¿Cómo se identifica el socket? Para enviar una carta a un amigo es necesario saber su dirección para que llegue al buzón de su casa. Cada sistema final tiene un dirección IP única de 32 bits.
P: ¿es suficiente con la dirección para hacer que llegue la carta a un amigo? R: No, varias personas pueden estar viviendo en el misma casa. Varios protocolos de aplicación pueden estar ejecutándose en un sistema final. Navegador, lector de correo, Skype, …
A las direcciones IP se les asocia un nombre, que es el que se utiliza para identificar a los equipos. Por ejemplo, www.dte.us.es = 150.214.141.196 Más sobre nombres en el apartado siguiente… Nota
Cada protocolo de aplicación se identifica por un número de puerto. El número de puerto usado para identificar al proceso cliente y servidor en general no coinciden. Ej. de número de puerto: Servidor HTTP: 80 Servidor Email: 25 Servidor DNS: 53
La ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers), se encarga del registro de los puertos de protocolos de aplicación públicos. http://www.iana.org/assignments/port-numbers Existen diferentes tipos de puertos. Un socket queda identificado por: Dirección IP. Número de puerto. ¿Cómo se identifica el socket?
Internet Interfaz Usuario Interfaz Usuario Dir IP cliente, puerto Ejemplo Servidor web DTE 150.214.141.196, 80
Localhost suele tener asociado la IP 127.0.0.1, aunque puede ser otra. Más en el tema 4… Localhost: Conectando 2 procesos del mismo sistema final Nota localhost: es un “nombre especial” que está asociado a una dirección IP especial que sirve para identificar al propio sistema final. Permite probar aplicaciones en red en un único sistema final sin necesidad de estar conectado a una red. En general permite comunicar procesos en un mismo sistema final usando los servicios de comunicaciones de Internet.
P: ¿Por qué el Servicio de Comunicación del sistema final es capaz de distinguir a cada proceso? (Gp:) Servicio de Comunicación de Internet S.O. (Gp:) socket1 (Gp:) proceso1 (Gp:) socket2 (Gp:) proceso2
¿Qué servicios de transporte necesito? Perdida de datos Algunas aplicaciones toleran algo de perdida (ej: audio, video) Otras requieren 100% de fiabilidad (ej: login, transferencia de archivos) Temporización Algunas aplicaciones precisan de retardos cortos para ser 'efectivas' (ej: telefonía por internet, juegos interactivos) Tasa de transferencia Algunas requieren una tasa mínima para funcionar adecuadamente (ej: multimedia) Otras, conocidas como “aplicaciones elásticas”, hacen uso de la tasa disponible en cada momento Seguridad Encriptación, integridad de los datos, …
Requisitos de algunas aplicaciones comunes Aplicación
transferencia ficheros e-mail páginas web audio/vídeo en tiempo real audio/vídeo archivado juegos interactivos mensajería instantánea Pérdida datos
sin pérdidas sin pérdidas sin pérdidas tolerante
tolerante tolerante sin pérdidas Tasa transferencia
elástica elástica elástica audio: 5kbps-1Mbps vídeo:10kbps-5Mbps como la anterior varios kbps elástica Sensible temp.
no no no Sí, 100’s ms
Sí, pocos segs Sí, 100’s ms Sí y no
Servicios de los protocolos de Internet Servicio TCP: Orientado a conexión: requiere acuerdo previo entre los procesos cliente y servidor antes de iniciar la transferencia Transporte fiable entre procesos emisor y receptor Control de flujo: emisor no saturará al receptor Control de congestión: uso equitativo del ancho de banda No provee: temporización, garantizar un ancho de banda, seguridad Servicio UDP: Transporte ligero, no orientado a conexión y no confiable entre procesos emisor y receptor No provee: acuerdo previo entre procesos, fiabilidad, contol de flujo, control de congestión, temporización, ancho de banda garantizado, ni seguridad.
P: ¿Qué utilidad tiene UDP?
Ejemplos: Protocolos de aplicación y transporte Aplicación
e-mail acceso remoto web transferencia de ficheros streaming multimedia
telefonía IP
Traducción de nombres en direcciones IP
Protocolo delnivel de aplicación
SMTP [RFC 2821] Telnet [RFC 854] HTTP [RFC 2616] FTP [RFC 959] HTTP (ej: YouTube), RTP [RFC 1889] SIP, RTP, propietario (ej: Skype)
DNS [RFC 1034]
Protocolo de transporte
TCP TCP TCP TCP TCP o UDP
usualmente UDP
TCP o UDP (usual)
DNS: Domain Name System personas: muchos IDs: DNI, nombre, nº seguridad social… equipos y routers de Internet: direcciones IP (32 bit) – sirven para direccionar datagramas “nombre”, ej: www.google.com – usado por humanos P: ¿cómo mapeamos entre direcciones IP y nombres y viceversa? Domain Name System: Base de datos distribuida implementada con una jerarquía de servidores de nombres Protocolo de nivel de aplicación: equipos y servidores de nombres se comunican para resolver nombres (traducción de direcciones y de nombres) nota: característica fundamental de Internet, ¡implementada en el nivel de aplicación!
