Уровень приложений презентация

Глава 10. Разделы и задачи
10.0. Введение
10.1. Протоколы уровня приложений
Объяснить, каким образом взаимодействуют функции уровня приложений, уровня представления и сеансового уровня, для предоставления приложениям конечного пользователя доступа к сетевым сервисам.
Объяснить, как распространенные протоколы уровня приложений взаимодействуют с приложениями конечных пользователей.
10.2. Общеизвестные протоколы и службы уровня приложений
Объяснить, как работают веб-протокол и протокол электронной почты.
Объяснить, как работают протоколы IP-адресации.
Объяснить, как работают протоколы передачи файлов.
10.3. Обзор

10.1. Протоколы уровня приложений

Протоколы уровня приложений
Приложение, представление, сеанс
Уровень приложений
Ближайший к конечному пользователю.
Протоколы уровня приложений помогают обмениваться данными между программами, работающими на хосте-источнике и хосте-получателе.
Уровень приложений TCP/IP выполняет функции трех верхних уровней модели OSI.
Некоторые распространенные протоколы уровня приложений: HTTP, FTP, TFTP, DNS.
Уровень представления и сеансовый уровень
Форматирование данных, сжатие и шифрование данных.
К числу широко распространенных форматов видео относятся QuickTime и MPEG.
Широко распространенные форматы обмена графическими данными: GIF, JPEG и PNG.
На сеансовом уровне создаются и поддерживаются сеансы связи приложениями на хосте-источнике и хосте-получателе.
На уровне сеанса обрабатывается обмен информацией для инициации диалогов и поддержания их активности, а также для перезапуска прерванных или бездействующих сеансов.

Протоколы уровня приложений
Приложение, представление, сеанс (продолжение)
Протоколы уровня приложений TCP/IP
Протоколы уровня приложений TCP/IP определяют форматы и управляют данными, необходимыми для многих распространенных функций обмена данными через Интернет.
Протоколы уровня приложений должны быть реализованы как в устройстве-источнике, так и в устройстве-получателе.
Для обеспечения передачи данных протоколы уровня приложений, реализованные на хосте-источнике и хосте-получателе, должны быть совместимы друг с другом.

Протоколы уровня приложений
Взаимодействие протоколов приложений с приложениями конечных пользователей
Модель «клиент-сервер»
Клиенты запрашивают информацию, а серверы ее предоставляют.
Считается, что процессы модели «клиент — сервер» происходят на уровне приложений.
Содержание обмена данными будет зависеть от используемого приложения.
Электронная почта — пример клиент-серверного взаимодействия.
Одноранговые сети
Доступ к данным осуществляется без использования выделенного сервера.
Для совместного использования ресурсов к P2P-сети могут быть подключены два или более компьютеров.
Каждое подключенное к сети оконечное устройство (одноранговый узел) может выполнять функции как сервера, так и клиента.
Роли клиента и сервера устанавливаются на основе запроса.

Протоколы уровня приложений
Взаимодействие протоколов приложений с приложениями конечных пользователей (продолжение)
Одноранговые приложения
В некоторых P2P-приложениях используется гибридная система, где совместное использование ресурсов децентрализовано.
Индексы, которые указывают на местоположения ресурсов, хранятся в централизованном каталоге.
В гибридной системе каждый узел обращается к серверу индексации, чтобы получить местоположение ресурса, который хранится на другом узле.
Наиболее распространенные P2P-приложения
Некоторые распространенные P2P-сети: eDonkey, G2, BitTorrent.
Многие P2P-приложения позволяют пользователям совместно использовать части множества файлов в одно и то же время.
Небольшой торрент-файл содержит информацию о расположении других пользователей и компьютеров трекера.
Трекеры — это вычислительные машины, отслеживающие файлы, которые размещают пользователи.
Эта технология называется BitTorrent. Существует множество клиентов BitTorrent, в том числе BitTorrent, uTorrent, Frostwire и qBittorrent.

