Introdução a Redes v5.1
Capítulo 10:
Camada de Aplicação
Prof. Kleber Rezende
10.0 Introdução
10.1 Protocolos da Camada de
Aplicação
10.2 Protocolos e Serviços
Conhecidos da Camada de
Aplicação
10.3 Resumo
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Ao concluir esta seção, você será capaz de:
•
Explicar como as funções das camadas de aplicação, sessão e de
apresentação trabalham em conjunto para fornecer serviços de rede às
aplicações do usuário final.
•
Descrever como os protocolos da camada de aplicação interagem com as
aplicações do usuário final.
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•
A camada de aplicação é a mais próxima do usuário final.
•
Com as aplicações de rede, os usuários podem enviar e receber dados com
facilidade.
•
A camada de aplicação serve de interface entre as aplicações e a rede subjacente.
•
Os protocolos da camada de aplicação são utilizados
para a troca de dados entre programas
executados nos hosts
origem e destino.
•
A camada de aplicação TCP/IP
executa as funções das três
camadas superiores do modelo OSI.
•
Protocolos comuns da camada de
aplicação incluem: HTTP, FTP, TFTP,
DNS.
• A camada de apresentação tem três funções principais:
o Formatar dados
o Compactar dados
o Criptografar dados
• Padrões comuns de vídeo incluem QuickTime e MPEG.
• Formatos de imagens gráficas comuns são:
• GIF (Graphics Interchange Format)
• JPEG (Joint Photographic Experts Group)
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•
A camada de sessão cria e mantém diálogos entre as aplicações
origem e destino.
•
A camada de sessão processa a troca de informações para iniciar
diálogos, mantê-los ativos e reiniciar sessões interrompidas ou ociosas
por um longo período.
•
Os protocolos TCP/IP de aplicações especificam as informações de formato e
controle necessárias para várias funções comuns da Internet.
•
Os protocolos da camada de aplicação devem ser implementados nos
dispositivos origem e destino.
•
Os protocolos da camada de aplicação implementados nos hosts origem e
destino devem ser compatíveis para possibilitar a comunicação.
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• O dispositivo que requisita as informações chama-se cliente.
• O dispositivo que responde à requisição chama-se servidor.
• Os processos de cliente e servidor são considerados integrantes da camada de aplicação.
• O cliente inicia a troca requisitando dados do servidor.
• O servidor responde enviando um
ou mais fluxos de dados para o cliente.
• Os protocolos da camada de aplicação descrevem o formato das requisições e respostas entre clientes e
servidores.
• O conteúdo da troca de dados depende da aplicação em uso.
• O e-mail é um exemplo de interação entre cliente e servidor.
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•
No modelo de rede peer-to-peer (P2P), os dados são acessados sem o uso de
um servidor dedicado.
•
Dois ou mais computadores podem ser conectados a uma rede P2P para
compartilhar recursos.
•
Todo dispositivo final conectado (um peer) pode funcionar como cliente e
também servidor.
•
As funções de cliente e
servidor são definidas de
acordo com a requisição.
•
Algumas aplicações P2P usam um sistema híbrido.
•
No P2P híbrido, o compartilhamento de recursos é descentralizado.
•
Índices que apontam para locais com recursos ficam armazenados em um
diretório centralizado.
•
Em um sistema híbrido,
cada dispositivo (peer)
acessa um servidor de
índice para informar-se
sobre a localização de um
recurso armazenado em
outro dispositivo.
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•
As redes P2P incluem: eDonkey, G2, BitTorrent, Bitcoin.
•
Muitas aplicações P2P permitem que os usuários compartilhem trechos de
vários arquivos entre si ao mesmo tempo.
•
Um pequeno arquivo torrent contém informações sobre o local de outros
usuários e computadores controladores.
•
Controladores são computadores que rastreiam
os arquivos hospedados pelos usuários.
•
Essa tecnologia denomina-se
BitTorrent.
•
Há muitos clientes BitTorrent,
incluindo BitTorrent, uTorrent,
Frostwire e qBittorrent.
Ao concluir esta seção, você será capaz de:
•
Explicar como os protocolos web e de e-mail operam.
•
Explicar como os protocolos de endereçamento IP operam.
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• Um endereço web ou URL (Uniform Resource Locator) é uma referência a um servidor web. A URL permite que o navegador web estabeleça uma conexão com esse servidor web.
