Chapter 2: Capa de Aplicación - Armando ツ · 1 2: Application Layer 1 Chapter 2 Capa de Aplicación 2: Application Layer 2 Chapter 2: Capa de Aplicación 2.1 Principios de las

1

2: Application Layer 1

Chapter 2Capa de Aplicación


Chapter 2: Capa de Aplicación

2.1 Principios de lasaplicaciones de red2.2 Web and HTTP2.3 FTP 2.4 Electronic Mail

SMTP, POP3, IMAP2.5 DNS

2.6 Aplicaciones P2P


Chapter 2: Application LayerObjetivos:

Conceptos, implementación y aspectos de los protocolos de aplicaciones de red

transport-layer service modelsclient-server paradigmpeer-to-peer paradigm

Aprender acerca de los protocolosmediante la examinación de los protocolos popularesde nivel de aplicación

HTTPFTPSMTP / POP3 / IMAPDNS

2


Algunas aplicaciones de red

e-mailwebinstant messagingremote loginP2P file sharingmulti-user network gamesstreaming stored video clips

voice over IPreal-time video conferencinggrid computing


Creando una network appEscribir programas que

Corran en (diferentes) end systemsSe comunican a través de la redEjemplo., web server software comunicándose con browser software

No se necesita escribir software para dispositivos network-core

Dispositivos de Network-core no corren aplicaciones de usuarioLas aplicaciones en los end systems permiten un desarrollo y propagaciónrápida de las aplicaciones

applicationtransportnetworkdata linkphysical




Chapter 2: Capa de Aplicación

2.1 Principios de lasaplicaciones de red2.2 Web and HTTP2.3 FTP 2.4 Electronic Mail


2.6 P2P applications

3


Arquitectura de Aplicaciones

Cliente-ServidorPeer-to-peer (P2P)Híbrido de cliente-servidor y P2P


Arquitectura Cliente-servidorservidor:

Siempre en un hostIP address permanentePara escalamiento se usan server farms

clientes:Se comunica con el serverPueden estar conectadosintermitentementePuede tener direcciones IP dinámicasNo se comunicadirectamente con otrocliente

cliente/servidor


Arquitectura pura P2P

No siempre en un servidorend systems arbitrariosdirectamente comunicadospeers se conectanintermitentemente y cambiande IP addresses

Altamente escalable pero dificilde manejar

peer-peer

4


Hybrido de cliente-servidor y P2PSkype

Voz sobre IP P2P applicationServer centralizado: encontrando direcciones de laspartes remotasEn la conexión cliente-cliente: directo (no a través de un servidor)

Mensajería InstántaneaChateando entre dos usuarios es P2PServicio centralizado: Detección de la presencia del cliente/localización

• Los usuarios registran su dirección IP en el servidorcentral cuando entran en línea

• Los usuarios contactan al servidor central paraencontrar las direcciones IP de los buddies


Processes communicatingProcesos: programa

corriendo en un host.Dentro del mismo host, dos procesos se puedencomunicar usandointer-process communication (definidopor el SistemaOperativo).Procesos en diferenteshosts se comunicanintercambiandomessages

Proceso Cliente: procesoque inicia la comunicación

Proceso servidor:Proceso que esperapara ser contactado

Nota: Aplicaciones con arquitectura P2P tienenprocesos cliente y procesos servidor


Sockets

Los procesos envían y recibenmensajes desde y hacia sussocketsocket análogo a una puerta

Procesos enviándose empujanmensajes por la puertaProcesos enviándose recae en la infraestructura de transporte de el otro lado de la puerta el cual trae el mensaje a un socket del proceso de recepción

process

TCP withbuffers,variables

socket

host orserver

process

TCP withbuffers,variables

socket

host orserver

Internet

controlledby OS

controlled byapp developer

5


Direccionamiento de los procesosPara recibir mensajes el proceso debe teneridentifierEl dispositivo host tieneuna única dirección IP de 32-bitQ: Es suficiente la dirección IP del Host para identificar el Proceso?


Direccionamiento de los procesosPara recibir mensajesel proceso debe teneridentifierLos dispositivos host tiene una unicadirección IP de 32 bitsQ: Es la dirección IP del host donde el proceso corresuficiente paraidentificar el proceso?

A: No, algunosprocesos puedencorrer en el mismohost

identifier incluye ambos dirección IP y número de puerto asociado con el proceso del host.Ejemplo port numbers:

HTTP server: 80Mail server: 25

Para enviar un mensajeHTTP al web server gaia.cs.umass.edu :

IP address: 128.119.245.12Port number: 80


Definiciones de los protocoloscapa-aplicación

Tipos de mensajesintercambiados

e.g., requerimiento, respuesta

Syntaxis del mensaje:Que campo en el mensaje y como los campos estándelimitados

Semántica del mensajeSignificado de la información que va en los campos

Reglas de cuando y como los procesos son enviados & respuestas a mensajes.

