uma rede real!!!). O serviço DNS funciona na Internet porque os servidores DNS intermédios e os clientes memorizam em caches as respostas anteriores. Com TTL=0 desligava-se todas as caches do DNS, obrigando os servidores dos domínios raiz a participar na resolução de grande parte dos nomes. O tempo de atraso entre a modificação do TTL e a modificação da carga também é um problema de controlo complexo, que pode originar instabilidade. WWW - 23 Luis Bernardo

24 Redirecção num servidor distribuidor (dispatcher) O distribuidor oferece um endereço IP único para o conjunto de servidores Web, distribuindo os pedidos HTTP pelos servidores Web. Servidor 1 Cliente Serviço DNS Distribuidor IP-Serviço Servidor 2 Servidor n Pergunta: Como distribuir os pedidos pelos vários servidores Web? Redirecção HTTP (devolver código 30?); Tradução de endereços IP nos pacotes; Reenvio do pacote usando o protocolo MAC. Redirecção HTTP Introduz um atraso adicional, por obrigar o cliente a criar uma segunda ligação. Exemplo: Content Delivery Networks [Tanenbaum 03] A empresa CDN coloca servidores junto de vários ISPs, onde mantém uma cópia dos vários objectos. Os URLs na página são modificados de maneira a conterem referências para o servidor web de distribuição: WWW - 24 Luis Bernardo

25 Durante a resolução da página, o pedido de cada imagem é direccionado para o melhor servidor CDN. O(s) servidor(es) (cdn-server.com) usam a informação sobre a distância entre o cliente e as várias réplicas da página (pode usar a informação de encaminhamento do protocolo BGP, etc.) e sobre a carga nesses servidores. WWW - 25 Luis Bernardo

26 Tradução de endereços IP Realiza uma operação semelhante a um roteador NAT. Mantém uma tabela para todas as ligações activas, associando os clientes a servidores Web: (IP de cliente / porto de cliente / IP de servidor Web) Para cada pacote IP, o IP do serviço é substituído pelo endereço IP do servidor Web, sendo transparente tanto para os clientes como para os servidores Web. O distribuidor e os servidores Web podem estar em várias LANs. Exemplo de produtos: MagicRouter e Cisco LocalDirector Reenvio de pacotes usando o protocolo MAC O distribuidor e os servidores Web encontram-se na mesma LAN, e todos estão configurados com o endereço IP do serviço. O distribuidor mantém uma tabela para todas as ligações activas, associando os clientes a servidores Web: (IP de cliente / porto de cliente / Endereço MAC de servidor Web) Todos os servidores Web conhecem o endereço MAC do distribuidor, e este conhece os endereços MAC de todos os servidores Web, não sendo usado o ARP para enviar os pacotes IP. Exemplo de produtos: IBM Network Dispatcher WWW - 26 Luis Bernardo

27 Redirecção nos servidores web Usa o DNS para realizar uma primeira distribuição entre servidores Web. Numa segunda fase, os servidores Web realizam uma redistribuição entre eles usando redirecção HTTP ou reescrita de endereços IP. Servidor 1 Cliente Serviço DNS Servidor 2 Servidor n A função de distribuição é realizada pelos vários servidores, evitando a criação de um ponto centralizado de estrangulamento. WWW - 27 Luis Bernardo

28 Comparação das abordagens para replicação transparente Abordagem Vantagens Desvantagens Baseada no cliente Baseada no DNS Baseada num distribuidor Baseada nos servidores Web Distribuída Não afecta servidor Web Solução para LAN e WAN Centralizado Sem limitações desempenho Solução para LAN e WAN Controlo total Balanceamento de carga preciso Controlo distribuído Balanceamento de carga preciso para LAN e WAN Aplicação limitada Balanceamento de carga pouco preciso Pouco controlo Balanceamento de carga pouco preciso Estrangulamento de desempenho no distribuidor Solução só para LAN Aumento de latência e de tempo de processamento nos servidores Na prática usa-se uma combinação de várias tecnologias em paralelo. Exemplos: NetAid (1999) realizado pela Cisco, usando uma combinação de Distributed Directors e de Local Directors em clusters de servidores suportou 40 milhões de pedidos durante o concerto de angariação de fundos, com um pico de 2800 acessos por segundo. Jogos Olímpicos de Inverno (1998) realizado pela IBM, usando um esquema com dois níveis (DNS + Network Dispatcher) e roteadores que realizam caching de páginas Web suportou 56.8 milhões de acessos num dia. WWW - 28 Luis Bernardo

29 HTML (HyperText Markup Language) O HTML foi desenvolvido em resposta à necessidade de descrever documentos em termos da sua estrutura lógica, e define um modelo de documentos hierárquico sob a forma de árvore. A sintaxe é expressa como um conjunto de elementos lógicos do documento delimitados por códigos genéricos (tags), um conjunto facultativo de atributos e um modelo de conteúdo que especifica que tipos de dados ou elementos podem ser colocados dentro de cada elemento. Alguns exemplos comuns: <H1> Isto é um título </H1> <H2> Isto também é um título, mas mais pequenino </H2> <B> Isto está mais carregado </B> <EM> e isto normalmente está em itálico </EM> <IMG SRC="imagem.gif"> Isto é uma imagem que aparece no texto (a imagem está num ficheiro chamado "imagem.gif") <A HREF="texto.html">Isto é um link para outro documento</a> (o outro documento chama-se "texto.html") A evolução dos standards foi directamente impulsionada pela competição entre a Netscape e a Microsoft a nível de funcionalidades dos seus browsers. HTML HTML HTML Outros desenvolvimentos incluem: XML (Extensible Markup Language) Suporta ligações entre páginas complexas. Formato electrónico para troca de dados. Suporta funcionalidades de workflow e de interacção entre objectos. XHTML (extended HTML) Reformulação de HTML em XML. VRML (Virtual Reality Modeling Language)

30 O HTML inclui no mesmo ficheiro dados e informação de formação. Em XML a formatação dos dados é especificada separadamente utilizando XSL (extensible Style Language). Dados (XML) Formatação dos dados (XSL) WWW - 30 Luis Bernardo

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