Capa de Aplicación (Parte 1 de 2)

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1 Capa de Aplicación (Parte 1 de 2) Redes de Computadoras Aplicaciones y protocolos de capa de aplicación Aplicación en red: procesos distribuidos que se comunican Corriendo en hosts en espacio de usuario intercambian mensajes para implementar la aplicación Ejemplos: , transferencia de archivos, el Web Protocolos de capa de aplicación una pieza de una aplicación define mensajes intercambiados por aplicaciones y acciones a tomar usa (depende de) servicios provistos por protocolos de capas mas bajas 1

2 Aplicaciones en red: conceptos Un proceso es un programa que corre en un host. Dentro del mismo host, dos procesos se comunican via comunicación interprocesos (IPC) definida por el sistema operativo. Los procesos corriendo en hosts diferentes se comunican mediante un protocolo de aplicación. Un agente usuario es una interface entre el usuario y la aplicación de red. Web: navegador lector de correos, MUA streaming de audio/video: player Ni el agente usuario ni la aplicación de red conforman el protocolo de aplicación sino que usan los servicios que brinda el protocolo. Paradigma cliente-servidor La aplicación típica tiene dos elementos: cliente y servidor Cliente: inicia contacto con el servidor típicamente pide un servicio para el Web, el cliente está implementado en el navegador; para , en el lector; etc Servidor: provee el servicio requerido por el cliente Ejemplos: servidor web envía página solicitada, servidor de correo entrega mensajes,... 2

3 Servicios de transporte para aplicaciones Pérdidas de datos Algunas aplicaciones (e.g., audio sin comprimir) pueden tolerar algunas pérdidas otras (e.g., , ftp, telnet) requieren transferencias 100% confiables Temporizacion Algunas aplicaciones (e.g., telefonía en Internet, juegos interactivos) requieren poco retardo para ser efectivas Ancho de banda Algunas aplicaciones (e.g., multimedia tiempo real) requieren un ancho de banda mínimo garantizado para poder ser efectivas otras ( aplicaciones elásticas ) usan cualquier ancho de banda que encuentren disponible Requerimientos de transporte 3

4 Aps. en Internet: sus protocolos y su transporte FTP (File Transfer Protocol) 4

5 Transferencia de archivos Copiar archivos de una máquina a otra, usando un protocolo confiable como TCP, puede parecer simple. Sin embargo la transferencia puede complicarse: El usuario debe autentificarse. Una vez autorizado puede efectuarse la transferencia. Deben localizarse los archivos solicitados. FTP FTP (File Transfer Protocol) está basado en el modelo cliente servidor. Permite operaciones básicas involucradas en transferencia de archivos: autentificar usuarios y dejarlos accesar el sistema remoto. listar directorios. copiar archivos remotamente, etc Ver RFC

6 FTP Normalmente, el servidor FTP se encuentra escuchando en el puerto 21. Se mantienen dos conexiones TCP abiertas: una para control y otra para datos. La conexión de control usa el protocolo de Telnet y sirve para autentificar al cliente, dar mensajes de éxito/falla, etc. FTP 6

7 FTP Primero se abre la conexión de control para autentificar al usuario y enseguida se pueden transferir datos mediante la otra conexión. host% ftp fcqi.tij.uabc.mx Connected to ftp fcqi.tij.uabc.mx. 220 fcqi FTP server (SunOS 5.7) ready. Name (fcqi.tij.uabc.mx :(none)): palafox 331 Password required for palafox. Password: 230 User palafox logged in. ftp> FTP Los clientes de FTP proveen una serie de comandos, los cuales son mapeados a comandos del protocolo mismo. 7

8 FTP Códigos indicando éxito o falla (ver mas en 500 Syntax error, command unrecognized. 530 Not logged in. 550 Requested action not taken. File unavailable. 200 Command OK. 220 Service ready for new user. 221 Service closing control connection. 226 Closing data connection. 227 Entering Passive Mode (h1,h2,h3,h4,p1,p2). 230 User logged in, proceed. 250 Requested file action OK, completed. 125 Data connection already open; transfer starting. 150 File status okay; about to open data connection. FTP Algunos comandos de FTP (se pasan en la conexión de control): CWD Change the current directory on the server. PWD Print the current directory on the server. LIST List the contents of a directory. MKD Creates a directory on the server. RMD Removes a directory from the server. DELE Removes a file from the server. USER Sends the username for the login. PASS Sends the password for the login. ABOR Abort the transfer. QUIT Closes the connection with the server. TYPE Toggles the binary flag on the server. PORT Asks the server to connect to the client. PASV Requests a data connection on a new port. RETR Requests the server to send a file. STOR Sends a file from the client to the server SYST Gets the OS information of the server. HELP Get help on a verb. NOOP No operation. 8