DNS ¿por qué no centralizar el servicio de DNS? Único punto de falla Volumen de tráfico Distancia a la base de datos Mantenimiento en definitiva… ¡no sería escalable! Servicio DNS Traducción de nombre a IP (directa) Traducción de IP a nombre (inversa) Creación de ”alias” Alias de email @dominio Distribución de carga Servidores web replicados: conjunto de Ips para un único nombre canónico Usa UDP El cliente envía mensajes al puerto 53 del servidor a través del socket.
DNS: caché y actualización entradas Una vez que un servidor DNS aprende una traducción, ésta se guarda en una memoria caché Las traducciones más habituales suelen estar en caché y no hace falta consultar a otros DNS. Las entradas de la caché “caducan” tras un tiempo determinado (timeout) Hay mecanismos de actualización y notificación entre DNS propuestos por el IETF standard RFC 2136
DNS: ¿cómo funciona? (simplificación) Cuando una aplicación en un sistema final consulta al servicio DNS la dirección IP asociada a un nombre de equipo, o viceversa. El servicio DNS busca en su “caché de DNS” para ver si tiene una entrada para la dirección IP o el nombre, según corresponda, puede ocurrir que… … encuentre la entrada. En este caso le devuelve a la aplicación la IP o el nombre. … no encuentre la entrada. Envía un mensaje (DNS_PDU) de “Solicitud de DNS” al servidor de DNS que tenga configurado y se espera a recibir la “Respuesta de DNS” del servidor con la información solicitada que entregará a la aplicación que solicitó su servicio. En caso de que no sea posible resolver un nombre o una dirección IP avisa a la aplicación que solicitó su servicio Un servidor de DNS al recibir una “Solicitud DNS” se comporta como el servicio de DNS en el sistema final, busca en su caché y consulta a otros servidores de DNS si no encuentra la información solicitada. Nota
DNS: ¿Cómo funciona? Cont. tiempo tiempo Nivel Aplicación Nivel Aplicación Servicio Transporte No fiable Envío DNS_PDU Recepción DNS_PDU Servicio no confirmado Envío DNS_PDU Recepción DNS_PDU Cliente Servidor
WWW (World-Wide-Web) Primero, un repaso… Una página web contiene una serie de objetos Esos objetos pueden ser: fichero HTML, imagen JPEG, applet Java, fichero audio,… Consiste en un fichero base HTML que incluye objetos referenciados Cada objeto es direccionable a través de su URL Ejemplo de URL (Uniform Resource Locator):
(Gp:) www.informatica.us.es/index.php/organizacion-docente (Gp:) host name (nombre del servidor donde está el objeto) (Gp:) path name (nombre de la ruta al objeto en el servidor)
Formato del lenguaje HTML Sirve para elaborar las páginas web, desde 1991. Se usan elementos con etiquetas entre < >. Cada elemento suele tener 4 campos: una etiq. inicio (< html>) y una etiq. cierre (< /html>), unos atributos (en la de inicio) y un contenido (entre ambas). < !DOCTYPE html…> define inicio documento (opcional) < html>página< /html> define inicio/fin documento < head>cabecera< /head> el contenido de la cabecera (información “no visible” al usuario, como título, estilos, metainformación, etc…) < body>cuerpo< /body> define el cuerpo, contiene: de < h1> a < h6> encabezados < table>tabla< /table> crea una tabla filas/cols < a href=“URL”>enlace< /a> hipervínculo: al hacer click en “enlace” se solicita la página de URL. < img src=“URL”/> imagen referenciada, el navegador la carga a continuación desde URL para visualizarla. (Gp:) Se puede ver el código HTML de una página en elnavegador, botón derecho -> ver código fuente (Gp:) Nota
Vistazo de HTTP HTTP: HyperText Transfer Protocol Protocolo de nivel de aplicación para la web Modelo cliente/servidor cliente: navegador que pide, recibe y muestra los objetos web servidor: proceso que envía los objetos pedidos por los clientes PC corriendo IExplorer Servidor corriendo servidor webApache Linux corriendo Firefox Petición HTTP Petición HTTP Respuesta HTTP Respuesta HTTP
Nota Vistazo de HTTP (cont.) Usa TCP: El cliente inicia una conexión TCP (“crea un socket”), con el puerto 80 del servidor El servidor acepta la conexión TCP del cliente Se intercambian mensajes HTTP (de nivel de aplicación) el navegador web (cliente) y el servidor web (servidor) Se cierra la conexión TCP HTTP es “sin estado” El servidor no guarda información acerca de las peticiones anteriores de los clientes Los protocolos que recuerdan el estado son “complejos”: El histórico de estados anteriores se debe mantener Si el cliente o el servidor “caen” sus estados pueden ser inconsistentes y tienen que sincronizarse
Tipo de conexiones HTTP HTTP no-persistente Cómo máximo se envía un objeto por cada conexión TCP.