10.2. Общеизвестные протоколы и службы уровня приложений

Общеизвестные протоколы и сервисы уровня приложений
Веб-протоколы и протоколы электронной почты
Протокол передачи гипертекста (HTTP) и язык гипертекстовой разметки (HTML)
URL-адрес — это ссылка на веб-сервер.
Большинство людей связывает URL-адреса и URI с веб-адресами.
URL-адрес содержит протокол, имя сервера и запрашиваемое имя файла.
Затем с помощью DNS часть URL-адреса, представляющая имя сервера, преобразуется в соответствующий IP-адрес, прежде чем можно будет связаться с сервером.
Протоколы HTTP и HTTPS
Браузер отправляет запрос GET на IP-адрес сервера и запрашивает файл index.html file.
Сервер отправляет клиенту запрашиваемый файл.
Файл index.html был указан в URL-адресе и содержит HTML-код для этой веб-страницы.
Браузер обрабатывает HTML-код и формирует в окне браузера страницу, используя содержащийся в файле код.
Протокол HTTP не является безопасным. Сообщения могут быть перехвачены.
Протокол HTTPS защищает данные с помощью аутентификации и шифрования.

Общеизвестные протоколы и сервисы уровня приложений
Веб-протоколы и протоколы электронной почты (продолжение)
Протоколы электронной почты
Электронная почта — это набор средств для доставки, хранения и извлечения электронных сообщений.
Сообщения электронной почты хранятся на почтовых серверах.
Клиенты электронной почты для отправки и получения сообщений обращаются к серверам электронной почты.
Почтовые серверы взаимодействуют с другими почтовыми серверами для транспортировки сообщений из одного домена в другой.
Электронная почта использует для работы три разных протокола: SMTP, POP и IMAP.
Принцип работы SMTP
В формате SMTP сообщение состоит из заголовка и тела сообщения.
Заголовок должен содержать адреса электронной почты получателя и отправителя в правильном формате.
SMTP-клиент отправляет электронное сообщение, подключаясь к SMTP-серверу через порт 25.
Сервер получает сообщение и сохраняет его в локальном почтовом ящике или пересылает сообщение на другой почтовый сервер.
Пользователи получают сообщения, сохраненные на сервере, с помощью клиентов электронной почты.

Общеизвестные протоколы и сервисы уровня приложений
Веб-протоколы и протоколы электронной почты (продолжение)
Принцип работы POP
Сообщения загружаются с сервера на клиент.
Клиенты электронной почты отправляют свои POP-запросы на почтовые сервера по TCP-порту 110
POP позволяет загружать сообщения электронной почты на клиентское устройство (компьютер или телефон) и удалять их с сервера.
Загруженное сообщение находится на устройстве, инициировавшем загрузку.
Протоколы IMAP
IMAP — это еще один протокол, используемый для получения сообщений электронной почты.
Он позволяет пользователю просматривать сообщения, не загружая их.
Исходные сообщения остаются на сервере до тех пор, пока они не будут удалены пользователем.
Пользователи просматривают копии сообщений в клиентах электронной почты.
Поддерживайте иерархию папок для упорядочения и хранения почты.
Если пользователь решает удалить сообщение, оно синхронно удаляется из клиента и с сервера.

Общеизвестные протоколы и сервисы уровня приложений
Сервисы IP-адресации
Служба доменных имен (DNS)
Запомнить IP-адреса нелегко.
Доменные имена делают адреса серверов более понятными пользователям.
Для взаимодействия компьютерам по-прежнему требуется фактический числовой адрес.
Протокол DNS позволяет динамически преобразовывать доменное имя в соответствующий IP-адрес.
Формат сообщений DNS
Распространенные записи DNS — A, NS, AAAA и MX.
DNS-сервер сначала ищет свои собственные записи, отправляя запрос клиента на другие серверы, если не удается разрешить этот запрос.
Затем ответ направляется клиенту.
Клиент часто сохраняет предыдущие разрешения имен. Используйте команду ipconfig /displaydns, чтобы получить список кэшированных записей DNS в Windows.

Общеизвестные протоколы и сервисы уровня приложений
Сервисы IP-адресации (продолжение)
Иерархия DNS
Протокол DNS использует иерархическую систему.
Структура именования подразделяется на небольшие управляемые зоны.
Каждый DNS-сервер отвечает только за управление сопоставлениями имен и IP-адресов для малой доли структуры DNS.
Запросы, предназначенные для зон, не хранящихся на определенном DNS-сервере, перенаправляются на другие серверы для преобразования.
Домены верхнего уровня представляют либо тип домена, либо страну происхождения.
Примеры доменов верхнего уровня: .com, .org, .au и .co
Команда nslookup
Используйте команду nslookup для размещения
запросов DNS.
Это удобно использовать для поиска и устранения
неполадок в DNS.