• URLs e URIs (Uniform Resource Identifier) são os nomes que a maioria das pessoas associa a endereços web.
• A URL http://cisco.com/index.html é composta de três partes básicas:
o http (protocolo ou esquema)
o www.cisco.com (nome do servidor)
o index.html (nome do arquivo específico requisitado)
• Usando o DNS, a porção da URL para o nome do servidor é convertida no endereço IP associado para que o servidor
possa ser contatado.
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•
O navegador envia uma requisição
GET ao endereço IP do servidor e
solicita o arquivo index.html.
•
O servidor envia o arquivo
requisitado ao cliente.
•
O arquivo index.html estava
especificado na URL e contém o
código HTML dessa página web.
•
O navegador processa o código
HTML e formata a página para a
janela do navegador de acordo com
o código no arquivo.
Passo 3 do Protocolo HTTP Passo 2 do Protocolo HTTP
•
HTTP
o
É um protocolo de requisição/resposta.
o
Tem três tipos de mensagens comuns: GET, POST e PUT.
o
Não é seguro. As mensagens podem ser interceptadas.
•
O protocolo HTTPS protege
os dados com autenticação
e criptografia.
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• O e-mail é um método store-and-forward (armazenar e encaminhar) para enviar, armazenar e recuperar mensagens eletrônicas.
• As mensagens de mail são armazenadas nos bancos de dados em servidores de e-mail.
• Os clientes de e-mail se comunicam
com os servidores de e-mail para enviar e receber mensagens.
• Os servidores de e-mail se comunicam
com outros servidores de e-mail para transportar mensagens de um domínio para outro.
• Os clientes de e-mail não se comunicam diretamente quando enviam e-mails.
• O e-mail utiliza três protocolos distintos
para operar: SMTP (envio), POP (recuperação) e IMAP (recuperação).
• Os formatos SMTP exigem um cabeçalho e um corpo para a mensagem.
• O corpo pode conter qualquer quantidade de texto.
• O cabeçalho da mensagem deve ter o endereço de e-mail do destinatário formatado corretamente e endereço do remetente.
• Um cliente SMTP envia um e-mail
conectando-se a um servidor SMTP na porta 25.
• O servidor recebe a mensagem e
a armazena em uma caixa de mensagens
local ou a transmite para outro servidor de e-mail.
• Os usuários utilizam os clientes de e-mail para recuperar mensagens armazenadas no servidor.
• IMAP e POP são protocolos comumente
usados pelos clientes de e-mail para recuperar mensagens.
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• As mensagens são transferidas por download do servidor para o cliente.
• O servidor escuta as requisições do cliente na porta TCP 110.
• Os clientes de e-mail direcionam as requisições POP para os servidores de e-mail na porta TCP 110.
• O cliente e o servidor POP trocam comandos e respostas até que a conexão seja fechada ou cancelada.
• O protocolo POP permite que as mensagens de e-mail sejam transferidas por download para o dispositivo do cliente
(computador ou telefone) e removidas do servidor.
• Não existe um local centralizado
para manter as mensagens de e-mail.
• Uma mensagem obtida por download
•
IMAP é outro protocolo usado para recuperar mensagens de e-mail.
•
Permite que as mensagens sejam exibidas ao usuário, em vez de serem
obtidas por download.
•
As mensagens originais são mantidas no servidor até serem excluídas
manualmente pelo usuário.
•
Os usuários exibem cópias das mensagens em seu software cliente de e-mail.
•
Os usuários podem criar uma hierarquia de
pastas no servidor para organizar e
armazenar mensagens.
•
Essa estrutura de arquivos é exibida no
cliente de e-mail.
•
Quando o usuário decide excluir uma
mensagem, o servidor sincroniza essa
ação e exclui a mensagem do servidor.
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•
Embora essenciais para a comunicação na rede, os endereços IP não
são fáceis de memorizar.
•
Os nomes de domínio são criados para simplificar os endereços de
servidor.
•
Nomes de domínio como
http://www.cisco.com
são endereços simples
associados ao endereço IP de um servidor específico.
•
Contudo, os computadores ainda precisam do endereço numérico real
para que possam se comunicar.
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•
O protocolo DNS permite a
conversão dinâmica de um nome de
domínio no endereço IP correto.
•
As comunicações do protocolo DNS
utilizam um formato único chamado
mensagem.