HTTP persistente Se pueden enviar multiples objetos por una misma conexión TCP entre cliente y servidor.
HTTP No-persistente Supongamos que un usuario introduce esta URL: 1a. La aplicación cliente HTTP solicita establecer una conexión TCP con el proceso servidor en el equipo www.dte.us.es al puerto 80 2. El cliente HTTP envía un mensaje de petición (qué contiene la URL) en la conexión TCP establecida. El mensaje indica que el cliente quiere el objeto /personal/smartin/lab3/referencias.html
1b. La aplicación servidora HTTP en el equipo www.dte.us.es, que estaba a la espera de conexiones TCP en el puerto 80, acepta esta conexión, notificándoselo al cliente. 3. El servidor HTTP recibe la petición, forma un mensaje de respuesta conteniendo el objeto solicitado y lo envía a través de su socket. tiempo (contiene texto y referencias a 13 objetos) http://www.dte.us.es/personal/smartin/lab3/referencias.html 1a. 1b. 2. 3. Aplicación Cliente Aplicación Servidora 4. El servidor HTTP solicita cierre de la conexión TCP. (También lo ha podido hacer el cliente) 4. 5. El cliente HTTP recibe el mensaje de respuesta, conteniendo el fichero HTML, muestra el contenido y lo analiza encontrando 13 referencias a otros objetos. 6. Los pasos 1-5 se repiten para cada una de los 13 objetos (4 imágenes y 9 scripts JavaScript) con URLs distintas. Servicio Transporte fiable
HTTP No-persistente: Tiempo de respuesta RTT (Round-Trip Time, tiempo de ida y vuelta): el tiempo que tarda desde que se solicita un servicio al nivel de transporte hasta que este está completado o solicita envío mensaje petición y se empieza a recibir primeros bytes respuesta. Tiempo de respuesta (TR): 1 RTT, inicio conexión. 1 RTT, petición HTTP y primeros bytes de respuesta HTTP. Tiempo transmisión bytes objeto solicitado (TTO). Petición Solicitud conexión RTT RTT tiempo tiempo TR= 2RTT + TTO
Nivel Aplicación Indicación Solicitud conexión Nivel Aplicación Servicio Transporte fiable Respuesta Solicitud conexión Confirmación Solicitud conexión Envío HTTP_PDU Recepción HTTP_PDU Servicio confirmado Servicio no confirmado Envío HTTP_PDU Recepción HTTP_PDU TTO Cliente Servidor
HTTP Persistente Inconvenientes del HTTP no-persistente: Requiere 2 RTTs por objeto (más lo que tarde en transmitirse dicho objeto). Sobrecarga SO con cada conexión TCP
HTTP persistente El servidor mantiene la conexión abierta tras enviar la respuesta Los siguientes mensajes HTTP entre el mismo cliente y el servidor se envían por la conexión abierta El cliente envía una nueva petición cuando acaba de recibir el objeto anterior Cada objeto referenciado tarda sólo 1 RTT (más lo que tarde en transmitirse dicho objeto). Conexiones HTTP en paralelo: Los navegadores a menudo abren varias conexiones TCP en paralelo para obtener los objetos referenciados más rápidamente, los cuales se piden de forma simultánea por cada conexión (sean estas persistentes o no). Nota
Mensajes HTTP (HTTP_PDU) Hay 2 tipos de mensajes: Petición HTTP: Enviada por el cliente Transporta información necesaria (HTTP_PCI) para solicitar un objeto del servidor (HTTP_UD) Se compone de caracteres ASCII (texto inteligible) Respuesta HTTP: Enviada por el servidor Transporta si procede el objeto (HTTP_UD) solicitado por el cliente además de información de control (HTTP_PCI)
< CR>: Carriage-Return : r < LF>: Line-Feed: n Mensaje de Petición HTTP Línea de petición (comandos GET,POST, HEAD) Líneas decabecera r y n al principiode una línea indicanel final de las líneasde cabecera GET /index.html HTTP/1.1rn Host: www-net.cs.umass.edu rn User-Agent: Firefox/3.6.10rn Accept: text/html,Aplicación/xhtml+xmlrn Accept-Language: en-us,en;q=0.5rn Accept-Encoding: gzip,deflatern Accept-Charset: ISO-8859-1,utf-8;q=0.7rn Keep-Alive: 115rn Connection: keep-alivern rn Carácter retorno-de-carro Carácter nueva-línea Nota (Gp:) UD
Algunas Cabeceras HTTP que puede enviar el cliente Host: hostname (nombre del servidor web) User-Agent: versión_del_navegador Accept-xxx: lista_de_preferencias_para_xxx Connection: keep-alive El cliente solicita al servidor una conexión persistente al servidor Keep-Alive: nnn El cliente solicita al servidor el tiempo máximo de nnn segundos para las conexiones persistentes
PDU Mensaje de Petición HTTP: formato general línea depetición Cuerpo PCI UD UD líneas decabecera
Subida de parámetros (de un formulario) Una página web a menudo incluye un formulario con unos parámetros que se envían al servidor. Hay 2 métodos de envío: Método POST: Los parámetros se suben al servidor en el CUERPO de la petición Método GET: Las entradas se pasan al servidor en la propia URL, con la línea de petición (separado por “?” y “&”):
GET /buscar?monos&platanos HTTP/1.1rn Host: www.unbuscador.comrn ….