Protocolos de domain-public:Definidos en RFCsPermiten la interoperabilidade.g., HTTP, SMTP

Protocolos propietarios:e.g., Skype

6


Que servicios de transporte necesita unaaplicación?

Pérdida de datosAlgunas apli. (e.g., audio) pueden tolerar algo de pérdidaOtras aplicaciones (e.g., file transfer, telnet) requieren el 100% de fiabilidad para la transferencia de datos

TemporizaciónAlgunas apli. (e.g., Internet telephony, interactive games) requieren un bajodelay para ser “efectivas”

ThroughputAlgunas aplicaciones (e.g., multimedia) requieren unacantidad de throughput mínima para ser “efectivas”Otras apli. (“elastic apps”) pueden usar cualquierthroughput que ellasobtengan

SeguridadEncryption, data integridad, …


Requerimientos de servicios de Transporte de aplicaciones comunes

Aplicaciones

file transfere-mail

Web documentsreal-time audio/video

stored audio/videointeractive gamesinstant messaging

Perdida datos

no lossno lossno lossloss-tolerant

loss-tolerantloss-tolerantno loss

Throughput

elasticelasticelasticaudio: 5kbps-1Mbpsvideo:10kbps-5Mbpssame as above few kbps upelastic

Time Sensitive

nononoyes, 100’s msec

yes, few secsyes, 100’s msecyes and no


Servicios de Protocolo de transporte de InternetServicios TCP :

connection-oriented: se requiere setup entre los procesos cliente y servidorreliable transport entre los procesos de envío y recepciónflow control: el transmisor no inunde al receptor congestion control: ahogar al transmisor cuando la red estasobre cargadaNo provee: temporización, throughput mínimogarantizado, seguridad

Sevicios UDP:Transferencia de datos no confiable entre los procesos de envío y recepción.No provee setup de conexión, confiabilidad, control de flujo/congestion, temporización, throughput garantizado, seguridaddoes

Q: Porque hay UDP?

7


Internet apps: application, transport protocols

Aplicación

e-mailremote terminal access

Web file transfer

streaming multimedia

Internet telephony

Protocolo de la capaDe aplicación

SMTP [RFC 2821]Telnet [RFC 854]HTTP [RFC 2616]FTP [RFC 959]HTTP (eg Youtube), RTP [RFC 1889]SIP, RTP, proprietary(e.g., Skype)

Protocolo de transporte debajo

TCPTCPTCPTCPTCP or UDP

typically UDP


Chapter 2: Application layer

2.1 Principles of network applications

app architecturesapp requirements

2.2 Web and HTTP2.4 Electronic Mail




Web and HTTP

Primero algo comúnLa Página Web consiste de objectosObjetos pueden ser archivos HTML file, imagenesJPEG, Java applet, archivo de audio ,..La página Web consiste de un archivo base HTML el cual incluye algunos objetos referenciados.Cada objeto esta direccionado por un URL Localizadorde recursos uniformeEjemplo URL:www.someschool.edu/someDept/pic.gif

host name path name

8


HTTP overview

HTTP: Protocolo de transferencia de hypertextoProtocolo de capa de aplicación de los Web’sModelo cliente/servidor

cliente: browser quesolicita y recibe“mostrando” objetosWebservidor: servidor Web envía objetos en respuesta a un requerimiento

PC runningExplorer

Server running

Apache Webserver

Mac runningNavigator

HTTP request

HTTP request

HTTP response

HTTP response


HTTP overview (continued)Usa TCP:

El cliente inicia la conexión TCP (creando el socket) al servidor, puerto 80El servidor acepta la conexiónTCP que viene del clienteMensajes HTTP (application-layer protocol messages) son intercambiados entre el browser (cliente HTTP) y el servidor Web (HTTP server)Conexión TCP cerrada

HTTP es “stateless”El servidor no mantieneinformación acerca de requerimientos de clientes pasados

Protocolos que mantienen“state” son complejos!La historia pasada (state) puede ser mantenidaSi el servidor/clientecrashes, sus vistas de “state” pueden ser inconsistentes

aside


Conexiones HTTP

Nonpersistent HTTP Cada objeto debe ser enviado por unaconexion TCP individual establecida.

Persistent HTTPObjetos múltiples

pueden ser enviadossobre una únicaconexión TCP entre el cliente y el servidor.

9


Nonpersistent HTTPSupongamos que el usario ingresa el URL

www.someSchool.edu/someDepartment/home.index

1a. El cliente HTTP inicia unaconexionTCP al HTTP server (proceso) a www.someSchool.edu en el puerto 80

2. El cliente HTTP envía un mensaje de requerimientoHTTP (conteniendo URL) dentro del socket de la conexión TCP. El Mensajeindica que ese cliente quierealgun objetoDepartment/home.index

1b. El servidor HTTP en el host www.someSchool.edu esperando por una conexionTCP al puerto 80. “acepta” la conexión, notificando al cliente

3. El servidor HTTP recibe el mensaje de requerimiento y forma , mensaje de respuestaconteniendo el objetorequerido, y envía el mensajedentro de su socket

tiempo

(contains text, references to 10

jpeg images)


Nonpersistent HTTP (cont.)

