Bài giảng Computer networking - Chương 2: Tầng Application

Chương 2

Tầng Application

A note on the use of these ppt slides:

We’re making these slides freely available to all (faculty, students, readers).

They’re in PowerPoint form so you see the animations; and can add, modify,

and delete slides (including this one) and slide content to suit your needs.

They obviously represent a lot of work on our part. In return for use, we only

ask the following:

Computer

Networking:ATop

Down Approach

vꢀ If you use these slides (e.g., in a class) that you mention their source

6^thedition

(after all, we’d like people to use our book!)

Jim Kurose, Keith Ross

Addison-Wesley

March 2012

vꢀ If you post any slides on a www site, that you note that they are adapted

from (or perhaps identical to) our slides, and note our copyright of this

material.

Thanks and enjoy! JFK/KWR

Tầng Application

2-1

Chương 2: Nội dung

2.6 Các ứng dụng P2P

2.1 Các nguyên lý của

các ứng dụng mạng

2.7 Lập trình socket

với UDP và TCP

2.2 Web và HTTP

2.3 FTP

2.4 E-Mail

§ꢀ SMTP, POP3,IMAP

2.5 DNS

2-2

Tầng Application

Chương 2: tầng application

Mục tiêu:

vꢀ Tìm hiểu các giao

thức phổ biến của

tầng application

§ꢀ HTTP

vꢀ Khái niệm và các khía

cạnh thực hiện của

các giao thức ở ứng

dụng mạng

§ꢀ FTP

§ꢀ SMTP / POP3 / IMAP

§ꢀ DNS

§ꢀ Mô hình client-

server

vꢀ Lập trình ứng dụng

§ꢀ Mô hình peer-to-

mạng

peer

§ꢀ socket API

2-3

Tầng Application

Một số ứng dụng mạng

vꢀ E-mail

vꢀ Thoại trên nền IP (e.g.,

Skype)

vꢀ Web

vꢀ Hội thảo video thời

vꢀ Remote access

vꢀ Chia sẽ file P2P

gian thực

vꢀ Mạng xã hội

vꢀ Mạng tìm kiếm

vꢀ …

vꢀ Trò chơi nhiều người

trên mạng

vꢀ Streaming stored

video (YouTube, Hulu,

Netflix)

vꢀ …

2-4

Tầng Application

application

transport

network

data link

physical

Tạo một ứng dụng mạng

Viết chương trình để:

vꢀ Chạy trên các hệ thống đầu

cuối khác nhau

vꢀ Truyền thông qua mạng

vꢀ Ví du: phần mềm web

server giao tiếp với trình

duyệt

application

transport

network

data link

physical

Không cần viết phần mềm cho

các thiết bị mạng lõi

application

transport

network

data link

physical

vꢀ Các thiết bị mạng lõi không

chạy các ứng dụng của

người dùng

vꢀ Các ứng dụng trên các hệ

thống đầu cuối cho phép

quảng bá và phát triển ứng

dụng nhanh chóng

2-5

Tầng Application

Các kiến trúc ứng dụng

Cấu trúc có thể của các ứng dụng:

vꢀ Client-Server

vꢀ peer-to-peer (P2P) (Mạng ngang hàng)

vꢀ Lai giữa Client-Server và P2P

2-6

Tầng Application

Kiến trúc Client-server

server:

vꢀ Luôn luôn hoạt động

vꢀ Địa chỉ IP cố định

vꢀ Trung tâm phục vụ và lưu

trữ dữ liệu

clients:

vꢀ Giao tiếp với server

client/server

vꢀ Có thể kết nối không liên

tục

vꢀ Có thể dùng địa chỉ IP

động

vꢀ Không giao tiếp trực tiếp

với các client khác

2-7

Tầng Application

Kiến trúc P2P (ngang hàng)

vꢀ Không có server

peer-peer

vꢀ Các hệ thống đầu cuối bất kỳ

truyền thông trực tiếp với

nhau

vꢀ Các peer yêu cầu dịch vụ từ

các peer khác và cung cấp

dịch vụ ngược lại cho các

peer khác

§ꢀ Có khả năng tự mở rộng –

các peer mới mang lại

năng lực dịch vụ mới, cũng

như các nhu cầu về dịch

vụ mới

vꢀ Các peer được kết nối không

liên tục và có thể thay đổi

địa chỉ IP

2-8

Tầng Application

§ꢀ Quản lý phức tạp

Các tiến trình liên lạc

Tiến trình (process):

clients, servers

chương trình chạy

trong một host.

