Уровень приложений

1. Глава 10. Уровень приложений

Введение в сетевые технологии (v6.0)
Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
1

2. Глава 10. Разделы и задачи

Глава 10. Разделы и задачи
10.0. Введение
10.1. Протоколы уровня приложений
Объяснить, каким образом взаимодействуют функции уровня приложений,
уровня представления и сеансового уровня, для предоставления
приложениям конечного пользователя доступа к сетевым сервисам.
Объяснить, как распространенные протоколы уровня приложений
взаимодействуют с приложениями конечных пользователей.
10.2. Общеизвестные протоколы и службы уровня приложений
Объяснить, как работают веб-протокол и протокол электронной почты.
Объяснить, как работают протоколы IP-адресации.
Объяснить, как работают протоколы передачи файлов.
10.3. Обзор
Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
2

3. 10.1. Протоколы уровня приложений

Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
3

4. Протоколы уровня приложений Приложение, представление, сеанс

Уровень приложений
• Ближайший к конечному пользователю.
• Протоколы уровня приложений помогают обмениваться данными между
программами, работающими на хосте-источнике и хосте-получателе.
• Уровень приложений TCP/IP выполняет функции трех верхних уровней модели OSI.
• Некоторые распространенные протоколы уровня приложений: HTTP, FTP, TFTP,
DNS.
Уровень представления и сеансовый уровень
• Форматирование данных, сжатие и шифрование данных.
• К числу широко распространенных форматов видео относятся QuickTime и MPEG.
• Широко распространенные форматы обмена графическими данными: GIF, JPEG
и PNG.
• На сеансовом уровне создаются и поддерживаются сеансы связи приложениями на
хосте-источнике и хосте-получателе.
• На уровне сеанса обрабатывается обмен информацией для инициации диалогов
и поддержания их активности, а также для перезапуска прерванных или
бездействующих сеансов.
Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
4

5. Протоколы уровня приложений Приложение, представление, сеанс (продолжение)

Протоколы уровня приложений TCP/IP
• Протоколы уровня приложений TCP/IP определяют форматы и управляют данными,
необходимыми для многих распространенных функций обмена данными через
Интернет.
• Протоколы уровня приложений должны быть реализованы как в устройстве-источнике,
так и в устройстве-получателе.
• Для обеспечения передачи данных протоколы уровня приложений, реализованные на
хосте-источнике и хосте-получателе, должны быть совместимы друг с другом.
Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
5

6. Протоколы уровня приложений Взаимодействие протоколов приложений с приложениями конечных пользователей

Протоколы уровня приложений
Взаимодействие протоколов приложений
с приложениями конечных пользователей
Модель «клиент-сервер»
• Клиенты запрашивают информацию, а серверы ее предоставляют.
• Считается, что процессы модели «клиент — сервер» происходят на уровне приложений.
• Содержание обмена данными будет зависеть от используемого приложения.
• Электронная почта — пример клиент-серверного взаимодействия.
Одноранговые сети
• Доступ к данным осуществляется без
использования выделенного сервера.
• Для совместного использования ресурсов к P2Pсети могут быть подключены два или более
компьютеров.
• Каждое подключенное к сети оконечное
устройство (одноранговый узел) может выполнять
функции как сервера, так и клиента.
• Роли клиента и сервера устанавливаются на
основе запроса.
Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
6

7. Протоколы уровня приложений Взаимодействие протоколов приложений с приложениями конечных пользователей (продолжение)

Протоколы уровня приложений
Взаимодействие протоколов приложений
с приложениями конечных пользователей (продолжение)
Одноранговые приложения
• В некоторых P2P-приложениях используется гибридная система, где совместное
использование ресурсов децентрализовано.
• Индексы, которые указывают на местоположения ресурсов, хранятся в централизованном
каталоге.
• В гибридной системе каждый узел обращается к серверу индексации, чтобы получить
местоположение ресурса, который хранится на другом узле.
Наиболее распространенные P2P-приложения
• Некоторые распространенные P2P-сети: eDonkey, G2, BitTorrent.
• Многие P2P-приложения позволяют пользователям совместно использовать части
множества файлов в одно и то же время.
• Небольшой торрент-файл содержит информацию о расположении других пользователей
и компьютеров трекера.
• Трекеры — это вычислительные машины, отслеживающие файлы, которые размещают
пользователи.
• Эта технология называется BitTorrent. Существует множество клиентов BitTorrent, в том
числе BitTorrent, uTorrent, Frostwire и qBittorrent.
Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
7