5. EL cliente HTTP recibe el mensaje de respuesta quecontiene el archivo html , muestra el html. Analizandola estructura del archivo html, encontrando 10 objetosreferenciados jpeg.

6. Pasos del 1-5 son repetidospara cada uno de los 10 objetos

4. El servidor HTTP server cierra la conexión TCP.

tiempo


Non-Persistent HTTP: Tiempo de respuestaDefinición RTT: tiempo que le

toma a un paquete pequeñoviajar desde el cliente al servidor y retornar

Tiempo de Respuesta:Un RTT para iniciar la conexión TCPUn RTT para que el requerimiento HTTP y unospocos primeros bytes de la respuesta HTTP retornenTiempo de transmisión del archivo

total = 2RTT+transmit time

time to transmit file

initiate TCPconnection

RTTrequestfile

RTT

filereceived

time time

10


Persistent HTTP

Nonpersistent HTTP issues:Requiere 2 RTTs porobjectoOverhead del SistemaOperativo para cadaconexión TCPLos browsers con frecuencia suelen abrir en paralelo conexiones TCP para traer objetosreferenciados

Persistent HTTPEl servidor deja conexionesabiertas despues de enviarla respuestaMensajes HTTP subsiguientes entre el mismo cliente/servidor son enviados sobre la conexiónabiertaEl cliente envíarequerimientos tan pronto como el encuentra un objeto referenciadoTan poco como un RTT esusado para todos los objetos referenciados


Mensaje de requerimiento HTTP

Dos tipos de mensajes HTTP : requerimiento, respuestaMensaje de requerimiento HTTP :

ASCII (human-readable format)

GET /somedir/page.html HTTP/1.1Host: www.someschool.edu User-agent: Mozilla/4.0Connection: close Accept-language:fr

(extra carriage return, line feed)

Línea de requerimiento(GET, POST,

HEAD comandos)

Lineas de encabezado

Carriage return, line feed

Indica el final del mensaje


Mensaje de requerimiento HTTP : formato general

11


Uploading form input

Post method:Las páginas web frecuentementeincluyen form inputEl Input es subido al servidor en el campo entity body

URL method:Utiliza el método GETEl Input es subido en el campo URL de la línea de requerimiento:

www.somesite.com/animalsearch?monkeys&banana


Tipos de métodos

HTTP/1.0GETPOSTHEAD

Pregunta al servidorpara dejar los objetosrequeridos fuera de la respuesta

HTTP/1.1GET, POST, HEADPUT

Sube el archivo en el campo entity body paraespecificar el path en el campo URL

DELETEBorra el archivoespecificado en el campo URL


Mensaje de respuesta HTTP

HTTP/1.1 200 OK Connection closeDate: Thu, 06 Aug 1998 12:00:15 GMT Server: Apache/1.3.0 (Unix) Last-Modified: Mon, 22 Jun 1998 …... Content-Length: 6821 Content-Type: text/html

data data data data data ...

Status line(protocol,

status code,status phrase)

headerlines

data, e.g., requestedHTML file

12


Codigos de Estado de la respuestaHTTP

200 OKRequerimiento exitoso, objeto requerido luego en estemensaje

301 Moved PermanentlyObjeto requerido ha sido movido, la nueva localización estaespecificada luego en este mensaje (Location:)

400 Bad RequestMensaje de requerimiento no entendido por el servidor

404 Not FoundDocumento requerido no encontrado en este servidor

505 HTTP Version Not Supported

Esta en la primera línea en el mensaje de respuesta server->client.

Ejemplos:


Probando HTTP (lado cliente) for yourself

1. Telnet to your favorite Web server:Opens TCP connection to port 80(default HTTP server port) at cis.poly.edu.Anything typed in sent to port 80 at cis.poly.edu

telnet cis.poly.edu 80

2. Type in a GET HTTP request:GET /~ross/ HTTP/1.1Host: cis.poly.edu

By typing this in (hit carriagereturn twice), you sendthis minimal (but complete) GET request to HTTP server

3. Look at response message sent by HTTP server!


User-server state: cookies

La mayoría de sitiosWeb usan cookies

Cuatro componentes:1) cookie header line en el

mensaje HTTP respuesta

2) cookie header line en el mensaje HTTP requerimiento

3) cookie file mantiene en el host de usuario, administrado por el browser del usuario

4) Base de datos back-end en el sitio Web

Ejemplo:Susan siempre accesaInternet desde su PCVisita un sitio específicode e-commerce porprimera vezCuando el requerimientoinicial HTTP llega al sitio, el sitio crea:

Un unico IDUna entrada para el ID en la base de datos backend

13


Cookies: manteniendo el “state” (cont.)cliente servidor

usual http response msg

usual http response msg

cookie file

Una semana despues:

usual http request msgcookie: 1678 cookie-

specificaction

acceso

ebay 8734usual http request msg Amazon server

creates ID1678 for user crea

la entrada

usual http response Set-cookie: 1678

ebay 8734amazon 1678

usual http request msgcookie: 1678 cookie-

spectificaction

accesoebay 8734amazon 1678

backenddatabase


Cookies (continuación)Que pueden llevar los cookies:

Autorizaciónshopping cartsRecomendacionesEstado de la sesión del usuario (Web e-mail)

Cookies y la privacidad:cookies permiten que los sitios aprendan bastanteacerca de unoUsted debe proporcionar sunombe y su e-mail a los sitios

aside

Como mantenerse en “state”:Los protocolos de los endpoints: mantienen el estado del sender/receiver sobre multiples transaccionescookies: Mensaje http lleva state


Web caches (proxy server)

El usuario debeconfigurar su browser: Acceso al web via cacheEl browser envia todoslos requerimientosHTTP al cache

El objeto en la cache: El cache retorna el objectoSi no el cache solicita el objeto al servidororiginal, luego retornael objeto al cliente

Objetivo: Satisfacer el requerimento del cliente sin involucrar al servidor original

client

Proxyserver

client

HTTP request

HTTP response

HTTP request HTTP request

origin server

origin server

HTTP response HTTP response

14


Más acerca de Web caching

cache actua comoambos cliente y servidorTipicamente el cache es instalado por el ISP (university, company, residential ISP)

Por que Web caching?Reduce los tiempos de respuesta para los requerimientos clienteReduce el tráfico en el enlace de acceso de unainstitución.Cuando el Internet estadenso con los caches: habilita un contenido“poor”para entregarefectivamente contenido(tambien para la comparticion de archivosP2P )


Ejemplos de Caching Asunciones

average object size = 100,000 bitsavg. request rate from institution’s browsers to origin servers = 15/secdelay desde el router institucionalhacia algun servidor origen y de regreso al router = 2 sec

ConsecuenciasUtilización de la LAN = 15%Utilización del enlace de acceso = 100%total delay = Internet delay + access delay + LAN delay

= 2 sec + minutes + milliseconds

originservers

publicInternet

institutionalnetwork 10 Mbps LAN

1.5 Mbps access link

institutionalcache


Ejemplo de Caching (cont)Solución posible

Incrementar el ancho de banda del enlace de acceso, 10 Mbps

consecuenciasUtilización de la LAN = 15%Utilización del enlace de acceso = 15%Total delay = Internet delay + access delay + LAN delay

= 2 sec + msecs + msecsLos upgrade por lo general son costosos

originservers

publicInternet


10 Mbps access link

institutionalcache

15


Ejemplo de Caching (cont)

Posibles soluciones: instalar un cacheSupongamos un hit rate de 0.4

Consecuencia40% de los requerimientos son satisfechos casiinmediatamente60% de los requerimientos son satisfechos por el origin serverLa utilización del enlace de acceso se reduce al 60%, resultando en delays insignificantes (aprox 10 msec)total avg delay = Internet delay + access delay + LAN delay = .6*(2.01) secs + .4*milliseconds < 1.4 secs

originservers

publicInternet


1.5 Mbps access link

institutionalcache


GET Condicional

Objetivo: no envie el obeto siel cache tiene una version actualizada cacheadacache: especifica la fecha en que la copia fue cacheada en el requerimiento HTTP If-modified-since:

<date>

servidor: respuesta no contiene objetos si la copiacacheada esta actualizada: HTTP/1.0 304 Not

Modified

cache servidorHTTP request msgIf-modified-since:

<date>

HTTP responseHTTP/1.0

304 Not Modified

objetono

modificado

HTTP request msgIf-modified-since:

<date>

HTTP responseHTTP/1.0 200 OK

<data>

objetomodificado



2.1 Principles of network applications2.2 Web and HTTP2.3 FTP2.4 Electronic Mail



16


FTP: Protocolo de transferencia de archivo

Transferencia de archivo hacia/desde host remotoModelo cliente/servidor

cliente: Lado que inicia la transferencia (ya sea hacia/desde el remoto)servidor: host remoto

ftp: RFC 959ftp server: puerto 21

file transfer FTPserver

FTPuser

interface

FTPclient

local filesystem

remote filesystem

Usuarioen el host


FTP: separado control, y conexiones de datos

FTP cliente contacta al FTP server por el puerto 21, TCP esel protocolo de transporteEl cliente es autorizado sobrela conexión de controlEL cliente mira el directorioremoto mediante el envió de comandos sobre la control de conexión.Cuando el servidor recibe un comando de transferencia de archivos, el servidor abre una s 2nd TCP conexión (para el file) al clienteDespués de la transferencia de un archivo, el servidor cierra la conexión de datos.

