Redes Integradas de Telecomunicações II

Transcrição

1 Redes Integradas de Telecomunicações II DEE-FCT/UNL Aula #3 1

2 Aplicação Protocolo de nível aplicação Correio Eletrónico SMTP, POP3, IMAP TCP Transf. de ficheiros FTP TCP Web HTTP TCP Terminal Remoto Telnet, SSH TCP Protocolo de transporte Feixes multimédia RTP, MPEG, ou propriet. UDP (ou TCP) Telefonia IP SIP, H.323 UDP ou/e TCP Serviços de nomes DNS, LDAP (X.500) UDP ou/e TCP Serviços peer-to-peer Proprietário TCP 2

3 O lado do servidor 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 utilizando-se vários processos em diferentes máquinas. Neste caso, deve-se otimizar a capacidade de comutação do Front End o distribuidor. 3

4 HTTP (HyperText Transfer Protocol) O protocolo HTTP corre sobre TCP, tipicamente no porto 80. Este protocolo permite transferir documentos, partes de documentos, e efetuar 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 inatividade). 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. 4

5 HTTP (HyperText Transfer Protocol) HTTP/1.0 HTTP/1.1 HTTP/1.1 com pipelining Cliente Servidor Cliente Servidor 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> O desempenho do HTTP 1.1 é superior ao HTTP 1.0, pois para além do tempo perdido no reestabelecimento 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. O browser usa várias ligações em paralelo. Porquê? 5

6 HTTP (HyperText Transfer Protocol) Formato de mensagens HTTP As mensagens de controlo são enviadas sobre a forma de texto legível, e os dados são enviados encapsulados num tipo MIME. A mensagem de pedido, do cliente para o servidor tem a estrutura representada. O HTTP inclui vários métodos predefinidos: GET HEAD PUT POST DELETE TRACE CONNECT OPTIONS Requer a leitura de uma página Requer a leitura do cabeçalho de uma página Requer a gravação de uma página Requer o acrescentar de dados a uma página Apaga uma página Ecoar pedido recebido Requer a criação de um túnel Requer informação sobre opções disponíveis 6

7 HTTP (HyperText Transfer Protocol) Formato de mensagens HTTP A mensagem de resposta do servidor tem a seguinte estrutura: resposta 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 7

8 HTTP (HyperText Transfer Protocol) Formato de mensagens HTTP Exemplos de códigos de estado devolvidos : 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 Not Modified : 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 8

9 HTTP Campos de cabeçalho User-Agent browser usado. Host obrigatório parte do URL; permite ter múltiplos servidores virtuais num servidor físico (cloud based servers p.ex). 9

10 HTTP (HyperText Transfer Protocol) 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 } 10

11 Cookies O protocolo HTTP não guarda nenhuma memória sobre interações anteriores de um utilizador. As extensões para manter um "estado" na interação 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 11

12 Cookies 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 usar 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 (não persistente). Pode-se eliminar um cookie persistente enviando uma data anterior à data atual. 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 selecionado, o cookie apenas é enviado para ligações seguras. Exemplo: Set-Cookie: CUSTOMER=213123; path=/; expires=wednesday, 09-Nov-12 23:12:40 GMT Recebe nos pedidos seguintes para todos os documentos: Cookie: CUSTOMER=

13 Cookies O servidor pode definir vários cookies em campos de cabeçalho Set-cookie separados, que são enviados concatenados (separados por ; ) num único 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 eletrónico para manter o carrinho de compras, com os itens selecionados; 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 ( que pode ser apenas um ponto em vários servidores aderentes. No cookie mantém a lista de todos os locais visitados e informações pessoais que possam ter sido cedidas por alguns dos servidores visitados (spyware). Podem ser third-party-cookies. Depois vende a informação... Funciona sempre? Falham para utilizadores que usam várias máquinas, ou que desligam a receção de cookies. 13

14 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 palavra de passe. Cookies O cliente carrega a página de entrada, sendo redirecionado para uma página que lhe pede os nomes de utilizador e palavra de passe, e define um cookie com um certificado. 14

15 Segurança na interação utilizador-servidor 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: 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. 15