9 FTP Al solicitar un archivo, se abre una conexión de datos con el comando PORT. Telnet 9

10 Telnet Antes, los vendedores permitían a clientes conectarse a sus sistemas solo mediante las terminales que ellos fabricaban. Telnet permite conexión a sistemas remotos independientemente del fabricante. El protocolo hace una negociación entre cliente y servidor para determinar el tipo de terminal a emular. Ver RFC 854. Telnet Telnet ofrece tres servicios básicos: Una terminal virtual en red. Un mecanismo que permite a clientes y servidores negociar opciones. Ejemplos: modo ascii/binario, etc. Manejo simétrico de los extremos. no se requiere que uno sea un servidor y el otro una terminal. ambos extremos pueden ser aplicaciones. 10

11 Telnet Servicio de terminal virtual con Telnet: Telnet Algunos comandos de Telnet: SE 240 End of subnegotiation parameters. NOP 241 No operation DM 242 Data mark. BRK 243 Break. Indicates that the "break" or "attention" key was hit. IP 244 Suspend, interrupt or abort the process. AO 245 Abort output. AYT 246 Are you there? EC 247 Erase character. EL 248 Erase line. GA 249 Go ahead. SB 250 Subnegotiation of the indicated option follows. WILL 251 Indicates the desire to begin performing, or confirmation that you are now performing, the indicated option. WONT 252 Indicates the refusal to perform, or continue performing, the indicated option. DO 253 Indicates the request that the other party perform, or confirmation that you are expecting the other party to perform, the indicated option. DONT 254 Indicates the demand that the other party stop performing, or confirmation that you are no longer expecting the other party to perform, the indicated option. IAC 255 Interpret as command 11

12 Telnet Los comandos tienen entonces la forma: IAC, <tipo operación>, <opción> (IAC = Interpret As Command) En el sig. ejemplo el cliente pide establecer un tipo de terminal y el servidor responde diciendo que lo haga: Ver Protocolos para 12

13 El correo electrónico es quizás el servicio más usado en Internet. Los primeros sistemas de en ARPAnet eran básicamente servicios de transferencia de archivos. La primera línea de los archivos contenía la dirección del destinatario. Por supuesto, rápidamente se hicieron evidentes las limitaciones de este esquema. En 1982 se publicaron propuestas para con el RFC 821 (protocolo de transmisión) y el RFC 822 (formato de los mensajes). desde entonces se convirtieron en los estándares de facto en Internet. Dos años después el CCITT emitió la recomendación X.400 ésta formó luego la base de MOTIS de OSI. Eventualmente los sistemas X.400 (y MOTIS) fueron desapareciendo. 13

14 SMTP El término SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) se usa para referirse a la combinación de 3 protocolos: El estándar (STD 10/RFC 821) que especifica el protocolo para enviar correo entre hosts TCP/IP. El estándar (STD 11) para el formato de mensajes. El RFC 822 describe la sintaxis de los encabezados y su interpretación. El RFC 1049 describe el manejo de mensajes que no son texto. Un estándar para el encaminamiento de correo usando DNS (RFC 974) llamado DNS-MX. SMTP El STD 10/ RFC 821 establece que los datos enviados son ASCII de 7 bits. Esto es adecuado para mensajes en inglés, pero no para otros idiomas o mensajes que no son texto. Hay dos estrategias para superar estas limitaciones: MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions), que especifica un mecanismo para codificar texto y datos binarios en ASCII de 7 bits en el mensaje (RFC 1521 y 1522). SMTPSE (SMTP Service Extensions), que permite mensajes codificados en 8 bits. 14

15 Modelo SMTP UA = User Agent MTA = Message Transfer Agent Modelo SMTP El intercambio de correos usando TCP/IP es realizado por los MTA. Los usuarios interactúan con los UA para leer/escribir mensajes. El MTA mete los mensajes recibidos en buzones. 15

16 Mensajes Cada mensaje contiene: Un encabezado, tal como lo define el RFC 822 el encabezado termina con una línea nula. El cuerpo, formado por todo lo que viene después de la línea nula. secuencia de líneas con caracteres ASCII de 7 bits. el mensaje es terminado por una línea conteniendo solamente un punto. Mensajes Algunos campos habituales en encabezados: 16

17 Protocolo SMTP SMTP es un protocolo ASCII simple. Primero el cliente establece una conexión al servidor en el puerto 25. El servidor responde identificándose y anunciando si está listo o no para recibir. si no lo está, el cliente reintenta luego. Se siguen intercambiando líneas de texto. Todas las réplicas tienen un código numérico al comienzo de la línea. Protocolo SMTP Algunos códigos de SMTP: 17