FTPcliente

FTPservidor

TCP control connectionpuerto 21

TCP data connectionpuerto 20

El servidor abre otraconexión TCP de datos paratransferir otro archivo.La conexión de control: “out of band”El servidor FTP mantiene“state”: el directoriocorriente, y la autenticaciónprevia


FTP Comandos, respuestas

Ejemplo de comandos:Envío de un texto ASCII sobre el canal de controlUSER usernamePASS password

LIST retorna la lista de los archivos en el directoriocorrienteRETR filename recupera(gets) archivoSTOR filename guarda(puts) archivo en el host remoto

Ejemplo de codigos de retornoCódigo de estado y frases(como HTTP)331 Username OK, password required125 data connection already open; transfer starting425 Can’t open data connection452 Error writing file

17



2.1 Principles of network applications2.2 Web and HTTP2.3 FTP 2.4 Electronic Mail


2.6 P2P applications2.7 Socket programming with TCP2.8 Socket programming with UDP


Correo ElectrónicoTres principales

componentes:Agentes de usuarioServidores mail simple mail transfer protocol: SMTP

Agente de usuarioalias. “mail reader”redactar, editar, leer mensajesde correoe.g., Eudora, Outlook, elm, Mozilla ThunderbirdLos mensajes de entrada y salida son guardados en el servidor

user mailbox

outgoing message queue

mailserver

useragent

useragent

useragent

mailserver

useragent

useragent

mailserver

useragent

SMTP

SMTP

SMTP


Correo Electrónico: mail servers

Mail ServersBuzón (mailbox) Contiene los mensajes entrantes del usuariomessage queue de los mensajes de correo saliente(a ser enviados) SMTP protocol entre los mail servers para enviar los mensajes de correo

cliente: enviando mail server“servidor”: recibiendomail server

mailserver

useragent

useragent

useragent

mailserver

useragent

useragent

mailserver

useragent

SMTP

SMTP

SMTP

18


Correo Electrónico: SMTP [RFC 2821]

Usa TCP para una transferencia fiable de los mensajesde correo desde el cliente al servidor, puerto 25Transferencia directa: enviando desde el servidor y recibiendo por el servidorTres fases para la transferencia

handshaking (saludo)Transferencia del mensajecierre

Interacción comando/respuestacomandos: ASCII textrespuesta: código de estado y frase

Mensaje debe ser en ASCII 7 bit


Escenario: Alicia envía un mensaje a Bob1) Alicia usa agente de usuario

para redactar un [email protected]

2) El agente de usuario de Alicia envía el mensaje a sumail server; mensaje espuesto en una cola de mensajes

3) EL lado cliente de SMTP abre una conexión TCP con el mail server de Bob

4) Cliente SMTP envia el mensaje de Alice sobre la conexiónTCP

5) El mail server de Bob coloca el mensaje en el buzón de Bob

6) Bob invoca su agente de usuario para leer el mensaje.

useragent

mailserver

mailserver user

agent

1

2 3 4 56


Ejemplo de interacción SMTPS: 220 hamburger.edu C: HELO crepes.fr S: 250 Hello crepes.fr, pleased to meet you C: MAIL FROM: <[email protected]> S: 250 [email protected]... Sender ok C: RCPT TO: <[email protected]> S: 250 [email protected] ... Recipient ok C: DATA S: 354 Enter mail, end with "." on a line by itself C: Do you like ketchup? C: How about pickles? C: . S: 250 Message accepted for delivery C: QUIT S: 221 hamburger.edu closing connection

19


SMTP: palabras finales

SMTP usa conexionespersistentesSMTP requiere mensajes(header & body) tienen queser en ASCII 7 bitEl servidor SMTP usaCRLF.CRLF paradeterminar el final del mensaje

Comparasión con HTTP:HTTP: jala (pull)SMTP: empuja (push)

Ambos tienen interacciónde comandos/repuestasASCII, codigos de estao

HTTP: cada objeto estáencapsulado en su propiomensaje de respuestaSMTP: Multiples objetosson enviados en mensajesde multiples partes


Formato del mensaje de correoSMTP: Protocolo para el

intercambio de mensajesde correo

RFC 822: estandard para el formato del mensaje de texto:Encabezado (header lines), e.g.,

To:From:Subject:

different from SMTP commands!