Tiến trình client: tiến

t r ì n h k h ở i t ạ o

truyền thông

Tiến trình server: tiến

trình chờ đợi để

được liên lạc

vꢀ Trong cùng một host,

hai tiến trình giao tiếp

với nhau bằng cách sử

dụng truyền thông liên

tiế n trình (inter-

process communication)

được định nghĩa bởi hệ

điều hành.

vꢀ Các tiến trình trong các

host khác nhau truyền

thông với nhau bởi trao

đổi các thông điệp

(message)

vꢀ Chú ý: các ứng dụng với

kiến trúc P2P có cả các

tiến trình client và

server

2-9

Tầng Application

Sockets

vꢀ Tiến trình gửi/nhận thông điệp đến/ từ socket của nó

vꢀ Socket tương tự như cổng ra vào

§ꢀ Tiến trình gởi đẩy thông điệp ra khỏi cửa

§ꢀ Tiến trình gởi dựa trên cổng của hạ tầng truyền

thông bên kia để phân phối thông điệp đến socket

tại tiến trình nhận

application

Được kiểm soát

Bởi nhà phát triển

ứng dụng

socket

process

transport

Được điều khiển

bởi hệ điều hành

network

link

network

link

Internet

physical

2-10

Tầng Application

Tiến trình định địa chỉ

vꢀ Đinh danh (identifier)

vꢀ Để nhận thông điệp, tiến

trình phải có định danh

bao gồm cả địa chỉ IP và

số cổng (port numbers)

được liên kết với tiến

trình trên host.

vꢀ Thiết bị host device có địa

chỉ IP 32-bit duy nhất

vꢀ Q: dựa vào địa chỉ IP của

host mà tiến trình đang

chạy trên đó thì có đủ để

xác định tiến trình đó hay

không?

vꢀ Ví dụ về số port:

§ꢀ HTTP server: 80

§ꢀ mail server: 25

vꢀ Để gởi thông điệp HTTP

đ ế n w e b s e r v e r

gaia.cs.umass.edu :

§ꢀ A: không, có nhiều

tiến trình có thể

đang được chạy trên

cùng một host

§ꢀ IP address: 128.119.245.12

§ꢀ port number: 80

vꢀ Còn nữa…

2-11

Tầng Application

Định nghĩa giao thức tầng

Application

Các giao thức mở:

vꢀ Các loại thông điệp được

trao đổi

vꢀ Được định nghĩa trong

§ꢀ e.g., yêu cầu (request),

đáp ứng (response)

RFCs

vꢀ Cho phép khả năng

vꢀ Cú pháp thông điệp:

tương tác

§ꢀ Các trường trong thông

vꢀ e.g., HTTP, SMTP

Các giao thức độc quyền:

vꢀ e.g., Skype

điệp và cách mà các

trường được định nghĩa

vꢀ Ngữ nghĩa của thông điệp

§ꢀ Ý nghĩa của thông tin

trong các trường

vꢀ Các quy tắc (rules) khi nào

và cách nào mà các tiến

trình gởi và đáp ứng các

thông điệp

2-12

Tầng Application

Dịch vụ vận chuyển nào mà ứng dụng

cần?

Khả năng mất mát dữ liệu

Thông lượng (throughput)

(data loss)

^vꢀl^Mà,^ộtđa^sốph^ứưⁿơ^gng^dụtiⁿệ^gn)⁽ⁿy^hê^ưu

vꢀ Một số ứng dụng (ví dụ

t r u y ề n f i l e , w e b

cầu số lượng thông

transactions) yêu cầu độ

lượng tối thiếu để đạt

tin cậy 100% khi truyền

được “hiệu quả”

^vꢀ(^C“^áứ^cng^ứdⁿụ^gng^dm^ụềⁿm^gd^kẻ^ho^á”^c)

dữ liệu.

vꢀ Các ứng dụng khác (ví dụ

audio) có thể chịu được

có thể dùng bất kỳ

một số mất mát.

thông lượng nào cũng

Thời gian (timing)

được

An ninh

vꢀ Một số ứng dụng (ví

dụ, thoại Internet,

game tương tác) yêu

cầu độ trễ thấp để đạt

được “hiệu quả”

vꢀ Mã hóa, toàn vẹn dữ

liệu, …

2-13

Tầng Application

Các yêu cầu dịch vụ vận chuyển: các ứng dụng

phổ biến

ứng dụng

thông lượng

mất dữ liệu

time sensitive

Truyền file

e-mail

Web documents

audio/video

mềm dẻo

audio: 5kbps-1Mbps

video:10kbps-5Mbps

như trên

Trên một vài kbps

mềm dẻo

không

chịu lỗi

không

có, 100’s msec

thời gian thực

audio/video đã lưu

Game tương tác

text messaging

chịu lỗi

không

có, vài giây

Có , 100’s msec

Có và không

2-14

Tầng Application

Các dịch vụ giao thức Transport

Internet

Dịch vụ UDP:

