Telematica II 7. Introduzione ai protocolli applicativi

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1 Indice Standard ISO/OSI e TCP/IP Telematica II 7. Introduzione ai protocolli applicativi Modello Client / Server I Socket Il World Wide Web Protocollo HTTP Corso di Laurea in Ingegneria Informatica A.A Semestre Prof. Giovanni Pascoschi 2 Standard ISO / OSI #1 Standard ISO / OSI #2 3 Standard di riferimento sviluppato dalla International Organization for Standardization (ISO) Un modello fondamentale per la comprensione ed interpretazione dei protocolli odierni Obiettivi fornire una base comune per sviluppo di standard per l'interconnessione di sistemi informatici fornire un modello di riferimento rispetto alla quale confrontare un architettura di rete Il modello OSI non definisce servizi o protocolli specifici è uno standard di riferimento 4 7 Applicazione 6 Presentazione 5 Sessione 4 Trasporto 3 Rete 2 Data Link 1 Fisico protocollo di livello 7 Applicazione protocollo di livello 6 Presentazione protocollo di livello 5 Sessione protocollo di livello 4 Trasporto protocollo di livello 3 Rete protocollo di livello 2 Data Link protocollo di livello 1 Fisico mezzo fisico

2 Standard ISO / OSI #3 Internet Protocol Suite In una pila di protocolli ogni livello risolve uno specifico task che riguarda la trasmissione dei dati e fornisce un ben definito servizio ai livelli piu alti 4 Applicazione web, ftp, , ecc Applicazione I livelli piu alti sono piu prossimi all utente e funzionano con dati piu astratti lasciando ai livelli piu bassi il compito di trasferire i dati in forme mediante le quali possono essere fisicamente manipolati 3 2 Trasporto Rete protocolli TCP/UDP protocollo IP Trasporto Rete 1 Network Access protocollo a liv. frame Network Access mezzo fisico 5 6 Standard TCP/IP Application Layer E la famiglia di protocolli alla base del funzionamento di Internet Tradizionalmente la Internet Protocol Suite è chiamata suite di protocolli TCP/ IP, in funzione dei due piu importanti protocolli in essa definiti: il Transmission Control Protocol (TCP) e l Internet Protocolo (IP) Rispetta il modello ISO/OSI il livello applicativo TCP/IP ingloba i livelli 5, 6 e 7 OSI il livello Network Access ingloba i livelli 1 e 2 OSI Ha conosciuto larga diffusione grazie alle reti locali e soprattutto ad Internet Sullo strato più alto della gerarchia si pongono gli strumenti con cui i programmi possono operare in rete Servizi usati da programmi utente terminale virtuale, trasferimento di file, posta elettronica, servizi di directory, DBMS, ecc. Servizi usati dal Sistema Operativo risoluzione di nomi, localizzazione di risorse, sincronizzazione dei clock tra sistemi diversi, controllo di diritti di accesso, ecc. 7 8

3 Modello client/server Modello client/server E un paradigma caratterizzato dalla presenza di due categorie di soggetti: i programmi di servizio, chiamati server, che ricevono le richieste e forniscono le risposte i programmi di utilizzo, detti client che effettuano le richieste Un numero sempre crescente di applicazioni adotta il modello client-server Il SERVER attende richieste di servizio Il CLIENT richiede un servizio al Server Il Server può accettare o rifiutare la richiesta Se rifiuta, il Client può riprovare in seguito Se accetta, è creata una SESSIONE, avviene il trasferimento di informazione e alla fine la sessione è chiusa 9 10 Caratteristiche di un client Caratteristiche di un server Un client è una componente che accede ai servizi o alle risorse di un'altra componente servente Eroga un servizio ai client che accedono secondo dei protocolli di comunicazione (HTTP, FTP, POP ) Il client è il primo ad instaurare la comunicazione col server, mediante una richiesta di servizio In generale un server è in grado di servire più client, per cui è possibile che molti programmi possano interagire contemporaneamente con il server (1 ) E possibile usufruire di servizi o risorse messe a disposizione da entità distribuite geograficamente (anche molto lontane) Un server può fungere a sua volta da client Esempi: client di posta elettronica, Internet Browser, client FTP I server vengono attivati sull elaboratore su cui sono stati installati e si pongono in attesa (o ascolto) di richieste da parte dei client 11 12