Cuerpo (body)El “mensaje”, caractaresASCII unicamente

header

body

blankline


Formato mensaje: extensiones multimedia

MIME: Extensión de correo multimedia, RFC 2045, 2056Líneas adicionales en el mensaje de cabecera especificanel tipo de contenido MIME

From: [email protected] To: [email protected] Subject: Picture of yummy crepe. MIME-Version: 1.0 Content-Transfer-Encoding: base64 Content-Type: image/jpeg

base64 encoded data ..... ......................... ......base64 encoded data

Tipo de dato multimedia, subtipo, declaración

de parámetros

Metodo usado paraCodificar el dato

MIME version

Dato codificado

20


Protocolos de acceso de correo

SMTP: entrega/almacena hasta el servidor receptor serverProtocolo de acceso al correo: recupera del servidor

POP: Post Office Protocol [RFC 1939]• autorización (agente <-->servidor) y bajada (download)

IMAP: Internet Mail Access Protocol [RFC 1730]• Más características (más complejo)• manipulación de los mensajes guardados en el servidor

HTTP: gmail, Hotmail, Yahoo! Mail, etc.

useragent

sender’s mail server

useragent

SMTP SMTP accessprotocol

receiver’s mail server


Protocolo POP3Fase autorización

Comandos cliente: user: declarar el usernamepass: password

Respuestas del servidor+OK

-ERR

Fase transacción, cliente:list: lista los números de mensajesretr: recupera los mensajes por númerodele: borrarquit

C: list S: 1 498 S: 2 912 S: . C: retr 1 S: <message 1 contents>S: . C: dele 1 C: retr 2 S: <message 1 contents>S: . C: dele 2 C: quit S: +OK POP3 server signing off

S: +OK POP3 server ready C: user bob S: +OK C: pass hungry S: +OK user successfully logged on


POP3 e IMAPMás acerca de POP3

Los ejemplos previosusan el modo“download and delete”Bob no puede volver a leer sus correos si el cambia de cliente“Download-and-keep”: copia los mensajes en diferentes clientesPOP3 es stateless através de las sesiones

IMAPMantiene todos los mensajes en un lugar: el servidorPerimete a los usuariosorganizar los mensajes en carpetasIMAP mantiene el state del usuario a través de lassesiones:

Nombres de las carpeta y los mapeos entre los IDs de los mensajes y el nombre de carpeta

21



2.1 Principles of network applications2.2 Web and HTTP2.3 FTP 2.4 Electronic Mail




DNS: Sistema de Dominio de NombresPersonas: algunos

identificadores:Cédula de identidad, nombre, número de pasaporte

Internet hosts, routers:Dirección IP (32 bit) –usado paradireccionamiento de los datagramas“nombre”, e.g., ww.yahoo.com – usado porlos humanos

Q: Existe algun mapeo enttrela dirección IP y el nombre?

Sistema de Dominio de nombres:Base de datos distribuida:implementado en jerarquía de algunos name serversProtocolo de la capa de aplicaciónhost, routers, name servers para comunicarse necesitanresolver nombres(address/name translation)

nota: la función core de Internet implementadocomo un protocolo de la capa de aplicaciónComplejidad en las puntasde la red


DNS Por que no centralizar

DNS?Unico punto de fallaAlto volumen de tráficoBase de datos distantecentralizadaMantenimiento

No escalable!

Servicios DNSTraducción de nombres de hosts a direcciones IPhost aliasing

Alias de nombresServidores de correoaliasingDistribución de carga

Replicación de servidores Web: Conjunto de direccionesIP para un nombre

22


Root DNS Servers

com DNS servers org DNS servers edu DNS servers

poly.eduDNS servers

umass.eduDNS serversyahoo.com

DNS serversamazon.comDNS servers

pbs.orgDNS servers

Base de datos distribuída y Jerarquica

El cliente quiere la IP para www.amazon.com; El cliente pregunta al root server para encontrarDNS server comEl cliente pregunta al DNS server com para obtenerel amazon.com DNS serverEl cliente pregunta amazon.com DNS server paraobtener la dirección IP para www.amazon.com


DNS: Root name serversContactado por el servidor de nombres local que no sabe como resolver el nombreroot name server:

Al menos proporciona el nombre y dirección del servidor autorizado de la zona de más alto nivel para el dominio buscadoExisten 13 servidores raíz en toda Internet (7 no son servidoresúnicos)

b USC-ISI Marina del Rey, CAl ICANN Los Angeles, CA

e NASA Mt View, CAf Internet Software C. Palo Alto, CA (and 36 other locations)

i Autonomica, Stockholm (plus 28 other locations)

k RIPE London (also 16 other locations)

m WIDE Tokyo (also Seoul, Paris, SF)

a Verisign, Dulles, VAc Cogent, Herndon, VA (also LA)d U Maryland College Park, MDg US DoD Vienna, VAh ARL Aberdeen, MDj Verisign, ( 21 locations)


TLD and Authoritative Servers

Top-level domain (TLD) servers:Responsable para com, org, net, edu, etc, y todo los top-

level country domains uk, fr, ca, jp.Authoritative DNS servers:

Son los servidores DNS organizacionales, entregan el authoritative hostname con la IP mapeado para los servidores organizacionales (e.g., Web, mail).Pueden ser mantenidos por la organización o por el service providerEl solamente retorna respuestas a los requerimientos acerca de dominios de nombres que están instalados en su sistema de configuración

23


Local Name Server

No pertenecen estrictamente a la jerarquiaCada ISP (ISP residencial, compañía, universidad) tienen uno.