16 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 os campos de cabeçalho "If-Modified-since:" e "If-None-Match:" que permitem validar se um documento não foi modificado. 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 Etag: "11d-32423cd2" Content-Type: text/html { dados dados dados } 16

17 Caching no cliente 1: Pedido 1 GET /somedir/page.html HTTP/1.0 User-agent: Mozilla/4.0 2: Resposta 1 HTTP/ OK 3: Pedido 2 GET /somedir/page.html HTTP/1.0 User-agent: Mozilla/4.0 If-Modified-Since: Thu, 23 Oct :00:00 GMT If-None-Match: "11d-32423cd2" 4a: Resposta 2 HTTP/ Not Modified Date: Thu, 23 Oct :35:00 GMT Server: Apache/1.3.0 (Unix) 17

18 Caching no cliente 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 "Cache-control:" 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". Também se pode usar o campo de cabeçalho Expires:" para controlar o tempo que a cópia é guardada em cache. Também pode haver caching em servidores externos vamos voltar a este assunto depois de vermos o formato das páginas! 18

19 Páginas Web estáticas 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") 19

20 HTML (HyperText Markup Language) Na década de 90 a evolução das normas foi diretamente impulsionada pela competição entre a Netscape e a Microsoft a nível de funcionalidades dos seus browsers. HTML HTML HTML HTML Outros desenvolvimentos incluem: XML (Extensible Markup Language) Suporta ligações entre páginas complexas. Formato eletrónico para troca de dados. Suporta funcionalidades de workflow e de interação entre objetos. XHTML (extended HTML) VRML (Virtual Reality Modeling Language) Reformulação de HTML em XML. 20

21 HTML (HyperText Markup Language) A evolução do HTML permitiu uma funcionalidade crescente e melhores tempos de resposta resultantes da transferência do processamento dos servidores para os clientes e da redução da quantidade de dados transferidos na rede. 1) Rede hipertexto; 2) Resposta simples; 3) Resposta simples com páginas dinâmicas 4) Redes de objetos com páginas dinâmicas 5) MM e paralelismo melhorado 21

22 HTML (HyperText Markup Language) Introdução de informação e Formulários Os forms aparecem com o HTML 2.0 e suportam a definição de campos de entrada de dados, delimitados entre as tags <form> e </form>. Exemplo: <form ACTION= method=post> Name <input name = Finger size=40></form> Um campo TYPE permite utilizar um conjunto de campos predefinidos (ex. RADIO VALUE - valores alternativos para um mesmo INPUT NAME, ou SUBMIT VALUE). Os dados são processados no servidor WWW (ou numa numa aplicação lançada), que recebe os parâmetros no formato CGI (Common Gateway Interface) e retorna uma página HTML. 22

23 HTML (HyperText Markup Language) Introdução de informação e Formulários Depois de carregar em Submit order é gerada a linha: Customer=John+Doe&address=FCT-UNL&city=Caparica&state=NA&country=Portugal& cardno= &expires=6/14&cc=visacard&product=cheap&express=on 23

24 CSS (Cascading Style Sheets) Foram adicionadas tags ao HTML para controlar a aparência das páginas. e.g. <font face= helvetica size= 24 color= red > Deborah s Photos </font> No entanto, estas extensões tornam as páginas não portáveis. As CSSs foram introduzidas no HTML 4.0 e definem uma linguagem para especificação de estilos, separando as definições da aparência das páginas da definição do conteúdo Associa-se uma tag a um estilo que é definido num ficheiro à parte. e.g. awistyle.css: body {background-color:linen; color:navy; font-family:arial;} h1 {font-size:200%;} h2 {font-size:150%;} O ficheiro CSS é carregado no cabeçalho da página (tipo #include): <head> <title> AMALGAMATED WIDGET, INC. </title> <link rel= stylesheet type= text/css href= awistyle.css /> </head> Reduz transferência de dados na rede e torna consistente a apresentação das páginas. 24

25 Tipos de páginas dinâmicas Uma página dinâmica é gerada em tempo real, por uma aplicação que corre no servidor ou no cliente. São alternativas às aplicações clássicas. No servidor Usam-se programas que recebem os parâmetros de uma form, enviados através do método POST, processam-nos usando dados disponíveis no servidor, e retornam o conteúdo de uma página web: CGI (Common Gateway Interface) define interface para passar parâmetros para programa externo em C, C++,, ou um interpretador de scripts Perl, Python, Ruby, ; Código PHP (Hypertext Preprocessor), interpretado no servidor web: Código JSP (JavaServer Pages, em Java); ASP (Active Server Pages.NET), em Visual Basic Script da Microsoft. 25