4 I socket #1 I socket #2 I socket sono i punti di accesso/connessione tra il client e il server SERVER SOCKET CLIENT I processi inviano e ricevono messaggi attraverso i socket Il socket è quindi l interfaccia tra il livello delle applicazioni e il livello di trasporto TCP - UDP/IP TCP - UDP/IP Internet I socket #3 Creazione di un socket Il Server e il Client si scambiano messaggi attraverso la rete mediante un socket dell API (Application Programming Interface) Server TCP/UDP IP ports Socket API Clients TCP/UDP IP user space kernel space Le applicazioni (client & server) devono specificare: associazione Numero di porta locale Indirizzo IP host locale Numero di porta remoto Indirizzo IP host remoto Protocollo di Trasporto Opzioni aggiuntive Semiassociazione Semiassociazione Ethernet Adapter Ethernet Adapter hardware maggiori dettagli implementativi verranno forniti durante le esercitazioni in JAVA 15 16

5 Requisiti per lo sviluppo delle applicazioni Il World Wide Web (WWW) Tipo di Applicazione Trasferimento File SI Affidabilita (QoS) Banda Ritardo Protocollo di trasporto TCP E una collezione distribuita di documenti iper-testuali e ipermediali tra loro collegati Web SI SI TCP TCP I documenti accessibili sul Web possono essere classificati in: Statici: non mutano nel tempo (p.e. documenti.html senza script) Streaming audio/video Real-time audio/video Audio : pochi kbps -1Mbps Video: 10kbps- 5Mbps > 2Mbps fino a 10sec < 1sec UDP e TCP UDP Dinamici: sono creati dal Server al momento della richiesta (p.e. pagine create da applicativi PHP sul server) Attivi: sono eseguiti presso il Client (p.e..html con script in JAVASCRIPT o con Applet) Identificazione delle risorse web URI : Uniform Resource Identifier All interno del WWW è necessario disporre di un metodo per far riferimento alle varie risorse disponibili Ogni risorsa necessaria deve essere rintracciabile e soprattutto descrivibile per poter essere raggiunta Un Uniform Resource Identifier (generalizzazione di un URL) è una stringa che identifica una risorsa nel Web: un documento, un'immagine, un file scaricabile, un servizio, una casella postale elettronica Rispetto all URL aggiunge altri protocolli Per raggiungere le varie risorse è stato definito, inizialmente nell'ambito del Web, un meccanismo basato su apposite descrizioni delle risorse dette URL (Uniform Resource Locator) p.e. Il meccanismo di identificazione basato su URL si è poi evoluto con l adozione di URI Esempio: mailto:info@primeeng.it 19 20

6 URI : Uniform Resource Identifier URL : Uniform Resource Locator Un URL (Uniform Resource Locator) è un URI che, oltre a identificare una risorsa, fornisce mezzi per agire su o per ottenere una rappresentazione della risorsa descrivendo il suo meccanismo di accesso primario o la sua "location" in una rete. Per esempio, l'url è un URI che identifica una risorsa (l'home page del Politecnico di Bari) e lascia intendere che una rappresentazione di tale risorsa (il codice HTML della versione corrente di tale home page) è ottenibile via HTTP da un host di rete chiamato un URL permette di localizzare una qualsiasi risorsa accessibile sul Web attraverso un metodo uniforme ( che segue certe regole ) Sintassi: L identificativo del protocollo applicativo (i.e. http, https, ftp) Il nome dell host, del server, oppure un nome del dominio dove risiede il documento (i.e. primeeng.it) Il numero di porta su cui è in ascolto il protocollo applicativo remoto (i.e. 8080) Il percorso del documento all interno del file-system remoto (i.e../index.php?page=bacheca) e di un eventuale frammento (i.e. #telematica2) HTML : Hyper Text Markup Language #1 HTML : Hyper Text Markup Language #2 HTML non è un linguaggio di programmazione Linguaggio di markup per la creazione di pagine Web I linguaggi quali HTML, DHTML, XML, ecc. sono tecniche di inserimento di marcatori in un testo per ottenere funzionalità di impaginazione ottimale, ipertesto, multimedialità, pubblicabilità sul Web (quindi disponibilità mondiale, indipendente dalla piattaforma di computer usata dal navigatore). HTML consente quindi di creare e formattare documenti ipertestuali e iper-mediali mediante l utilizzo di appositi tag Un documento HTML consiste in testo e comandi o tag. Questi ultimi sono parole o frasi racchiuse tra i simboli < e >, detti marcatori di struttura I tag definiscono la struttura logica del documento, identificando elementi quali titoli, intestazioni, paragrafi ed elenchi. Essi possono essere scritti indifferentemente in lettere maiuscole o minuscole 23 24