También llamado “default name server”Cuando el host hace un requerimiento DNS, la pregunta es enviada a su servidor local DNS

Actua como un proxy, envía la pregunta dentrode la jerarquía.


requesting hostcis.poly.edu

gaia.cs.umass.edu

root DNS server

local DNS serverdns.poly.edu

1

23

4

5

6

authoritative DNS serverdns.cs.umass.edu

78

TLD DNS server

Ejemplo de resolución de nombresDNS

Un Host en cis.poly.edu quiere la dirección IP paragaia.cs.umass.edu

Consultas iterativas:El servidorcontactado contestacon el nombre del server a ser contactado“Yo no conozco el nombre, peropregunte a esteservidor”


requesting hostcis.poly.edu

gaia.cs.umass.edu

root DNS server

local DNS serverdns.poly.edu

1

2

45

6

authoritative DNS serverdns.cs.umass.edu

7

8

TLD DNS server

3Consulta recursiva:Pone la carga en el servidor de nombrescontactado

Ejemplo de resolución de nombreDNS

24


DNS: caching y actualización de and updating registros

Una vez que (cada) name server aprende el mapping, el caches mapping

Las entradas en el cache tienen un tiemout, desaparecen luego de cierto tiempoLos servidoresTLD servers son tipicamentecacheado en los servidores locales de nombres

• De este modo el root name servers no es visitado a menudo

actualización/notificaciones son mecanismos queestan bajo el diseño de IETF (Internet Engineering Task Force)

RFC 2136http://www.ietf.org/html.charters/dnsind-charter.html


Registros DNSDNS: La base de datos distribuida guarda los registros fuente (RR)

Type=NSname es el dominio (e.g. foo.com)value es el hostname del servidor de nombresautoritativo para estedominio

RR format: (name, value, type, ttl)Type=A

Name es el hostnamevalue es la direcciónIP

Type=CNAMEname es el nombre alias paraalguien realwww.ibm.com es realmenteservereast.backup2.ibm.com

value es el nombre real

Type=MXvalue es el nombre del mailserver asociado con el nombre


Protocolo y mensajes DNSProtocolo DNS: preguntas y respuestas , ambos con el

mismo formato de mensaje

msg headeridentificacion: 16 bit # para preguntas, para lasrespuesta se usa el mismo #Flags (banderas):

Pregunta o respuestaRecursion deseadaRecursion disponibleRespuesta esautoritativa

25


Protocolo y mensajes DNS

Nombre, campos tipoPara una pregunta

RRs en respuesta a una

preguntaRegistros para los

servidores autoritativos

Información util adicionalQue puede ser usada


Insertando registros dentro de un DNS

ejemplo: Nuevo inicio “Network Utopia”Nombre registrado networkuptopia.com en el DNS registrar (e.g., Network Solutions)

Provee nombres, direcciones IP del servidor autoritativo(primary and secondary)registrar inserta dos RRs en el servidor TLD com:

(networkutopia.com, dns1.networkutopia.com, NS)(dns1.networkutopia.com, 212.212.212.1, A)

Crear en el servidor autoritativo: Ingrese el registroA para www.networkuptopia.com; Tipee el registroMX para networkutopia.com



2.1 Principles of network applications

app architecturesapp requirements

2.2 Web and HTTP2.4 Electronic Mail



26


Arquitectura Pura P2P

no siempre en un serverSistemas finales arbitrarios se comunicandirectamenteLos peers conectadosson intermitentes y cambian de dirección IP

Tres tópicos:Distribución de archivosBuscando InformaciónCaso de estudio: Skype

peer-peer


Distribución de archivos: Servidor-Cliente vs P2PPregunta : Cuanto tiempo toma distribuir un

archivo desde un servidor a N peers?

us

u2d1 d2u1

uN

dN

Server

Network (with abundant bandwidth)

File, size F

us: bandwidth subidadel serverui: bandwidth subidadel peer i

di: bandwidth de bajada del peer i


Tiempo de distribución de archivo: servidor-cliente

us

u2d1 d2u1

uN

dN

Server


FEl servidor enviasecuencialmente las N copias:

NF/us time El cliente i le toma el tiempo F/di parabajar

Incremento linear en N

= dcs = max { NF/us, F/min(di) }i

Tiempo para distribuir Fa N clientes usando

el enfoque cliente/servidor

27


Tiempo de distribución de archivo: P2P

us

u2d1 d2u1

uN

dN

Server


F

El servidor debe enviaruna copia en el tiempo : F/usEl clinte i toma el tiempoF/di en bajarNF bits deben ser bajados (agregado)