8. 10.2. Общеизвестные протоколы и службы уровня приложений

Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
8

9. Общеизвестные протоколы и сервисы уровня приложений Веб-протоколы и протоколы электронной почты

Протокол передачи гипертекста (HTTP) и язык гипертекстовой разметки
(HTML)
• URL-адрес — это ссылка на веб-сервер.
• Большинство людей связывает URL-адреса и URI с веб-адресами.
• URL-адрес содержит протокол, имя сервера и запрашиваемое имя файла.
• Затем с помощью DNS часть URL-адреса, представляющая имя сервера, преобразуется
в соответствующий IP-адрес, прежде чем можно будет связаться с сервером.
Протоколы HTTP и HTTPS
• Браузер отправляет запрос GET на IP-адрес сервера и запрашивает файл index.html file.
• Сервер отправляет клиенту запрашиваемый файл.
• Файл index.html был указан в URL-адресе и содержит HTML-код для этой веб-страницы.
• Браузер обрабатывает HTML-код и формирует в окне браузера страницу, используя
содержащийся в файле код.
• Протокол HTTP не является безопасным. Сообщения могут быть перехвачены.
• Протокол HTTPS защищает данные с помощью аутентификации и шифрования.
Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
9

10. Общеизвестные протоколы и сервисы уровня приложений Веб-протоколы и протоколы электронной почты (продолжение)

Протоколы электронной почты
• Электронная почта — это набор средств для доставки, хранения и извлечения электронных
сообщений.
• Сообщения электронной почты хранятся на почтовых серверах.
• Клиенты электронной почты для отправки и получения сообщений обращаются к серверам
электронной почты.
• Почтовые серверы взаимодействуют с другими почтовыми серверами для транспортировки
сообщений из одного домена в другой.
• Электронная почта использует для работы три разных протокола: SMTP, POP и IMAP.
Принцип работы SMTP
• В формате SMTP сообщение состоит из заголовка и тела сообщения.
• Заголовок должен содержать адреса электронной почты получателя и отправителя
в правильном формате.
• SMTP-клиент отправляет электронное сообщение, подключаясь к SMTP-серверу через порт 25.
• Сервер получает сообщение и сохраняет его в локальном почтовом ящике или пересылает
сообщение на другой почтовый сервер.
• Пользователи получают сообщения, сохраненные на сервере, с помощью клиентов
электронной почты.
Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
10

11. Общеизвестные протоколы и сервисы уровня приложений Веб-протоколы и протоколы электронной почты (продолжение)

Принцип работы POP
Сообщения загружаются с сервера на клиент.
Клиенты электронной почты отправляют свои POP-запросы на почтовые сервера
по TCP-порту 110
POP позволяет загружать сообщения электронной почты на клиентское
устройство (компьютер или телефон) и удалять их с сервера.
Загруженное сообщение находится на устройстве, инициировавшем загрузку.
Протоколы IMAP
IMAP — это еще один протокол, используемый для получения сообщений
электронной почты.
Он позволяет пользователю просматривать сообщения, не загружая их.
Исходные сообщения остаются на сервере до тех пор, пока они не будут
удалены пользователем.
Пользователи просматривают копии сообщений в клиентах электронной почты.
Поддерживайте иерархию папок для упорядочения и хранения почты.
Если пользователь решает удалить сообщение, оно синхронно удаляется из
клиента и с сервера.
Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
11

12. Общеизвестные протоколы и сервисы уровня приложений Сервисы IP-адресации

Служба доменных имен (DNS)
• Запомнить IP-адреса нелегко.
• Доменные имена делают адреса серверов более
понятными пользователям.
• Для взаимодействия компьютерам по-прежнему
требуется фактический числовой адрес.
• Протокол DNS позволяет динамически
преобразовывать доменное имя в соответствующий
IP-адрес.
Формат сообщений DNS
• Распространенные записи DNS — A, NS, AAAA и MX.
• DNS-сервер сначала ищет свои собственные записи,
отправляя запрос клиента на другие серверы, если
не удается разрешить этот запрос.
• Затем ответ направляется клиенту.
• Клиент часто сохраняет предыдущие разрешения
имен. Используйте команду ipconfig /displaydns,
чтобы получить список кэшированных записей DNS
в Windows.
Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
12