18 Protocolo SMTP Protocolo SMTP 1. El cliente establece una conexión y espera a que el servidor envíe un mensaje "220 Service ready" o "421 Service not available". 2. El cliente envía un HELO con su nombre de dominio. Si el cliente soporta extensiones de SMTP (RFC 1651), puede sustituir HELO por EHLO. Un servidor que no soporte las extensiones responderá con "500 Syntax error, command unrecognized". El emisor SMTP debe reintentar con HELO, o si no puede retransmitir el mensaje sin extensiones, enviar un mensaje QUIT. Si el servidor soporta las extensiones de servicio, responde con un mensaje multi-línea 250 OK que incluye una lista de las extensiones de servicio que soporta. 18

19 Protocolo SMTP 3. El envía el comando MAIL al servidor. Este comando contiene la ruta de vuelta al emisor que se puede emplear para informar de errores. Si se acepta, el receptor replica con un "250 OK". 4. Luego se le dá al servidor el destino del mensaje(puede haber más de un receptor). Esto se hace enviando uno o más comandos RCPT TO:<forward-path>. Cada uno de ellos recibirá una respuesta "250 OK" si el servidor conoce el destino, o un "550 No such user here" si no. Protocolo SMTP 5. Cuando se envían todos los comandos RCPT, el emisor envía un comando DATA para notificar al receptor que a continuación se envían los contenidos del mensaje. El servidor replica con "354 Start mail input, end with <CRLF>.<CRLF>". Nótese que se trata de la secuencia de terminación que el emisor debería usar para terminar los datos del mensaje. 19

20 Protocolo SMTP 6. El cliente envía los datos línea a línea, acabando con la línea <CRLF>. <CRLF> que el servidor reconoce con "250 OK" o el mensaje de error apropiado si cualquier cosa fue mal. 7. Ahora hay varias acciones posibles: El cliente no tiene más mensajes que enviar; cerrará la conexión con un comando QUIT, que será respondido con "221 Service closing transmission channel". El cliente no tiene más mensajes que enviar, pero está preparado para recibir mensajes (si los hay) del otro extremo. Mandará el comando TURN. Los dos extremos intercambian sus papeles empezando por el paso 3. El cliente tiene otro mensaje que enviar, y simplemente vuelve al paso 3 para enviar un nuevo MAIL. Protocolo SMTP Ejemplo de conversación en envío: sun % mail -v To: Subject: testing 1, 2, 3.. Sending Connecting to mailhost via ether...trying connected 220 noao.edu Sendmail 4.1/SAG-Noao.G89 ready at Mon, 19 Jul 93 12:47:34 MST >>> HELO sun.tuc.noao.edu 250 noao.edu Hello sun.tuc.noao.edu., pleased to meet you >>> MAIL 250 Sender ok >>> RCPT 250 Recipient ok >>> DATA 354 Enter mail, end with. on a line by itself >>>. 250 Mail accepted >>> QUIT 221 noao.edu delivering mail Sent sent. 20

21 Protocolo SMTP Aunque el usuario solo tecleó la línea 1, 2, 3. el UA y el MTA agregan otras mas: Received: by sun.tuc.noao.edu. (4.1/SMI-4.1) id AA00502; Mon, 19 Jul 93 12:47:32 MST Message-Id: From: (Richard Stevens) Reply-To: X-Phone: X-Mailer: Mail User s Shell ( /14/92) To: Subject: testing 1, 2, 3. POP (Post Office Protocol) Siendo que SMTP es una aplicación punto a punto más que de retransmisión, es necesario que el servidor esté disponible cuando un cliente desea enviarle correo. Esto no suele ser un problema en sistemas multiusuario porque están disponibles la mayor parte del tiempo. En sistemas monousuario, sin embargo, este no es el caso, y se requiere un método para asegurar que el usuario tenga un buzón disponible en otro servidor. 21

22 POP (Post Office Protocol) Hay varias razones por las que es deseable descargar a la estación de trabajo de las funciones del servidor de correo, entre ellas la falta de recursos en estaciones de trabajo pequeñas, la falta o encarecimiento de la conectividad TCP, etc. El POP describe cómo un programa que se ejecuta en una estación de trabajo final puede recibir correo almacenado en sistema servidor de correo. POP (Post Office Protocol) La versión 3 (POP3) se describe en el RFC El protocolo es en texto plano. Normalmente el servidor usa el puerto 110. Al hacer la conexión, el servidor responderá con algo parecido a: +OK POP3 cs.ensenada.edu v4.38 server ready Las respuestas de POP inician con +OK o -ERR 22

23 POP (Post Office Protocol) Inicialmente se está en modo login y los unicos comandos válidos son USER, PASS y QUIT. Una vez hecho login se puede trabajar con el buzón. Para ello hay varios comandos, algunos de los cuales se muestran enseguida. POP (Post Office Protocol) 23