Общеизвестные протоколы и сервисы уровня приложений
Сервисы IP-адресации (продолжение)
Протокол динамической настройки узла (Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP)
Для взаимодействия по сети компьютерам требуется информация о сетевом IP-адресе.
Информация об IP-адресе включает адрес хоста и шлюза, маску и DNS-сервер.
Протокол DHCP позволяет автоматизировать и масштабировать распространение информации об IP-адресах.
Адреса, назначенные с помощью DHCP, выдаются на определенное время.
Когда адреса больше не используются, они возвращаются в пул для повторного использования.
DHCP поддерживает IPv4, а DHCPv6 поддерживает IPv6.
Принцип работы DHCP
Клиент осуществляет широковещательную рассылку DHCPDISCOVER.
DHCP-сервер отвечает сообщением DHCPOFFER.
Клиент отправляет сообщение DHCPREQUEST на сервер, который он хочет использовать (в случае наличия нескольких предложений).
Клиент также может запросить адрес, который ранее был выделен сервером.
Сервер возвращает DHCPACK, чтобы подтвердить, что аренда завершена.

Общеизвестные протоколы и сервисы уровня приложений
Сервисы обмена файлами
Протокол передачи файлов (File Transfer Protocol, FTP)
Протокол FTP был разработан для обеспечения возможности передачи файлов по сети.
FTP-клиент представляет собой приложение, запущенное на клиентском компьютере, которое используется для получения данных с сервера FTP, на котором функционирует служба FTP, или отправки данных на этот сервер.
Для передачи данных по протоколу FTP требуется два подключения между клиентом и сервером: одно — для команд и ответов, другое — для фактической передачи файлов.
Клиент инициирует и устанавливает первое подключение к серверу для контроля трафика через TCP-порт 21.
Затем клиент устанавливает второе подключение к серверу для фактической передачи данных через TCP-порт 20.
Клиент может загружать (получать) данные с сервера или выгружать (отправлять) данные на сервер.

Общеизвестные протоколы и сервисы уровня приложений
Сервисы обмена файлами (продолжение)
Протокол SMB
SMB — это протокол обмена файлами с архитектурой «клиент — сервер»
Все сообщения SMB имеют общий формат.
Общий доступ к файлам и сервисам печати на основе SMB является отличительной особенностью сетей Windows.
Продукты корпорации Microsoft теперь поддерживают протоколы TCP/IP для прямой поддержки общего доступа к ресурсам по протоколу SMB.
После установки соединения пользователь
может получить доступ к ресурсам на сервере аналогично доступу к ресурсам на локальном
хосте.
Операционные системы Mac, Linux и UNIX имеют собственные реализации протокола SMB.

10.3. Обзор

Объяснить, как на уровне приложений поддерживается работа приложений конечного пользователя.
Объяснить, как работают общеизвестные службы и протоколы уровня приложений TCP/IP.
Обзор главы
Обзор

Глава 10.
Новые термины и команды
Протокол HTTP
протокол FTP
простейший протокол передачи файлов (TFTP)
протокол IMAP
система доменных имен (DNS)
Протокол простой передачи электронной почты (SMTP)
протокол POP
протокол динамической настройки узла (DHCP)
QuickTime и Motion Picture Experts Group (MPEG)
GIF
JPEG
формат PNG
BOOTP
HTTPS
Модель «клиент-сервер»
Одноранговая сеть (P2P)
P2P-сети
P2P-приложения
Протокол Gnutella
BitTorrent
универсальный указатель ресурса (URL-адрес)
Универсальный код ресурса (URI)
Get
Post
Put
защищенный HTTP (HTTPS)
протокол SSL
протокол SMTP
протокол POP

Глава 10.
Новые термины и команды
IMAP
Порт 25 (SMTP)
TCP-порт 110 (POP)
доменное имя
Протокол DNS
Типы записей: A, NS, AAAA, MX
ipconfig /displaydns
Домены верхнего уровня: .com, .org, .au, .co
10.2.2.4
Nslookup
10.2.2.5
Протокол динамической настройки узла (DHCP) для IPv4
DHCPv6
10.2.2.6
Обнаружение DHCP
Предложение DHCP
Запрос DHCP
Подтверждение DHCP
Отрицательное подтверждение DHCP
DHCPv6: SOLICIT, ADVERTISE, INFORMATION REQUEST и REPLY
10.2.3.1
Демон FTP (FTPd)
10.2.3.2
Протокол SMB