Bài giảng Mạng máy tính - Chapter 2: Application layer

MẠNG MÁY TÍNH

(COMPUTER NETWORKING)

J.F Kurose and K.W. Ross. Computer

Networking A Top Down Approach.

6th edition, Addision Wesley, 2013

Nội dung môn học

 Chapter 1: Computer Networks and the Internet

 Chapter 2: Application Layer

 Chapter 3: Transport Layer

 Chapter 4: Network Layer

 Chapter 5: The Link Layer and Local Area Network

 Data Link

 Chapter 6: Wireless and Mobile Networks

 Chapter 7: Multimedia Networking

 Chapter 8: Security in Computer Networks

 Chapter 9: Network Management

1.2

Chapter 2: APPLICATION

LAYER

Agenda

2.1 Các nguyên lý của ứng dụng mạng

2.2 Web và HTTP

2.3 FTP

2.4 Electronic mail

 SMTP, POP3, IMAP

2.5 DNS

2.6 Chia sẻ file P2P (Peer-to-Peer Application)

2.7 Lập trình socket với TCP/UDP

1.4

Mục tiêu

 Khái niệm, khía cạnh thực hiện của các giao thức ứng dụng mạng

 Mô hình client-server

 Mô hình peer-to-peer

 Nghiên cứu giao thức thông qua xem xét một số giao thức lớp

application

 HTTP, FTP, SMTP/POP3/IMAP, DNS

 Lập trình ứng dụng mạng

 Socket API

1.5

Một số ứng dụng mạng

 Email

 Web

 Tin nhắn nhanh

 Đăng nhập từ xa

 Chia sẻ file P2P

 Trò chơi nhiều người trên mạng

 Streaming các video clips

 Điện thoại Internet

 Hội thảo video thời gian thực

 Tính toán lớn, tính toán song song

1.6

Tạo một ứng dụng mạng

 Viết chương trình để

 Chạy trên các hệ thống đầu cuối, và

 Truyền thông qua mạng

 Vd: web

 Phần mềm nhỏ viết cho các thiết bị trung tâm mạng

 Các thiết bị trung tâm mạng không chạy các mã ứng dụng của

người dùng

 Ứng dụng trên các hệ thống đầu cuối cho phép phát triển ứng

dụng nhanh, phổ biến

1.7

Principles of the Network Applications

2.1 CÁC NGUYÊN TẮC CỦA

ỨNG DỤNG MẠNG

1.8

1.9

Các kiến trúc của ứng dụng

 Client-Server

 Peer-to-peer (P2P)

 Lai giữa Client-Server và P2P

1.10

Client-Server

 Server

 Host luôn hoạt động

 Địa chỉ IP cố định

 Nhóm các server để chia sẻ công việc

 Clients

 Truyền thông với server

 Có thể kết nối không liên tục

 đ/chỉ IP thay đổi

 Không truyền thông trực tiếp với

client khác

1.11

Peer-to-peer

 Không có server luôn hoạt động

 Truyền thông trực tiếp với thiết bị đầu cuối

bất kỳ

 Các điểm kết nối không liên tục và

liên tục thay đổi đ/chỉ IP

 Vd: Gnutella

Độ linh hoạt cao nhưng khó quản lý!!!

1.12

Lai giữa Client-Server và P2P

 Skype

 Ứng dụng điện thoại Internet

 Tìm địa chỉ của thành viên ở xa: server trung tâm

 Kết nối trực tiếp client-client (không thông qua server)

 Tin nhắn nhanh

 Chat giữa 2 users là P2P

 Mô hình client-server:

 User đăng ký địa chỉ IP của họ với server trung tâm khi trực

tuyến

 User tiếp xúc với server trung tâm để tìm địa chỉ IP của bạn

1.13

Tiến trình truyền thông

 Tiến trình (process): chương

Tiến trình Client: khởi tạo

trình chạy bên trong 1 host

truyền thông

Tiến trình Server: chờ

được tiếp xúc

 Trong cùng host, 2 tiến

trình truyền thông dùng

truyền thông nội bộ (do

hệ điều hành xác định)