24 Mensajería instantánea MSN Messenger MSN Messenger tiene básicamente dos etapas en su funcionamiento: Fase de autentificación. Cuando los usuarios se dan de alta y obtienen la lista de otros usuarios. Fase de mensajería. Cuando se está en condiciones de interactuar con los otros usuarios. 24

25 MSN IM - Protocolo IM tiene un protocolo de texto ASCII. Los comandos tienen un mnemónico de 3 letras, seguido de parámetros y terminados en \r\n. El primer parámetro es un número de transacción. los mensajes (MSG) son comandos especiales, después de la primera línea va un encabezado MIME indicando la longitud del mensaje. El servidor trabaja en el puerto 1863 con una conexión TCP. Ver MSN IM - Protocolo Hay tres tipos de servidores: Dispatch server. Punto inicial de conexión. Notification server. El dispatch server envía hacia éste; se mantiene el status de la sesión, notifica de usuarios que entran y salen, peticiones de chats, etc. Switchboard server. Atiende las ventanas de chats, transferencias de archivos, etc. 25

26 MSN IM - Protocolo Cuando algo sale mal, el servidor envía un mensaje de error. Estos son números de tres dígitos, seguidos por el ID de la transacción a cual responden. cualquier tipo de servidor puede enviar estos mensajes de error. MSN IM - Protocolo Algunos mensajes de error: 200 Syntax error 201 Invalid parameter 205 Invalid user 217 User not online 280 Switchboard failed 281 Transfer to switchboard failed 302 Not logged in 500 Internal server error 600 Server is busy 707 Could not create connection 711 Write is blocking 712 Session is overloaded 713 Too many active users 714 Too many sessions 715 Not expected 717 Bad friend file 911 Authentication failed 913 Not allowed when offline 920 Not accepting new users 26

27 MSN IM - Conexión Se inicia una sesión conectándose al dispatch server. Se inicia luego el proceso de login mandando las versiones para las cuales el cliente tiene soporte. VER 0 MSNP7 MSNP6 MSNP5 MSNP4 CVRO Si todo sale bien, el servidor responde con un mensaje similar. hasta aquí ya se pusieron de acuerdo en las versiones de protocolo que pueden manejar. MSN IM - Conexión Enseguida, el cliente pide iniciar la autentificación: INF 1 El servidor responde con INF y el tipo de autentificación utilizada: INF 1 MD5 Se manda luego la identidad del usuario: USR 2 MD5 El servidor responde con la dirección (y puerto) del notification server: XFR 2 NS : Se cierra la conexión y se abre otra al notification server. 27

28 MSN IM Algunas acciones Agregar/borrar usuarios: Se agrega con ADD: ADD 10 AL Se borra con REM: REM 12 AL El servidor notifica al usuario que fue agregado con un ADD con número de transacción 0. En forma similar para notificar que ha sido borrado, solo que con REM. MSN IM Algunas acciones Algunas acciones en el Notification Server: Se cambia status con CHG: CHG 8 AWY Los códigos son: NLN online, FLN offline, HDN - hidden, IDL iddle, AWY away, BSY busy, BRB be right back, PHN on the phone, LUN out to lunch El servidor informa a los usuarios de cambios con los comandos NLN (usuario sale) o FLN (cambio de status). 28

29 MSN IM Algunas acciones Iniciar sesión con el switchboard server: Para iniciar una sesión de mensajes, se solicita con un comando como: XFR 10 SB El NS responde con la dirección (y puerto) del servidor, y un código hash necesario para hacer login: XFR 10 SB :1863 CKI MSN IM - Mensajes Para notificar que el usuario se encuentra tecleando texto, se manda un mensaje que tiene la forma: MSG 3 U 93 MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/x-msmsgscontrol TypingUser: 29

30 MSN IM - Mensajes Un mensaje tiene la forma: MSG 3 A 157 MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=utf-8 X-MMS-IM-Format: FN=Microsoft%20Sans%20Serif; EF=I; CO=000000; CS=0; PF=22 Hello! How are you? El segundo parámetro indica si se requiere verificación de recepción de mensajes. U=no verificar, A=ack, N=nack El formato indica tipo de letra, color, charset (ASCII=0). MSN IM - logout Para salir del sistema, se envía un comando OUT sin parámetros ni ID de transacción. similarmente para terminar una sesión de chat (se manda el OUT al switchboard). El servidor puede desconectar a un usuario Le manda lo siguiente si lo desconecta porque ya estaba conectado desde otra parte: OUT 5 OTH Si se desconecta por problemas del servidor se manda: OUT 5 SSD 30

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