Velocidad más rapida posible de subida : us + Σui

dP2P = max { F/us, F/min(di) , NF/(us + Σui) }i


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 5 10 15 20 25 30 35

N

Min

imum

Dis

tribu

tion

Tim

e P2PClient-Server

Ejemplo: Servidor-cliente vs. P2P


Distribución de archivos: BitTorrent

tracker: rastrear los peers Participantes en eltorrent

torrent: grupo de peers que intercambianPedazos de un archivo

obtain listof peers

trading chunks

peer

Distribución de archivosP2P

28


BitTorrent (1)El archivo es dividido en pedazos chunks de 256KB.peer uniendose al torrent:

No tiene pedazos (chunks), pero los acumulará a través del tiempoRegistros con los rastreos para obtener la lista de peers, conectados a un subset de peers (vecinos)

Mientras se baja, el peer sube pedazos (chunks) a otros peers. Los peers pueden ir y venirUna vez que el peer tiene el archivo entero, el puede(egoistamente) dejar o (desinteresado) permanecer.


BitTorrent (2)Halando pedazos Chunks

En cualquier momento, peers diferentes tienen diferentessubcojuntos de pedazos de archivosperiódicamente, un peer (Alice) pregunta a cadavecino por una lista de los pedazos chunks que ellostengan.Alice envia el requerimientopara sus pedazos faltantes

Los raros primero

Enviando Chunks: tit-for-tatAlice envía pedazos a 4 vecinos a la más altavelocidad

re-evalua los top 4 cada10 secs

cada 30 secs: aleatoriamentese selecciona otro peer, empieza a enviar chunks

Los peer recientementeescogidos se unen al top 4“optimista nunca se obstruye”


BitTorrent: Tit-for-tat(1) Alice “no obstruye” Bob(2) Alice se convierte en uno de los top 4 de Bob’s(3) Bob se convierte en uno de los top 4 de Alice`s

Con velocidades altas de subida se puede encontrarmejores partner y obtener el archivo mas rapido

29


P2P: Buscando información

Compartición archivos (eg e-mule)El indice dinámicamenterastrea la ubicación de los archivos que comparten los peers.Los peers necesitan deciral indice que es lo quetienen.Los peers buscan el indicepara determinar donde los archivos pueden ser encontrados

Mensajería instántaneaEl indice mapea el nombrede usuario con la ubicación.Cuando el usuario inicia la aplicación de IM, el necesita informar el indicede su ubicaciónLos Peers buscan el indicepara determinar la dirección IP del usuario.

Indices en sistemas P2P: mapea la información a la ubicación peer (ubicación = Dirección IP & número de puerto)


P2P: indice centralizado

Diseño original de “Napster”

1) Cuando el peer se conecta, el informa a un servidor central:

Dirección IPcontenido

2) Alice pregunta por“Hey Jude”

3) Archivo solicitado porAlice desde BoB

centralizeddirectory server

peers

Alice

Bob

1

1

1

12

3


P2P: Problemas con los directorioscentralizados

Unico punto de fallaDesempeño: cuellos de botellaIncumplimiento de los derechos de copia(copyright): juicio

La transferencia de archivos esdescentralizada, pero la forma de localizar el contenido es altamentecentralizada

30


Inundación de consultas

Totalmente distribuidono servidor central

Usado por GnutellaCada peer indexa los archivos que va tenerdisponible paracompartición (no otrosarchivos)

Overlay de red: graficoBorde entre el peer X y Y , si existe una conexionTCPTodos los peer activos y bordes forman un formato de red Borde: enlace virtual (nofísico)Un peer dado estatipicamente conectadocon < 10 vecinos del overlay


Inundación de consultas

Query

QueryHit

Query

Query

QueryHit

Query

Query

QueryHit

File transfer:HTTPMensaje de consulta

enviado sobre una conexionTCP existenteLos peers envian

mensajes de consultaQueryHit

enviados sobre el Camino de reverso

Escalabilidad:Alcanse limitadode la inundación


Gnutella: Peer joining

1. Uniéndose el peer Alice puede encontrar otrospeer en la red Gnutella

2. Alice intenta secuencialmente conexiones TCP con los candidatos a peer hasta realizar el setup con Bob

3. Inundación: Alice envia un mensaje Ping a Bob; Bob envia el mensjae Ping a sus vecinos de overlay (quien a su vez envía a sus vecinos.)

Los peers que reciben el mensaje Ping responden a Alice con un mensaje Pong

4. Alice recibe algunos mensajes Pong, y puedehacer el setup de conexiones adicionales TCP

31


Overlay Jerarquico

Entre indices centralizados, enfoque de inundación de consultasCada peer es ya sea un super nodo o asignado a un super nodo

ConexionesTCP entre peer y su super nodo.ConexionesTCP entre algúnpar de super nodos.

El super nodo rastresa el contenido en sus hijos

ordinary peer

group-leader peer

neighoring relationshipsin overlay network

Documents

Chapter 2: Capa de Aplicación - Armando ツ · 1 2: Application Layer 1 Chapter 2 Capa de Aplicación 2: Application Layer 2 Chapter 2: Capa de Aplicación 2.1 Principios de las