Bài giảng Lập trình mạng máy tính - Chương 2: OSI Model Reference

ần của chương trình ứng dụng. Định nghĩa các quy tắc trao đổi thông điệp. Giao tiếp với các dịch vụ được cung cấp bởi tầng dưới (TCP, UDP). The Application Layer Các chương trình giao tiếp với nhau ntn? Các chương trình trên cùng một máy tính Sử dụng các dịch vụ được cung cấp bởi hệ điều hành (interprocess communication). Các chương trình trên các máy tính khác nhau Giao tiếp thông qua giao thức của tầng ứng dụng (application-layer protocol). Chương trình phía người dùng = user agent Giao tiếp với người sử dụng (giao diện sử dụng). Giao tiếp với các giao thức mạng. The Application Layer Mô hình khách-chủ 	Một ứng dụng cụ thể bao gồm hai phần: Client Thiết lập liên kết với server. Yêu cầu dịch vụ từ server. Nhiều clients. Vd: web browser. Server Chờ và cung cấp các dịch vụ khi client yêu cầu. Thường chỉ có 1 server, không thay đổi địa chỉ, chạy 24/7. Vd: web server. The Application Layer Mô hình ngang hàng Không có máy dịch vụ cố định, các máy tính trong mạng lúc này là server (nhận yêu cầu kết nối) nhưng lúc khác lại là client (yêu cầu máy khác kết nối). Các máy tính là ngang hàng, tự do kết nối và giao tiếp đôi một. Địa chỉ của các máy tính tham gia giao tiếp liên tục thay đổi. The Application Layer Client-server & P2P examples CNN.com Yahoo! Mail Google Yahoo! Messenger Internet Relay Chat (IRC) Client-server Client-server Client-server Client-server & P2P Client-server & P2P The Application Layer Dịch vụ tầng dưới đối với application-layer Có thể coi tầng application (Internet) = tầng application + presentation + session trong mô hình OSI. Các dịch vụ với application: Presentation: gắn liền với application trong TCP/IP File formats: picture (JPEG, GIF…), audio (MP3, RM…), video (MPEG, MOV…), document (HTML, XML…). Data encryption & compression. Session: gắn liền với application trong TCP/IP NFS (Network File System), RPC (Remote Procedure Call), SQL (Structured Query Language), SSL (Secure Socket Layer). Transport (*) Cung cấp dịch vụ vận chuyển cho application (TCP/IP). Hai giao thức: TCP và UDP. The Application Layer Yêu cầu đối với việc vận chuyển dữ liệu Data loss Các ứng dụng audio/video có thể chấp nhận mất mát, sai lệch dữ liệu trong khoảng cho phép. Email, file transfer yêu cầu dữ liệu phải chính xác. Timing Các ứng dụng online cần độ trễ (delay) nhỏ (phone, games). Bandwidth Các ứng dụng multimedia cần đường truyền tốc độ cao để đảm bảo chất lượng. Các ứng dụng email, file transfer mềm dẻo hơn, tuỳ theo tốc độ. The Application Layer Các yêu cầu giao vận của một số ứng dụng The Application Layer Web & HTTP Trang web (web page): một loại tài liệu có chứa trong đó nhiều đối tượng: text, image, audio, Java applet, … Về cơ bản, web page = HTML file (base HTML). HTML = Hyper Text Markup Language. HTML sử dụng các thẻ (tag) để mô tả đối tượng chứa trong nó. Mỗi đối tượng được chỉ ra bởi địa chỉ URL (Uniform Resource Locator)   Protocol	 Host name & port Path The Application Layer HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) Giao thức tầng ứng dụng web. Sử dụng mô hình client/server. Client (user agent): Trình duyệt web (web browser) Yêu cầu truy cập web thông qua URL (URL request). Server Máy phục vụ web (web server). Gửi các đối tượng tới client thông quan phản hồi (response). HTTP version: HTTP 1.0: RFC 1945 HTTP 1.1: RFC 2068 The Application Layer Web servers IIS (Microsoft Internet Information Server) Chạy trên môi trường Windows Đi kèm Windows 2000 Server (IIS 5.0). Apache web server Mã nguồn mở. Linux/Windows…  Web server được dùng nhiều nhất. Tomcat, Netscape, Xitami, Joomla, … The Application Layer Mô hình 3 lớp trong lập trình web WEB BROWSER WEB SERVER (Apache, IIS) ASP, PHP, JSP DB req resp DB API Các thủ tục truy xuất CSDL CSDL Server-side scripts The Application Layer 2.4. FTP - File Transfer Protocol Truyền/tải tệp (to/from remote host). Client/server model Client: đưa ra yêu cầu truyền tải. Server = remote host. FTP: RFC 959 The Application Layer FTP: control & data connections FTP sử dụng TCP. FTP sử dụng đồng thời 2 liên kết TCP tại 2 cổng: TCP control connection, port 21: trao đổi các thông điệp điều khiển (commands, responses…). TCP data connection, port 20: truyền tải tệp. FTP lưu giữ trạng thái client trong phiên làm việc (state vs. HTTP is stateless). The Application Layer FTP: Quá trình trao đổi/truyền tải FTP server nghe tại cổng 21. FTP client yêu cầu kết nối với FTP server qua TCP tại cổng 21. Gửi user & password để đăng nhập. FTP server chấp nhận, liên kết điều khiển (control connection) được thiết lập. Quá trình trao đổi có thể bắt đầu. Khi server nhận được lệnh truyền tệp, nó mở liên kết dữ liệu (data connection) tới client, tệp được truyền qua liên kết này. Sau khi truyền xong một tệp, server ngắt liên kết dữ liệu (mỗi liên kết chỉ sử dụng để truyền một tệp). The Application Layer Electronic Mail Ba thành phần chính: User agents (mail clients) Soạn, đọc thư (messages). Vd: Outlook, Eudora, Netscape Messenger... Mail servers Lưu trữ, xử lý thư. Vd: Exchange, MDeamon… Protocols Simple Mail Transfer Protocol (SMTP). Post Office Protocol (POP). Internet Mail Access Protocol (IMAP). HTTP. The Application Layer Alice  Bob 1) Alice sử dụng UA soạn thư, đ/c gửi tới “to”: bob@yahoo.com. 2) Alice’s UA gửi thư đến mail server của Alice, bức thư được xếp vào hàng đợi (message queue). 3) Mail server của Alice mở liên kết TCP tới mail server của Bob. 4) Mail server của Alice gửi thư qua liên kết TCP. 5) Mail server của Bob cất thư nhận được vào hòm thư của Bob. 6) Bob dùng UA để lấy thư từ server về rồi đọc thư. ktqs.edu.vn yahoo.com Outlook Yahoo! Mail SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) Sử dụng liên kết TCP (port 25) để gửi mails: Từ sender’s mail client tới sender’s mail server. Từ sender’s mail server tới receiver’s mail server. Bắt tay 3 bước: Bắt tay (handshaking/greeting). Trao đổi messages. Kết thúc. Command/response: commands: ASCII. responses: status code & phrase. The Application Layer Mail access protocol SMTP: giao thức gửi mail tới server. Mail access protocol: giao thức nhận mail từ server. POP (Post Office Protocol): RFC 1939. TCP Port 110. IMAP (Internet Mail Access Protocol): RFC 1730. TCP port 143. HTTP: Hotmail, Yahoo!... The Application Layer DNS (Domain Name System) Địa chỉ IP (32 bit) được sử dụng để xác định một nút trong mạng TCP/IP: 203.162.8.82  khó nhớ! 	 