26 Tipos de páginas dinâmicas No cliente HTML dinâmico É carregado código no browser, que corre localmente, e pode interagir com o utilizador, gerar dinamicamente páginas, campos de páginas, ou comunicar com outros objetos na rede: JavaScript linguagem interpretada, inspirada em Java, embebida na página Web; VBScript linguagem interpretada, baseada em Visual Basic, para plataforma Windows; Applets código bytecode Java carregado a partir do servidor web; Controlos ActiveX código nativo carregado a partir do servidor web. O código JavaScript é definido entre as etiquetas <script language= javascript type= text/javascript > e </script> no cabeçalho da página HTML. Tem um desempenho limitado pois é interpretado no browser. Os browsers têm muitas vezes interpretadores de versões diferentes de JavaScript pode não correr em todos os browsers. Uma Applet é uma aplicação (em bytecode) Java carregada a partir de um servidor WWW e que corre no browser. Exemplo: <applet Code=game.class Width=100 Height=200></applet> 26

27 Tipos de páginas dinâmicas No cliente Por motivos de segurança, os browsers não permitem que as applets tenham acesso ao disco local e apenas permitem que elas comuniquem com a máquina a partir da qual foram carregadas exceto se usarem alguma falha da JVM. Tem um desempenho superior a Javascript, especialmente se for usado um interpretador JIT. Um controlo ActiveX é código máquina compilado para várias arquiteturas, assinado por uma entidade supervisora. Tem o melhor desempenho, mas poderá ter problemas de segurança. A geração de páginas dinâmicas no cliente permite uma interação mais rápida com o cliente, desde que não sejam usados dados do servidor. 27

28 Tipos de páginas dinâmicas Comparação PHP JavaScript 28

29 AJAX Asynchronous JavaScript and XML (or JSON) As aplicações Web necessitam de GUI reativas e acesso transparente a dados guardados no servidor Web remoto requer uma combinação de tecnologias baseadas no cliente e no servidor. AJAX define um conjunto de tecnologias que funcionam em conjunto: HTML e CSS para apresentação das páginas; DOM (Document Object Model) para modificar partes de páginas enquanto são visualizadas; XML para suportar troca de mensagens entre a aplicação e o servidor; JSON (alternativa) O envio e receção assíncrona de mensagens com dados XML (ou JSON); JavaScript (ou VBScript) para integrar todas as funcionalidades. Aplicações como o Google Maps, Google Gmail, Google Docs são realizadas com AJAX. O papel principal é da linguagem JavaScript/VBScript, que controla o acesso ao servidor e a interação com o utilizador. A comunicação assíncrona de mensagens XML(JSON) é assegurada por XMLHttpRequest, uma API de JavaScript, que permite realizar pedidos HTTP e HTTPS diretamente ao servidor e carregar os dados da resposta. ( Desta forma, não bloqueia a apresentação de conteúdos enquanto comunica com o servidor. 29

30 AJAX Asynchronous JavaScript and XML DOM (Document Object Model) É uma representação estruturada em árvore de uma página HTML que é acessível aos programas. Permite modificar elementos da página identificando o nó a modificar. 30

31 AJAX Asynchronous JavaScript and XML XML (extensible Markup Language) Separa dados (XML) da formatação (XSLT; extensible Stylesheet Language Translation) 31

32 AJAX Asynchronous JavaScript and JSON JSON (JavaScript Object Notation) Lightweight data-interchange format. It is easy for humans to read and write. It is easy for machines to parse and generate. Person object containing an address object and an array of phone objects 32

33 Tipos de páginas dinâmicas Vários tipos de páginas dinâmicas: Permitem criar aplicações Web que podem substituir aplicações tradicionais, mas que não necessitam de instalar software porque correm dentro de um browser. Suportam comunicação máquina para máquina com SOAP (Simple Object Access Protocol) assíncrono e Websockets (tempo real). 33