Tipos de métodos HTTP/1.0 (RFC-1945) GET POST HEAD Idéntico al GET, salvo que no se incluye el objeto en el cuerpo de la respuesta (sólo las cabeceras correspondientes) HTTP/1.1 (RFC-2616) GET, POST, HEAD PUT Sube el fichero en el CUERPO de la petición al path especificado en la URL DELETE Borra del servidor el fichero especificado en la URL
Mensaje de Respuesta HTTP línea de estado (protocolo, código estado, frase estado) líneas decabecera CUERPOej: archivoHTML pedido HTTP/1.1 200 OKrn Date: Sun, 26 Sep 2010 20:09:20 GMTrn Server: Apache/2.0.52 (CentOS)rn Last-Modified: Tue, 30 Oct 2007 17:00:02 GMTrn ETag: "17dc6-a5c-bf716880"rn Accept-Ranges: bytesrn Content-Length: 2652rn Keep-Alive: timeout=10, max=100rn Connection: Keep-Alivern Content-Type: text/html; charset=ISO-8859-1rn rn data data data data data data data data data data data data data data data data data data data data data data data data data data data data data data data data data data data … UD PCI
Algunas Cabeceras HTTP que puede enviar el servidor Date: fecha (en el que se envía el mensaje) Last-Modified: fecha (en la que el objeto se modificó por última vez) Server: versión_del_servidor Content-Type: tipo_del_objeto (HTML, imagen, …) Content-Length: tamaño_del_cuerpo (en bytes) Connection: keep-alive El servidor confirma al cliente que esa conexión será persistente Keep-Alive: timeout=ttt, max=nnn El servidor cerrará la conexión persistente tras ttt segundos de inactividad o tras nnn segundos en cualquier caso.
Códigos de estado (Respuesta) 200 OK Petición exitosa, el objeto solicitado va a continuación… 301 Moved Permanently El objeto se ha movido permanentemente, se especifica la ubicación nueva (cabecera “Location:”) 400 Bad Request Mensaje de petición no entendido por el servidor 404 Not Found El documento solicitado no se encuentra en el servidor 505 HTTP Version Not Supported El código de estado aparece en la primera línea de la respuesta del servidor al cliente. Algunos códigos habituales:
Prueba el HTTP tú mismo 1. Telnet a tu servidor Web favorito:
Abre conexión TCP al puerto 80 (puerto HTTP por defecto) de www.dte.us.es
Todo lo que escribas se envía allí telnet www.dte.us.es 80 2. Escribe una petición GET:
GET /docencia/ HTTP/1.1 Host: www.dte.us.es
Escribe esto (con doble-enter al final) para enviar un GET request reducido a un servidor HTTP 3. Mira el mensaje de respuesta del servidor! (o puedes usar Wireshark!) P. ¿Qué ocurre si envío “hola”?