• O protocolo DNS aceita diversos tipos de registros. Alguns desses tipos de registro são:
o A - endereço IPv4 de um dispositivo final
o NS - servidor de nome autoritativo
o AAAA - endereço IPv6 de um dispositivo final (pronunciado "quad-ei" em inglês)
o MX - registro de troca de e-mail
• Os servidores DNS primeiro verificam seus próprios recursos para resolver o nome. Se não puder resolver o nome usando seus registros armazenados localmente, o servidor entrará em contato com outros servidores para resolver o nome.
• A resposta é então encaminhada ao cliente requisitante.
• O serviço Cliente DNS em computadores com Windows também armazena nomes
previamente resolvidos na memória.
• ipconfig /displaydns exibe todas as entradas
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• O protocolo DNS usa um sistema hierárquico, com a raiz acima e as ramificações abaixo. A estrutura de nomenclatura é dividida em zonas pequenas e gerenciáveis.
• Cada servidor DNS é responsável apenas por gerenciar os mapeamentos de nome para IP dessa pequena porção da estrutura DNS.
• Requisições por zonas não armazenadas em um servidor DNS específico são encaminhadas para outros servidores para tradução.
• Os domínios de nível superior representam o tipo de domínio ou o país de origem.
Exemplos de domínios de nível superior são:
o .com - empresa ou setor
o .org - organização sem fins lucrativos
o .au - Austrália
•
Permite ao usuário realizar manualmente consultas DNS.
•
Também pode ser usado para solucionar problemas de resolução de
nome.
•
Tem muitas opções disponíveis
para realização de testes e
verificações detalhados do
processo DNS.
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•
Os computadores precisam de endereços de rede para se comunicarem na
rede.
•
Outras informações essenciais incluem endereço do gateway, máscara de
sub-rede e servidor DNS.
•
A configuração manual de dispositivos finais não é escalável. O DHCP permite
a distribuição automática de informações de rede.
•
Os endereços distribuídos por DHCP
são alocados por determinado período.
•
Os endereços retornam ao pool
para serem reutilizados quando não
estiverem mais em uso.
•
O DHCP é compatível com o IPv4,
e o DHCPv6 com o IPv6.
•
O cliente DHCP segue os procedimentos abaixo para requisitar um IP:
o O cliente envia um broadcast com DHCPDISCOVER.o O servidor DHCP responde com uma mensagem DHCPOFFER.
o O cliente envia uma mensagem DHCPREQUEST para o servidor que ele quer usar (caso haja várias ofertas).
•
O cliente também pode requisitar um endereço que tenha sido alocado
anteriormente pelo servidor.
•
O servidor retorna uma mensagem DHCPACK
para confirmar que a locação
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•
O servidor responde com uma mensagem DHCPNAK se a oferta não
for mais válida.
•
As locações precisam ser renovadas antes de expirarem por meio de
outra DHCPREQUEST.
•
O DHCPv6 tem um conjunto semelhante de mensagens:
o SOLICIT
o ADVERTISE
o INFORMATION
REQUEST
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• O FTP foi desenvolvido para possibilitar transferências de arquivos na rede.
• Um cliente FTP é uma aplicação executada em um computador cliente usada para enviar e receber arquivos de um servidor FTP.
• O FTP precisa de duas conexões entre o cliente e servidor: uma para comandos e respostas e outra para a transferência dos arquivos.
• O cliente inicia e estabelece a primeira conexão com o servidor para controlar o tráfego,
na porta TCP 21.
• Em seguida, o cliente estabelece a segunda
conexão com o servidor para transferir os dados na porta TCP 20.
• O cliente pode fazer o download (receber) dos dados do servidor ou carregar os dados (enviar) no servidor.
• O SMB é um protocolo de compartilhamento de arquivos entre cliente e servidor.
• Todas as mensagens SMB têm um formato em comum.
• Os serviços SMB de impressão e compartilhamento de arquivos se tornaram o sustentáculo das redes Windows.
• Agora os produtos da Microsoft são compatíveis com os protocolos TCP/IP para lidar diretamente com
o compartilhamento de recursos SMB.
• Depois que a conexão é estabelecida,
o usuário do cliente pode acessar os recursos no servidor como se o recurso estivesse no host do cliente.
• Os sistemas operacionais Mac, LINUX e UNIX têm uma implementação própria do protocolo SMB.
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Objetivos do Capítulo:
•
Explicar a operação da camada de aplicação para das suporte as aplicações
do usuário final.
•