Dịch vụ TCP:

vꢀ reliable transport giữa

vꢀ Truyền dữ liệu không

tin cậy giữa tiến trình

gởi và nhận

tiến trình gởi và nhận

vꢀ flow control: người gởi

sẽ không áp đảo người

nhận

vꢀ Không hổ trợ: độ tin

cậy, điều khiển luồng,

điều khiển tắt nghẽn,

bảo đảm thông lượng,

bảo mật, và thiết lập

kết nối.

vꢀ congestion control: điều

tiết người gởi khi mạng

quá tải

vꢀ connection-oriented:

thiết lập được yêu cầu

giữa tiến trình client và

server

Q: tại sao phải quan

tâm? Tại sao có UDP?

2-15

Tầng Application

Ứng dụng Internet: Các giao thức tầng

application, transport

Giao thức tầng

Giao thức dưới tầng

application

transport

SMTP [RFC 2821]

Telnet [RFC 854]

HTTP [RFC 2616]

FTP [RFC 959]

e-mail

remote terminal access

Web

TCP

Truyền file

HTTP (e.g., YouTube),

RTP [RFC 1889]

SIP, RTP, độc quyền

(e.g., Skype)

streaming multimedia

TCP or UDP

Thoại Internet

TCP or UDP

2-16

Tầng Application

Bảo mật TCP

SSL là giao thức ở

tầng Application

TCP & UDP

vꢀ Không mã hóa

^{vꢀ C}th^áư^{c ứ}viⁿệ^gn^dS^ụSⁿL^g,^dc^ùáⁿi^g

mà “nói chuyên” với

TCP

^{vꢀ M}đư^ậợ^tc^mg^ãở^ci^hđ^ưế^an ^mso^ãc^hke^óat

để đi qua Internet

trong dạng nguyên bản

SSL socket API

SSL

^{vꢀ M}cle^ậa^tr^mte^ãx^dt^ạđⁿư^gợc gởi

vào trong socket đi

qua Internet được

mã hóa

^{vꢀ H}đư^ổợ^tc^rợmã^kếh^tóa^{nối TCP}

vꢀ Toàn vẹn dữ liệu

vꢀ Chứng thực điểm cuối

vꢀ Xem chương 7

2-17

Tầng Application

Chương 2: Nội dung

2.6 các ứng dụng P2P

2.1 Các nguyên lý của

các ứng dụng mạng

2.7 lập trình socket

với UDP và TCP

2.2 Web và HTTP

2.3 FTP

2.4 thư điện tử

§ꢀ SMTP, POP3,

IMAP

2.5 DNS

2-18

Tầng Application

Web và HTTP

Ôn lại…

vꢀ web page bao gồm các đối tượng (objects)

^vꢀJ^ĐP^ốEⁱG^t,^ưJ^ợaⁿv^ga ^ca^ópp^tle^ht^ể, f^làile^fa^ilu^edi^Ho,^T…^{ML, hình ảnh}

^vꢀm^Wà^ebba^po^agg^eồm^bam^oộ^gt^ồs^mố ^fđⁱố^lei ^Htư^Tợ^Mng^Lđ^cư^ơợ^bc^ảtⁿh^ca^ámⁱ

chiếu

^{vꢀ M}mộ^ỗt^{i đ}U^ốRⁱL^t,^ưv^ợí d^ngụ ^{có thể được định địa chỉ bởi}

www.someschool.edu/someDept/pic.gif

path name

host name

2-19

Tầng Application

Tổng quan HTTP

HTTP: hypertext

transfer protocol

§ꢀ Giao thức web ở tầng

Application

PC chạy

trình duyệt

Firefox

vꢀ Mô hình client/server

§ꢀ client: trình duyệt

yêu cầu, nhận (dùng

giao thức HTTP) và

“hiện thị” các đối

tượng Web

server

Chạy web server

Apache

§ꢀ server: Web server

gởi (dùng giao thức

H T T P ) c á c đ ố i

tượng để đáp ứng

yêu cầu

iphone chạy

trình duyệt

Safari

2-20

Tầng Application