Cookies: manteniendo “el estado” Muchos servicios web usan cookies 4 componentes: 1) cabecera Set-cookie: en el mensaje de respuesta 2) cabecera Cookie: en el mensaje de petición 3) archivo de cookies almacenado por el equipo del usuario y gestionado por el navegador 4) base de datos back-end en el servidor web Ejemplo de uso: Susana siempre accede a Internet desde su PC Visita una tienda online (ej: Amazon) por primera vez Al llegar las peticiones, el servidor crea: Un ID único Una entrada para esa ID en la base de datos back-end
Cookies: Ejemplo de uso Servidor de AMAZON (Gp:) Mensaje resp. normal
(Gp:) Mensaje resp. normal
Almacén cookies …y 1 semana después (Gp:) Mensaje pet. Normal + cookie: 1678 (Gp:) acciónespecíficade la cookie (Gp:) acceso
(Gp:) ebay 8734
(Gp:) Mensaje pet. normal (Gp:) Amazon creael ID 1678para el usuario (Gp:) creaciónentrada
(Gp:) Mensaje resp. normal + Set-cookie: 1678 (Gp:) ebay 8734 amazon 1678
(Gp:) Mensaje pet. normal + cookie: 1678 (Gp:) acciónespecíficade la cookie (Gp:) acceso
(Gp:) ebay 8734 amazon 1678
Back-end Cliente visitaAMAZON
Cookies: discusión Posibles aplicaciones: autorización carritos de la compra recomendaciones mantenimiento de sesión de usuario (ej: webmail) cookies y la intimidad: las cookies permiten a los sitios conocer mucho sobre ti puedes estar dando información personal a esas páginas: emails, nombres, etc… Nota
Servidor Proxy (Caché de la Web) El navegador se configura para usar el Proxy-Caché. Entonces se envían todas las peticiones HTTP al Proxy objeto en la caché: se devuelve el objeto si no: caché solicita el objeto al servidor original y lo devuelve al cliente. Objetivo: satisfacer la petición del cliente sin involucrar al servidor web original cliente Proxy server cliente (Gp:) Petición HTTP
(Gp:) Respuesta HTTP
Petición HTTP Petición HTTP servidororiginal servidororiginal Respuesta HTTP Respuesta HTTP
Más acerca del Proxy El caché actúa como cliente (del servidor original) y como servidor (del cliente) Normalmente se instalan en los ISP (universidades, compañias, ISPs residenciales) ¿por qué es interesante? Reducir el tiempo de respuesta de la petición del cliente Reducir el tráfico de enlace de datos de una institución Permitir a proveedores “pequeños” entregar de forma eficiente los contenidos (algo que también permite P2P)
GET Condicional Proxy (o caché del navegador): especifica la fecha de la copia cacheada en la petición HTTP If-modified-since: < date> Servidor: en la respuesta van cabeceras y… a) no va ningún objeto si la copia no se ha modificado… HTTP/1.0 304 Not Modified b) o bien se envía el objeto si está modificado, junto con la fecha de modificación: Last-modified:< fecha> Proxy o Caché Servidor Petición HTTP If-modified-since:< fecha> (Gp:) Respuesta HTTP HTTP/1.0 304 Not Modified
Si el objeto NOfue modificadodespués de < fecha> Petición HTTP If-modified-since:< fecha> Respuesta HTTP HTTP/1.0 200 OK Last-modified:< fecha> < data> Que el servidor web no envíe el objeto si la caché tiene una versión actualizada del mismo Objetivo Si el objeto SÍfue modificadodespués de < fecha>
Programación de Sockets Socket API Se introdujo en BSD4.1 UNIX, 1981 Los sockets se crean, usan y liberan de forma explícita por las aplicaciones Paradigma cliente/servidor 2 tipos de servicios: No fiable, orientado a datagramas (UDP) Fiable, orientado a flujo de bytes (TCP) Un interfaz del equipo local, creado por una aplicación y controlado por el SO (una “puerta”) por la que el proceso de aplicación puede tanto envíar/recibir mensajes a/desde otros procesos remotos (o incluso locales) (Gp:) socket
Objetivo: aprender cómo se programa una aplicación cliente/servidor que se comunique usando sockets
Protocolo aplicación
Internet Interfaz Usuario Interfaz Usuario Dir IP cliente, puerto Servidor Dir IP servidor, puerto Cliente
Programación de Sockets con TCP Socket: la interfaz entre el proceso y el protocolo de transporte extremo a extremo (TCP o UDP) servicio TCP: transferencia fiable de un flujo de bytes (stream) de un proceso a otro (Gp:) proceso (Gp:) TCP con buffers, variables (Gp:) socket
Controlado por el desarrollador de la aplicación Controlado porel Sist.Operativo Cliente o servidor (Gp:) proceso (Gp:) TCP con buffers, variables (Gp:) socket
Cliente oservidor internet Controlado por el desarrollador de la aplicación Controlado porel Sist.Operativo
