6. Aplikační vrstva
PB156: Počítačové sítě
Eva Hladká
Fakulta informatiky Masarykovy univerzity
jaro 2010
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 1 / 20
Struktura přednášky
1 Přehled
2 Úvod
3 Základní členění aplikací
Komunikační modely ­ Client-Server vs. Peer-to-peer
Přístup k informacím ­ Pull model vs. Push model
Nároky na počítačovou síť ­ nízké vs. vysoké
4 Pohled programátora
5 Vybrané síťové aplikace
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 2 / 20
Přehled
L7. Aplikační vrstva ­ Přehled
Proč nestačí L4?
z pohledu sítě stačí, z pohledu
uživatele potřebujeme síťové
aplikace
Co nás nyní čeká. . .
představení L7
základní členění aplikací
pohled programátora
vybrané síťové aplikace
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 3 / 20
Přehled
L7 z pohledu sítě ­ kde se pohybujeme?
aplikační programy ­ interface pro uživatele
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 4 / 20
Úvod
Úvod I.
aplikační vrstva:
poskytuje služby pro uživatele:
aplikační programy (aplikace) specifické pro požadovaný účel
např. elektronická pošta, WWW, DNS, atd. atd.
aplikace = hlavní smysl existence počítačových sítí
zahrnuje síťové aplikace/programy a aplikační protokoly
aplikační protokoly (HTTP, SMTP, atd.) jsou součástí síťových
aplikací (web, email)
nejedná se o aplikace samotné
protokoly definují formu komunikace mezi komunikujícími aplikacemi
aplikační protokoly definují:
typy zpráv, které si aplikace předávájí (request/response)
syntaxi přenášených zpráv
sémantiku přenášených zpráv (jednotlivých polí)
pravidla, kdy a jak aplikace zprávy vysílají
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 5 / 20
Úvod
Úvod II.
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 6 / 20
Základní členění aplikací
1 Přehled
2 Úvod
3 Základní členění aplikací
Komunikační modely ­ Client-Server vs. Peer-to-peer
Přístup k informacím ­ Pull model vs. Push model
Nároky na počítačovou síť ­ nízké vs. vysoké
4 Pohled programátora
5 Vybrané síťové aplikace
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 7 / 20
Základní členění aplikací
Základní členění aplikací
Dle využitého komunikačního modelu:
Client-Server model
Peer-to-peer model
Dle přístupu k informacím:
pull model
push model
Dle nároků na počítačovou síť:
aplikace s nízkými nároky na přenosovou síť
aplikace s vysokými nároky na přenosovou síť
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 8 / 20
Základní členění aplikací Komunikační modely ­ Client-Server vs. Peer-to-peer
Komunikační modely ­ Client-Server vs. Peer-to-peer I.
Client-Server Peer-to-peer
komunikace iniciována klientem
(klient = aplikační program
ovládaný uživatelem)
po ustavení komunikačního kanálu
klient zasílá požadavky na server,
ten mu odpovídá (mechanismus
request-response)
po ukončení komunikace je
komunikační kanál uzavřen
(centralizace zdrojů)
valná většina aplikací v Internetu
(WWW, FTP, DNS, SSH, . . . )
jednotliví klienti spolu komunikují
přímo (uzly jsou si rovnocenné)
každý uzel poskytuje své zdroje
(výpočetní síla, úložná kapacita,
atp.) ostatním uzlům
každý uzel využívá zdrojů
poskytovaných ostatními uzly
(decentralizace zdrojů)
např. sdílení souborů (Gnutella, G2,
FastTrack), Skype, VoIP, atp.
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 9 / 20
Základní členění aplikací Komunikační modely ­ Client-Server vs. Peer-to-peer
Komunikační modely ­ Client-Server vs. Peer-to-peer II.
Client-Server
Peer-to-peer
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 10 / 20
Základní členění aplikací Přístup k informacím ­ Pull model vs. Push model
Přístup k informacím ­ Pull model vs. Push model
Pull model Push model
přenos dat iniciován klientem
(forma požadavek-odpověď)
např. webové prohlížeče
vlastnosti:
asymetrický datový tok
rozmanité požadavky na
propustnost
přenos dat iniciován serverem
automaticky na základě znalosti
uživatelova profilu (požadavků)
např. streaming multimedií
(IPTV)
vlastnosti:
jednosměrný datový tok
definované (a stálé)
požadavky na propustnost (a
zpoždění, jitter, atp.)
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 11 / 20
Základní členění aplikací Nároky na počítačovou síť ­ nízké vs. vysoké
Nároky na počítačovou síť ­ nízké vs. vysoké
Základní parametry sítě pohledem aplikací:
ztrátovost (loss) ­ pravděpodobnost ztráty (poškození) přenášených dat
propustnost (bandwidth) ­ objem přenesených dat za časovou jednotku
časová omezení (timing) ­ zpoždění (delay) (doba nutná pro přenos dat po
síti) a kolísání zpoždění (jitter)
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 12 / 20
Pohled programátora
1 Přehled
2 Úvod
3 Základní členění aplikací
Komunikační modely ­ Client-Server vs. Peer-to-peer
Přístup k informacím ­ Pull model vs. Push model
Nároky na počítačovou síť ­ nízké vs. vysoké
4 Pohled programátora
5 Vybrané síťové aplikace
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 13 / 20
Pohled programátora
Aplikační vrstva ­ pohled programátora
aplikace spolu komunikují skrze tzv. sockety
struktura, která jednoznačně popisuje komunikující aplikaci
jsou nezbytné na obou komunikujících stranách
socket definuje:
Family ­ třída využitého protokolu (IPv4, IPv6, . . . )
Type ­ proudový (stream, TCP), datagramový (UDP) či základní
(raw, ICMP)
Protocol ­ obvykle nastaveno na 0 pro TCP a UDP
Lokální adresa socketu ­ kombinace lokální IP a čísla portu lokální
aplikace
Vzdálená adresa socketu ­ kombinace IP a čísla portu vzdálené
aplikace (komunikující strany)
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 14 / 20
Pohled programátora
Aplikační vrstva ­ pohled programátora
Typy socketů
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 15 / 20
Pohled programátora
Aplikační vrstva ­ pohled programátora
Obsluha socketu pro nespojovanou službu (UDP aplikace) I.
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 16 / 20
Pohled programátora
Aplikační vrstva ­ pohled programátora
Obsluha socketu pro nespojovanou službu (UDP aplikace) II.
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 17 / 20
Pohled programátora
Aplikační vrstva ­ pohled programátora
Obsluha socketu pro spojovanou službu (TCP aplikace) I.
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 18 / 20
Pohled programátora
Aplikační vrstva ­ pohled programátora
Obsluha socketu pro spojovanou službu (TCP aplikace) II.
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 19 / 20
Vybrané síťové aplikace
1 Přehled
2 Úvod
3 Základní členění aplikací
Komunikační modely ­ Client-Server vs. Peer-to-peer
Přístup k informacím ­ Pull model vs. Push model
Nároky na počítačovou síť ­ nízké vs. vysoké
4 Pohled programátora
5 Vybrané síťové aplikace
Eva Hladká (FI MU) 6. Aplikační vrstva jaro 2010 20 / 20