Лекция№3

Тема веб приложения

2.4.1 службы протокола TCP

2.4.2 службы протокола UDP

2.5 особенности организации веб_ приложений и протокол HTTP

2.6 виды HTTP соединений

2.6.1 непостоянные соединения

2.4.1

Модель обслуживания

Основывается на установлении логического соединения и надежной передачи данных

1) логич. соединение _ TCP обменивается управляющей информацией между клиентом и сервером до начала передачи полезных данных. Называют процедурой рукопожатия. Предназначено рукопожатие для подготовки обеих строк к передачи серии пакетов. Если процедура рукопожатия прошла успешно то между сокетами клиента и сервера устанавливается TCP соединение. Оно является логическим. Особенность TCP соединение является возможность установления дуплексной связи, т.е. оба хоста могут и принимать и передавать информацию. После окончания обмена TCP соединение разрывается.

Надежная передача данных _ взаимодействующие процессы получают гарантию, что все переданные данные будут доставлены адресату, без ошибок, потерь и в правильном порядке. Входной поток байтов принимающей стороны полностью соответствует полному потоку соответствующей стороны.

3) TCP также в себя включает механизм контроля перегрузки, предназначенный скорее для сети чем для конечных пользователей. Если сеть перегружена, скорость автоматически падает.

недостатки:

1) не обеспечивает гарантированную скорость передачи данных. скорость передачи он устанавливает сам, при наличии перегрузок он принудительно снижает скорость

2) не дает гарантий относительно скорости доставки сообщений. Доставка большинства сообщений происходит успешно, однако требует неизвестных количеств временных затрат.

2.4.2

Модель обслуживания Udp значительно проще

1) Логического соединения не устанавливается. Он обеспечивает лишь не надежную передачу данных. Порядок получения пакетов может быть произвольным.

3) Контроля перегрузки не осуществляет.

Поскольку прил. реального времени толерантны к потерям данных и требуют наличие мин. скорости, то для них предпочтительней Udp.

табл.2.2.

В обоих протоколах отсутствует гарантия времени передачи данных.

2.5

Особенности организации веб приложений.

Пользователи получают информацию которая им нужна.

веб приложение работают по запросу.

Прост механизм получения информации.

Основой является механизм HTTP

реализуется протокол с помощью клиента и сервера. Клиент и сервер взаимодействует по средством веб сообщений.

Порядок обмена сообщениями описан в rfs1945 2616

веб страница состоит из веб объектов в формате HTML

url_ универсальный ресурсов локатор

объект_ всё что может иметь url

т.об. если веб страница включает базовую HTML файл и + 5 изображений, то всего получается шесть объектов.

url адреса включены в базовый HTML файл, url содержит адрес хоста, и путь объекта в этом хосте.

Клиентская сторона_ браузер, он же явл. объектом пользователя.

Объекты url размещаются на веб серверах

веб серверы_ серверная часть протокола HTTP.

HTTP определяет каким образом пользователь осуществляет запросы, а веб серверы....

браузер в начале устанавливает TCP соед, а после клиент и сервер через сокет начинают взаимодействие.

Ярко проявляется достоинство многоуровневой системы интернета.

После завершения работы с клиентом, сервер не сохранят информацию о клиенте. не скапливаются данные.

2.6

2.6.1

непостоянные соединения

Протокол HTTP поддерживает и постоянные и не постоянные соединения, за исключением версии 1.0.

Предположим что страница состоит из базового HTML и 19 объектов со своим url. Находятся они на одном сервере (www.mai.ru/depart3/home.index) Процесс обмена состоит из 5 шагов:

1) HTTP браузер инициирует HTTP соединение с сервером mai.ru 80

2) Запрос HTTP клиента серверу и этот запрос включает не только путь к серверу, но и запрос к файлу depsrt3/home.index

3) сервер получает запрос через сокет, извлекает объект, формирует ответ, включающий объект и посылает клиенту через сокет обратно.

4) HTTP сервер закрывает TCP соединение,. но не до конца.

5) HTTP клиент принимает ответ сервера и соединение завершается. Клиент обрабатывает сообщение, вытаскивает HTML файл, обрабатывает его ( извлекает ссылки) , затем 11 раз идет повтор с 1 по 4 пункт, в непостоянных соединениях.

Оценим величину временного интервала.

Лекция 4

Особенности HTTP сообщений

2.6.2 постоянное HTTP сообщение

2.7 Формат HTTP сообщения

2.7.1 Сообщение запрос

2.7.2 Сообщение- ответ

Недостатки непостоянных соединений

Непостоянные соединения для каждого запрашиваемого объекта должно устанавливать новое соединение.

Учитывая, что многие веб- серверы параллельно обслуживают ....

Достоинства...

При постоянных соединениях сервер не закрывает TCP - соединение после обслуживания запроса, что позволяет обслужить несколько запросов в одном соединении.

Если рассматривать....

Такая передача через одно соединение возможна в случаях, если все объекты находятся на одном и том же хосте.

Это позволяет сократить время выполнения запроса для каждого объекта на величину....

КЛАССЫ ПОСТОЯННЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Обычное закрытие TCP соединения происходит в случае, когда оно не используется в течении некоторого установленного времени.

Постоянные соединения делятся на два класса: с конвейеризацией и без конвейеризации.