Programación de Sockets con TCP El cliente debe contactar con el servidor Proceso servidor debe estar corriendo primero El servidor debe haber creado un socket (una “puerta”) que aceptará la solicitud de conexión de cualquier cliente. El cliente para contactar creará un socket TCP local especificará la IP y el nº de puerto del proceso servidor Al crearse el socket en el cliente se crea una conexión TCP con el servidor Cuando es contactado por un cliente, el servidor TCP crea un nuevo socket para que el proceso servidor se comunique con él Permite al servidor hablar con múltiples clientes El nº de puerto de origen se usa para distinguir a los clientes [más en Tema 3] Punto de vista de la aplicación TCP provee una transferencia fiable y ordenada de bytesentre un cliente y un servidor
Interacción cliente/servidor con TCP (Gp:) espera peticiones de conexión entrantes (Gp:) connectionSocket = welcomeSocket.accept()
(Gp:) crea socket-servidor, puerto=x, pararecibir peticiones: (Gp:) welcomeSocket = ServerSocket()
(Gp:) crea socket, se conecta a hostid, puerto=x (Gp:) clientSocket = Socket()
(Gp:) cierra connectionSocket (Gp:) lee respuesta de clientSocket (Gp:) cierra clientSocket
Servidor (corriendo en hostid) Cliente (Gp:) envia petición usando clientSocket
(Gp:) lee petición de connectionSocket (Gp:) escribe respuesta a connectionSocket
(Gp:) TCP setup
establecimiento de la conexión
hostid = IP o nombre Enviar primitiva: Conexión.request Esperar primitiva: Conexión .confirm Enviar primitiva: Data.request Esperar primitiva: Conexión.indication Enviar primitiva: Conexión.response Esperar primitiva: Data.indication
Stream de Java stream (flujo) es una secuencia de caracteres/bytes que entran o salen a/de un proceso input stream está conectado a una fuente de entrada de datos, como un teclado o un socket output stream está conectado a una fuente de salida de datos, como un monitor o un socket Ej: en el cliente vamos a usar 3 streams y 1 único socket (Gp:) proceso cliente (Gp:) Socketcliente TCP (Gp:) inputstream (Gp:) outputstream (Gp:) inputstream (Gp:) monitor (Gp:) teclado (Gp:) de la capade transporte
a la capade transporte
Ejemplo: aplicación con sockets TCP Aplicación de ejemplo cliente/servidor TCP: 1) el cliente lee una línea de entrada standard (inFromUser stream) , y la envía al servidor por un socket (outToServer stream) 2) el servidor lee la línea de un socket 3) el servidor convierte la línea a mayúsculas y la envía de vuelta al cliente por el socket 4) el cliente la lee del socket (inFromServer stream) y la muestra en el monitor
Ejemplo: cliente Java (TCP) import java.io.*; import java.net.*; class TCPClient {
public static void main(String argv[]) throws Exception { String sentence; String modifiedSentence;
BufferedReader inFromUser = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
Socket clientSocket = new Socket("hostname", 6789);
DataOutputStream outToServer = new DataOutputStream(clientSocket.getOutputStream());
(Gp:) Crea input stream
(Gp:) Crea objeto clientSocket de tipo Socket, conecta al servidor
(Gp:) Crea output stream conectado al socket
(Gp:) Este paquete contiene las clasesSocket() y ServerSocket()
(Gp:) Nº de puerto del servidor ICI
(Gp:) Nombre del servidor ej: www.dte.us.es ICI
Ejemplo: cliente Java (TCP) (cont) BufferedReader inFromServer = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
sentence = inFromUser.readLine();
outToServer.writeBytes(sentence + 'n');
modifiedSentence = inFromServer.readLine();
System.out.println("FROM SERVER: " + modifiedSentence);
clientSocket.close();
} } Crea input stream conectado al socket Envia líneaal servidor Lee líneadel servidor Cierra socket (¡cierra la puerta al salir!) (Gp:) PDU
Enviar primitiva: Data.request Esperar primitiva: Data.indication
Ejemplo: servidor Java (TCP) import java.io.*; import java.net.*;
class TCPServer {
public static void main(String argv[]) throws Exception { String clientSentence; String capitalizedSentence;
ServerSocket welcomeSocket = new ServerSocket(6789);
while(true) {
Socket connectionSocket = welcomeSocket.accept();
BufferedReader inFromClient = new BufferedReader(new InputStreamReader(connectionSocket.getInputStream()));
(Gp:) El socket de acogida esperacon el método accept()al contacto de un cliente,retorna un nuevo socket
(Gp:) Crea socket de acogida en el puerto 6789
(Gp:) Creainput stream conectado al socket
Ejemplo: servidor Java (TCP) (cont)
DataOutputStream outToClient = new DataOutputStream(connectionSocket.getOutputStream());
clientSentence = inFromClient.readLine();
capitalizedSentence = clientSentence.toUpperCase() + 'n';
outToClient.writeBytes(capitalizedSentence);
connectionSocket.close(); } } }
Lee líneadel socket Crea output stream conectado al socket Escribe línea al socket Fin del bucle while, vuelve y espera laconexión de otro cliente Esperar primitiva: Data.indication (Gp:) PDU
(Gp:) PDU
Enviar primitiva: Data.request