 Các tiến trình trong các

host khác nhau truyền

thông bằng cách trao đổi

các thông điệp

Chú ý:

Các ứng dụng với kiến

trúc P2P có cả các tiến

trình client và server

1.14

SOCKETS

 Socket tương tự như “cửa” hay  API (Application Programming

Interface)

giao diện giữa tiến trình với

mạng

 (1) lựa chọn giao thức vận

chuyển

 Tiến trình gởi: đẩy thông

 (2) khả năng chỉnh sửa một vài

tham số

điệp ra ngoài cửa

 Tiến trình nhận: phụ thuộc

vào hạ tầng lưu thông mang

thông điệp tói socket thích

hợp

1.15

Tiến trình định địa chỉ (Addressing Processes)

 Để nhận được thông điệp, tiến trình phải có nhân dạng (identifier)

 Thiết bị host phải có địa chỉ IP là duy nhất

 Địa chỉ IP mà trên đó tiến trình đang chạy có đủ để nhận dạng tiến

trình không?

 KHÔNG, nhiều tiến trình có thể chạy trên cùng 1 host

 Nhân dạng bao gồm địa chỉ IP và số cổng (port) liên kết với tiến

trình trên host

 Vd về số port: HTTP server (80), Mail server (25)

 Để gởi thông điệp HTTP cho web server gaia.cs.umass.edu

 IP address: 128.119.245.12

 Port number: 80

1.16

Giao thức lớp ứng dụng (Application-layer Protocol)

 Các giao thức Public

 Các kiểu trao đổi thông điệp

 Vd: Yêu cầu, Đáp ứng

 Cú pháp thông điệp

domain

 Định nghĩa trong RFC

 Cho phép cộng tác

 Vd: HTTP, SMTP

 Các trường nào có trong

thông điệp và làm sao mô tả?

 Ngữ nghĩa thông điệp

 Các giao thức độc quyền

 Vd: KaZaA

 Ý nghĩa của thông tin trong

các trường

 Các quy tắc để khi nào và làm

sao các tiến trình gởi và đáp ứng

các thông điệp

1.17

Transport services available to Applications

 Truyền dữ liệu đáng tin cậy (reliable data transfer)

 Một số ứng dụng chấp nhận có lỗi trong quá trình truyền

(audio/video), một số lại yêu cầu dữ liệu tin cậy 100% (file

transfer)

 Thoughput

 Bandwidth-sensitive applications: những ứng dụng yêu cầu băng

thông để đạt hiệu quả (vd: multimedia).

 Elastic applications: những ứng dụng có thể sử dụng băng thông

nào cũng được (vd: email, file transfer, web transfer)

 Timing

 Một số ứng dụng (vd: điện thoại internet) yêu cầu độ trễ thấp để

đạt hiệu quả

 Security

1.18

Một số yêu cầu đối với các ứng dụng phổ biến

1.19

Transport services provided by the Internet

 TCP service

 UDP service

 Truyền dữ liệu không tin cậy giữa

 Connection-oriented service:

gởi và nhận

cần trao đổi thông tin lớp điều

khiển vận chuyển trước khi

tầng application bắt đầu gởi

tin (handshaking procedure)

 Không hỗ trợ: thiết lập kết nối, tin

cậy, điều khiển luồng, điều khiển

tắc nghẽn, timing, bảo đảm bang

thông tối thiểu

 Vận chuyển tin cậy giữa tiến

trình gởi và nhận

 Điều khiển luồng: người gởi

không lấn át người nhận

 Điều khiển tắc nghẽn: điều tiết

Vậy sinh ra UDP để làm gì?

người gởi khi mạng quá tải

 Không hỗ trợ: timing, bảo đảm

băng thông tối thiểu

1.20