13. Общеизвестные протоколы и сервисы уровня приложений Сервисы IP-адресации (продолжение)

Иерархия DNS
• Протокол DNS использует иерархическую систему.
• Структура именования подразделяется на небольшие
управляемые зоны.
• Каждый DNS-сервер отвечает только за управление
сопоставлениями имен и IP-адресов для малой доли структуры
DNS.
• Запросы, предназначенные для зон, не хранящихся на
определенном DNS-сервере, перенаправляются на другие
серверы для преобразования.
• Домены верхнего уровня представляют либо тип домена, либо
страну происхождения.
Примеры доменов верхнего уровня: .com, .org, .au и .co
Команда nslookup
• Используйте команду nslookup для размещения
запросов DNS.
• Это удобно использовать для поиска и устранения
неполадок в DNS.
Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
13

14. Общеизвестные протоколы и сервисы уровня приложений Сервисы IP-адресации (продолжение)

Протокол динамической настройки узла (Dynamic Host Configuration
Protocol, DHCP)
Для взаимодействия по сети компьютерам требуется информация о сетевом IP-адресе.
Информация об IP-адресе включает адрес хоста и шлюза, маску и DNS-сервер.
Протокол DHCP позволяет автоматизировать и масштабировать распространение информации
об IP-адресах.
Адреса, назначенные с помощью DHCP, выдаются на определенное время.
Когда адреса больше не используются, они возвращаются в пул для повторного использования.
DHCP поддерживает IPv4, а DHCPv6 поддерживает IPv6.
Принцип работы DHCP
Клиент осуществляет широковещательную рассылку
DHCPDISCOVER.
DHCP-сервер отвечает сообщением DHCPOFFER.
Клиент отправляет сообщение DHCPREQUEST на
сервер, который он хочет использовать (в случае
наличия нескольких предложений).
Клиент также может запросить адрес, который ранее
был выделен сервером.
Сервер возвращает DHCPACK, чтобы подтвердить,
что аренда завершена.
Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
14

15. Общеизвестные протоколы и сервисы уровня приложений Сервисы обмена файлами

Протокол передачи файлов (File Transfer
Protocol, FTP)
• Протокол FTP был разработан для обеспечения
возможности передачи файлов по сети.
• FTP-клиент представляет собой приложение,
запущенное на клиентском компьютере, которое
используется для получения данных с сервера FTP,
на котором функционирует служба FTP, или отправки
данных на этот сервер.
• Для передачи данных по протоколу FTP требуется
два подключения между клиентом и сервером:
одно — для команд и ответов, другое — для
фактической передачи файлов.
• Клиент инициирует и устанавливает первое
подключение к серверу для контроля трафика через
TCP-порт 21.
• Затем клиент устанавливает второе подключение
к серверу для фактической передачи данных через
TCP-порт 20.
• Клиент может загружать (получать) данные с сервера
или выгружать (отправлять) данные на сервер.
Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
15

16. Общеизвестные протоколы и сервисы уровня приложений Сервисы обмена файлами (продолжение)

Протокол SMB
• SMB — это протокол обмена файлами с архитектурой
«клиент — сервер»
• Все сообщения SMB имеют общий формат.
• Общий доступ к файлам и сервисам печати на основе
SMB является отличительной особенностью сетей
Windows.
• Продукты корпорации Microsoft теперь поддерживают
протоколы TCP/IP для прямой поддержки общего
доступа к ресурсам по протоколу SMB.
• После установки соединения пользователь
может получить доступ к ресурсам на сервере
аналогично доступу к ресурсам на локальном
хосте.
• Операционные системы Mac, Linux и UNIX имеют
собственные реализации протокола SMB.
Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
16

17. 10.3. Обзор

Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
17

18. Обзор главы Обзор

Объяснить, как на уровне приложений поддерживается работа приложений конечного
пользователя.
Объяснить, как работают общеизвестные службы и протоколы уровня приложений
TCP/IP.
Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
18

19. Глава 10. Новые термины и команды

Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
21

20. Глава 10. Новые термины и команды

Presentation_ID
© Cisco Systems, 2008. Все права защищены.
Конфиденциальная информация Cisco
22