Programación de Sockets con UDP UDP: no hay “conexión” entre cliente y servidor Sin negociación El cliente explícitamente adjunta la dirección IP y puerto de destino de cada mensaje (PDU) que quiera enviar. El servicio de transporte debe pasar al servidor la dirección IP y el puerto del mensaje recibido. UDP: los datos transmitidos pueden ser recibidos de forma desordenada, o algunos pueden perderse (Gp:) Punto de vista de la aplicación:
UDP proporciona una transferenciano fiable de “datagramas” (grupos de bytes) entre el cliente y el servidor
Interacción cliente/servidor con UDP (Gp:) cierra clientSocket (Gp:) lee datagrama de clientSocket
(Gp:) crea socket-datagrama,
(Gp:) clientSocket = DatagramSocket() (Gp:) Cliente (Gp:) crea datagrama con IP del servidor y puerto=x; envía datagrama vía clientSocket
crea socket-datagrama, puerto= x, parasolicitudes entrantes serverSocket = DatagramSocket() (Gp:) lee solicitud de serverSocket
(Gp:) escribe respuesta en serverSocket especificandodirección IPy nº de puerto
Enviar primitiva: Data.request Esperar primitiva: Data.indication hostid = IP o nombre Servidor (corriendo en hostid)
Ejemplo: cliente (con datagramas UDP) (Gp:) Entrada: recibe paquete (TCP recibía “streams” de bytes) (Gp:) proceso cliente (Gp:) Socketcliente UDP (Gp:) Salida: envía paquete (TCP enviaba “streams” de bytes) (Gp:) a la capade transporte (Gp:) de la capade transporte (Gp:) Paquete UDP (Gp:) Paquete UDP (Gp:) Input stream (Gp:) monitor (Gp:) teclado
Ejemplo: cliente Java (UDP) import java.io.*; import java.net.*;
class UDPClient { public static void main(String args[]) throws Exception {
BufferedReader inFromUser = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
DatagramSocket clientSocket = new DatagramSocket();
InetAddress IPAddress = InetAddress.getByName("hostname");
byte[] sendData = new byte[1024]; byte[] receiveData = new byte[1024];
String sentence = inFromUser.readLine(); sendData = sentence.getBytes(); Crea input stream Crea socket UDP en puerto libre Traduce nombredel servidora dirección IP usando DNS
Ejemplo: cliente Java (UDP) (cont) DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(sendData, sendData.length, IPAddress, 9876);
clientSocket.send(sendPacket);
DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(receiveData, receiveData.length);
clientSocket.receive(receivePacket);
String modifiedSentence = new String(receivePacket.getData(),0, String(receivePacket.getLength()); System.out.println("FROM SERVER:" + modifiedSentence); clientSocket.close(); } } Crea T_IDU con A_PDU a enviar, longitud, dirección IP y nº de puerto Envía T_IDU Recibimos T_IDU (Gp:) A_PDU
(Gp:) T_ICI
Enviar primitiva: Data.request Esperar primitiva: Data.indication (Gp:) T_IDU
Creamos T_IDU “en blanco”
Ejemplo: servidor Java (UDP) import java.io.*; import java.net.*;
class UDPServer { public static void main(String args[]) throws Exception {
DatagramSocket serverSocket = new DatagramSocket(9876);
byte[] receiveData = new byte[1024]; byte[] sendData = new byte[1024];
while(true) {
DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(receiveData, receiveData.length); serverSocket.receive(receivePacket); Crea socket UDP enpuerto 9876 conocido por cliente Creamos T_IDU “en blanco” Recibimos T_IDU Esperar primitiva: Data.indication
Ejemplo: servidor Java (UDP) (cont)
String sentence = new String(receivePacket.getData(),0, receivePacket.getLength()); InetAddress IPAddress = receivePacket.getAddress();
int port = receivePacket.getPort();
String capitalizedSentence = sentence.toUpperCase();
sendData = capitalizedSentence.getBytes();
DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(sendData, sendData.length, IPAddress, port);
serverSocket.send(sendPacket); } } } Obtiene de la T_ICI la dirección IP y nº de puerto del emisor Envía T_IDU Fin del bucle while, vuelve y espera la llegada de otro datagrama Crea T_IDU con A_PDU a enviar, longitud, dirección IP y nº de puerto
EJERCICIOS
Pr1: ¿Verdadero o Falso? a) Un usuario solicita una página web que consta de texto y 3 referencias a imágenes. Para obtener esa página, el cliente envía un mensaje de solicitud y recibe cuatro mensajes de respuesta. b) Dos páginas web diferentes (www.mit.edu/research.html y www.mit.edu/students.html ) se pueden enviar a través de la misma conexión persistente. c) Con las conexiones no persistentes entre un navegador y un servidor de origen, un único segmento TCP puede transportar dos mensajes de solicitud HTTP distintos. d) La línea de cabecera “Date:” del mensaje de respuesta HTTP indica cuándo el objeto fue modificado por última vez. e) Los mensajes de respuesta HTTP nunca incluyen un cuerpo de mensaje vacío.