Sử dụng tên (host name) song song với IP address. DNS (RFC 1034, RFC 1035, RFC 2136): Chuyển host name  IP address. From: Đ.V.Bình To: Phòng ĐT Phòng ĐT => H.101 HTTP (Internet Explorer) www.ktqs.edu.vn => 203.162.8.82 DNS client www.ktqs.edu.vn 203.162.8.82 DNS servers Mr Binh Ms Nam The Application Layer DNS services 	DNS không tương tác trực tiếp với users mà cung cấp các dịch vụ cho các chương trình khác (HTTP, FTP…) thuộc tầng ứng dụng: Host name  IP (hostname to IP resolve). Host aliasing. Một máy tính có tên chính thức và có thể có bí danh (alias). Mail server aliasing. @ktqs.edu.vn  mail server address = ? Load distribution (phân tán tải) Một dịch vụ web (cnn.com, yahoo.com…) có thể được cung cấp tại nhiều server có IP khác nhau để phân tán tải do lượng người sử dụng cao. The Application Layer Internet domain name space Domain name (tên miền): Miền = tập hợp các nút mạng có cùng một nút cha trong sơ đồ trên. Vd: ktqs.edu.vn; yahoo.com; yale.edu. Sub-domain: cs.yale.edu; Host name: www.ktqs.edu.vn; mail.ktqs.edu.vn vn: Vietnam. edu: education. ktqs: KTQS www: máy chủ world wide web. mail: máy chủ mail. vn The Application Layer Domain name servers Vd: client muốn biết IP của www.amazon.com thì: Tìm địa chỉ của com DNS servers  hỏi Root DNS servers. amazon.com  com DNS servers. www.amazon.com  amazon.com DNS servers. The Application Layer DNS: Root name servers Khi local name server không thể chuyển host name  IP, gửi yêu cầu tới root srv. root name server: Liên lạc với authoritative name server nếu chưa thể ánh xạ đ/c ngay. Lấy kết quả ánh xạ gửi về từ authoritative name server. Trả kết quả về cho local name server. The Application Layer DNS example 1 	Tình huống:host surf.eurecom.fr cần đ/c IP của gaia.cs.umass.edu 1. Liên lạc với local DNS server: dns.eurecom.fr 2. dns.eurecom.fr liên lạc với root name server (nếu cần) 3. root name server liên lạc với authoritative name server: dns.umass.edu (nếu cần) requesting host surf.eurecom.fr gaia.cs.umass.edu root name server Authorititive name server dns.umass.edu 1 2 3 4 5 6 The Application Layer DNS example 2 Root name server có thể: Không biết authoritative name server (ans). Biết intermediate name server (ins) Từ ins có thể tìm ra ans requesting host surf.eurecom.fr gaia.cs.umass.edu root name server 1 2 3 4 5 6 authoritative name server dns.cs.umass.edu 7 8 The Application Layer DNS: caching & updating Mỗi khi DNS server nhận được yêu cầu tra cứu IP, IP mà nó tìm được sẽ được lưu lại phục vụ cho những lần tra cứu tiếp theo. Timeout: thời gian hết hạn (sau một khoảng thời gian, bản ghi cache tương ứng bị xoá). TLD servers thường được cache tại local name servers. Cơ chế cập nhật/thông báo được đưa ra bởi IETF: RFC 2136  The Application Layer DNS records Type=A name = hostname value = IP address Type=NS name = domain name value = IP address của authoritative name server cho domain này Type=CNAME name = “bí danh” (alias). www.ibm.com value = tên thật. 	 servereast.backup2.ibm.com Type=MX name = domain name value = tên của mail server DNS: distributed db storing resource records (RR) The Application Layer DNS protocol, messages Msg header (12 bytes) Identification: số 16 bit reply msg sử dụng cùng id với req msg. Flags: nhiều bit, mỗi bit có một ý nghĩa: Query (0) hay reply (1) Authoritative DNS. recursion desired: client mong muốn DNS server tra cứu đệ quy. recursion available: server hỗ trợ tra cứu đệ quy. DNS Protocol: Query/reply messages có cùng format. The Application Layer DNS messages Name, type fields for a query RRs in reponse to query records for authoritative servers additional “helpful” info that may be used The Application Layer Q & A