7 Struttura tipica di una pagina HTML Tag di uso comune <HTML> <HEAD> <TITLE> Prima pagina </TITLE> </HEAD> <BODY> Questa e la prima pagina di esempio.. </BODY> </HTML> <b></b> <i></i> <u></u> <br> <applet></applet> <a></a> <img> grassetto corsivo sottolineato a capo JAVA applet hyperlink immagine Protocollo HTTP HTTP Protocol caratteristiche principali HTTP HyperText Transfer Protocol e il protocollo usato per accedere alle risorse sul World Wide Web è il protocollo che regola la comunicazione tra un Web browser (client) ed un Web server (server) Protocollo di livello applicativo Si appoggia su connessioni TCP al livello trasporto Usa il modello client/server Client è il browser che richiede, riceve e mostra oggetti Web Server è il software Web server che invia oggetti in risposta alle richieste E un protocollo generico, stateless, che può essere usato anche per scopi diversi dallo scambio di documenti ipertestuali Es. scambio di messaggi in sistemi object-oriented distribuiti L interazione avviene secondo uno schema richiesta-risposta HTTP è un protocollo testuale, nel senso che l intestazione dei messaggi è costituita da sequenze di caratteri ASCII Faciltà di implementazione 27 28

8 Cosa succede quando viene richiesta una pagina web Esempio di quando viene richiesta una pagina web 1 index.html 2 HTTP Server Server Client 1 GET /index.html HTTP/1.0 (HTTP Request) CLIENT SERVER 2 Il server risponde inviando il contenuto del file index.html (HTTP Response) Sintassi per richieste di URL HTTP Versioni di HTTP #1 Un URL HTTP ha la seguente sintassi: [:port] /path [#fragment] [?query] HTTP 1.0 (RFC 1945 del 1996): una nuova connessione TCP per ogni richiesta (connessione non persistente) maggiore latenza Host identifica il server Può essere sia un nome simbolico che un indirizzo IP in notazione dotted decimal Port è opzionale; di default è 80 Path identifica la risorsa sul server es: images/sfondo.gif #fragment identifica un punto preciso all interno di un oggetto (opz.) es: #paragrafo1?query è usato per passare informazioni dal client al server (opz.) es: dati inseriti nei campi di una form HTTP 1.1 (RFC 2068 del 1997/RFC 2616 del 1999): possono essere fatte più richieste utilizzando la medesima diminuzione della latenza connessione TCP e dell overhead della (connessioni persistenti) connessione TCP 31 32

9 Versioni di HTTP #2 Versioni di HTTP - confronto Lo scambio dei messaggi HTTP avviene tramite una connessione TCP (trasporto affidabile di sequenze di byte) Di norma, un server web è in attesa di connessioni sulla porta TCP 80 Per connessione HTTP si intende una serie di richieste ed una serie corrispondente di risposte scambiate sulla stessa connessione TCP HTTP 1.0 ed 1.1 differiscono principalmente per il modo con cui gestiscono lo scambio di messaggi su una connessione TCP La differenza principale è che in HTTP 1.1 è possibile scambiare coppie multiple di richiesta e risposta nella stessa connessione Le richieste possono anche essere messe in pipeline (cioè si può trasmettere una nuova richiesta prima che sia arrivata la risposta precedente), ma le risposte debbono essere date nello stesso ordine delle richieste, poiché non è specificato un metodo esplicito di associazione HTTP Request Formato HTTP Request La richiesta è un messaggio testuale formato da una riga di richiesta e da dati ulteriori facoltativi La richiesta semplice è: GET URI CRLF La richiesta completa è: Method URI VersionCRLF [Header] CRLF [Body] dove: [ ] indica un elemento opzionale CRLF indica la sequenza di caratteri di codice ASCII 13 (base 16) = 19 (base 10) CR = Carriage Return 10 (base 16) = 16 (base 10) LF = Line Feed 35 36

10 Formato HTTP Request Riepilogo della lezione La richiesta semplice è stata introdotta nella versione 0.9 (la prima versione di HTTP) ed è ancora obbligatoria l implementazione La presenza o meno di Version nella linea di richiesta fa capire al server se si può direttamente creare la risposta o se è necessario attendere altri dati Version è HTTP/1.0 o HTTP/1.1 Method può essere: GET (fin da HTTP 0.9) HEAD, PUT, POST, LINK, UNLINK, DELETE (da HTTP 1.0) OPTIONS, TRACE (da HTTP 1.1) URL è un identificativo di risorsa locale al server Header sono linee nel formato header_name: valuecrlf classificabili come header generali, header di entità, header di richiesta e header di risposta Body è un messaggio MIME (RFC 2045, RFC 2046, RFC 2047) Introduzione ai protocolli applicativi Standard ISO/OSI e TCP/IP Modello Client / Server I Socket Il World Wide Web Introduzione al protocollo HTTP Fine della lezione Domande? 39