Pr2: Aplicación-Transporte Un cliente HTTP desea recuperar un documento web que se encuentra en una URL dada. Inicialmente, la dirección IP del servidor HTTP es desconocida. ¿Qué protocolos de la capa de aplicación y de la capa de transporte, además de HTTP, son necesarios en este escenario?
Pr3: Cabeceras Cliente HTTP La siguiente cadena ASCII ha sido capturada cuando el navegador enviaba un mensaje GET HTTP.
Responda a las siguientes cuestiones, indicando en que parte del mensaje GET HTTP se encuentra la respuesta a la cuestión: a) ¿Cuál es la URL del documento solicitado? b) ¿Qué versión de HTTP se está ejecutando en el navegador? c) ¿Solicita el navegador una conexión persistente o no? d) ¿Cuál es la dirección IP del host que corre el navegador? e) ¿Qué tipo de navegador envía el mensaje? ¿Por qué es necesario indicar el tipo de navegador en el mensaje? f) ¿Cuántos bytes ocupa la HTTP_PDU enviada por el cliente? g) ¿Cuántos bytes de HTTP_UD transporta?
Pr4: Cabeceras Servidor HTTP La siguiente cadena muestra la respuesta devuelta por el servidor web al mensaje del problema anterior.
Responda a las siguientes cuestiones, indicando en que parte del mensaje respuesta HTTP se encuentra la respuesta a la cuestión: a) ¿Ha encontrado el servidor el documento? ¿En qué momento se suministra la respuesta con el doc.? b) ¿Cuándo fue modificado por última vez el documento? c) ¿Cuántos bytes contiene el documento devuelto? d) ¿Cuáles son los primeros 5 bytes del documento devuelto? e) ¿Ha acordado el servidor emplear una conexión persistente? (si es que sí diga el tiempo máximo de inactividad que se permite) f) ¿Cuántos bytes de HTTP_UD transporta? g) ¿Cuántos bytes ocupa la HTTP_PDU enviada por el servidor?
Pr5: Tiempo de transferencia (I) Suponga que en su navegador hace clic en un vínculo a una página web. La dirección IP correspondiente al URL asociado no está almacenada en la caché de su host local, por lo que es necesario realizar una búsqueda DNS. Suponga que el tiempo de ida y vuelta (RTT) de la consulta al servidor DNS es RTTDNS Suponga también que la página web asociada con el vínculo es un pequeño fichero HTML (lo que supone un tiempo de transmisión despreciable) y que no contiene referencias a otros objetos. Sea RTT0 el tiempo RTT entre el host local y el servidor web. ¿Cuánto tiempo transcurre desde que el cliente hace clic en el vínculo hasta que recibe el objeto?
Pr6: Tiempo de transferencia (II) Continuando con el Problema 5, suponga que el archivo base HTML hace referencia a 8 objetos muy pequeños que se encuentran en el mismo servidor. Despreciando los tiempos de transmisión, para cargar la página web completa, ¿cuánto tiempo transcurre si se utiliza… a) …HTTP no persistente sin conexiones TCP en paralelo? b) …HTTP no persistente con 5 conexiones en paralelo? c) …1 única conexión HTTP persistente?
Pr7: Proxy (I) Supongamos una universidad Tamaño objetos web = 100 Kbits Tasa de peticiones media de los navegadores a los “servidores web originales” = 15 peticiones/seg “Retardo Internet” del router superior a cualquier servidor “original” = 2 seg Las peticiones web son pequeñas y no generan retardo. En consecuencia tenemos: Uso de la LAN = 15% Uso del enlace = 100% Al tener un uso del enlace del 100% (La/R ~ 1) las colas pueden crecen indefinidamente (y con ellas el retardo de cola).
(Gp:) Servidoresoriginales (Gp:) Internet (Gp:) Redinstitucional (Gp:) 10 Mbps LAN (Gp:) Enlace de acceso1,5 Mbps
Pr7: Proxy (II) Propuesta de solución: Aumentar ancho de banda del enlace a 10 Mbps
¿Uso de la LAN ? ¿Uso del enlace? ¿Retardo total medio? ¿Comentarios?
(Gp:) Servidoresoriginales (Gp:) Internet (Gp:) Redinstitucional (Gp:) 10 Mbps LAN (Gp:) Enlace de acceso10Mbps
Pr7: Proxy (III) Otra posible solución: Instalar proxy-caché Supongamos tasa éxito 0.4: 40% peticiones satisfechas inmediatamente 60% peticiones satisfechas por el servidor original
¿Uso de la LAN ? ¿Uso del enlace? ¿Retardo total medio? ¿Comentarios?
Servidores originales Internet Red institutional 10 Mbps LAN Enlace de acceso 1,5 Mbps Proxy institucional
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