В соединениях без конвейеризации клиент посылает серверу новый запрос...

СОЕДИНЕНИЕ С КОНВЕЙЕРИЗАЦИЕЙ

Однако, возможно дальнейшее уменьшение времени выполнения запроса.

Оно предусмотрено в соединениях с конвейеризацией. Именно на такое соединение по умолчанию и настроен протокол HTTP 1.1.

В ней клиент формирует запрос сразу после обнаружения ссылки на следующий объект, не только...

Очевидны достоинства конвейерного механизмов: временные расходы на установление соединения сводятся к одной задержке на время оборота для всей веб страницы, а время постоя сервера...

2.7. Формат HTTP сообщения

ТИПЫ HTTP СООБЩЕНЙ

Описания протокола HTTP, содержатся в упомянутых РФС 1945 и 2616¿ определяют формат сообщений, предназначенных для ...

2.7.1 Сообщение- запрос

ТИПичное сообщение запрос протокола HTTP выглядит следующим образом:

Get/dir/page,html HTTP/1.1

Host: www.mai.ru

Connection: close

User- agent: Mozilla/5.0

Accept- lanquale: ru

Сообщение представляет собой совокупность текстовых символов

СОДЕРЖАНИЕ СТРОК СООБЩЕНИЙ

Пример состоит из пяти строк, каждая из которых оканчивается парой символов для перехода на новую строку, а последняя строка - дополнительной парой указанных символов.

В общем случае число строк сообщения может быть как больше ...

СОДЕОЖАНИЕ СТРОКИ ЗАПРОСА

Строка содержит три поля:

поле метода

поле url

поле версии HTTP

Поле метода может принимать различные значения, например GET, POST, HEAD и др.

Название метода чувствительно к регистру.

Метод ГЕТ является наиболее часто используемым методом и применяется когда клиентом запрашивается объект. ..

СОДЕРЖАНИЕ СТРОК ЗАГОЛОВКА

Теперь рассмотрим строки заголовка, которые характеризуют тело собдения, параметры передачи и прочие сведения.

Строка ХОСТ: ww.mai.ru содержит адрес хоста на котором находится объект.

В строке юзер агент указан агент пользователя, т есть тИП браузера, сгенерировавшегося запрос.

В данном случае это браузер мозилла версии 5,0. Это строка является весьма полезной...

строка Accept- lanquale: Указывает на то что пользователя по возможности должна быть выслана версия...

рис. 1.0

ПОЛЕ ТЕЛА ОБЪЕКТА

дополнительно после строк заголовка и пустой строки формат сообщения предусматривает наличие тела объекта.

тело объекта ...

слово будет содержаться в теле объекта. при этом, содержимое ответа сервера в виде высылаемой веб страницы...

ДРУГИЕ МЕТОДЫ HTTP

Метод неад схож с методом гет. При получении запроса с методом НЕАД сервер ыормирует оттвет однако не осуществляет пересылку объекта. Разработчики часто используют метод хеад для отладки своих приложений.

МЕТОДЫ PUT, DELETE OPTIONS

Метод пут и делите часто используются в средствах веб публикаций и позволяют соответственно поместить объект с заданым url адрессом на веб сервер, а метод Delete удалить объект.

2.7.2 Сообщение - ответ

ОТВЕТ СЕРВЕРА

Пример ответа веб сервера

HTTP/1.1 200 OK поле кода состояния(200)

Connection: close

Data: Thu. 06 Aug 2011 12:00:15 GTM

Server : Apahe/ 1.3.0 (Unix)

Last- Modifited: Mon. 22 Jun 2011 09:23:24 GTM

Connection- Lenght: 6821 размер пересылаемого содержимого в байтах

Content- Type : text/html

( data data data data data ...)

Рассмотрим структуру сообщения. Оно состоит из трех частей: стоки состояния, шести строк...

строка состояния

1хх информция

2хх успех

3хх перенаправление

4хх ошибка клиента

5хх ошибка сервера

200 ОК - запрос успешно обработан

301 Moved Permanently Объект был перемещен.

400 Bad Reqewst Общая ошибка

404 Not Found запршиваемый документ не найдее

505 HTTP Version Not Supported Указанная...

Выводы

Таким образом, изучено несколько тИПичных строк заголовка, которые могут использоваться...

Лекция 5

ТЕХНОЛОГИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЛЯ С ВЕБ СЕРВЕРОМ

2.8 Идентификация пользователя на сервере

2.8.1 Авторизация

2.8.2 Объекты cookie

2.9 Средства для повышения скорости веб серфинга

2.9.1 Клиентское веб кэширование.

2.9.2 Прокси- серверное кэширование.

2.8 Идентификация пользователя на сервере

Веб сервер не запоминает информацию о состоянии соединения.

Это упрощает разработку сервера и увеличивает производительности за счет одновременного обслуживания сотен TCP соединений.

Тем не менее, возможность распознания пользователей сервером является желательной.

Причиной этому - необходимость разграничения прав доступа к информации на сервере, либо предоставление пользователям собственного набора услуг. Протокол HTTP предусмотрено несколько принцИПов идентификации пользователя.

2.8.1 Авторизация

Авторизация производится с помощью...

Клиент формирует обычный запрос, сервер возвращает ответ с кодом 401 Authorization Required Сервер требует авторизации.

www-Authenticete. Обычно просит ввести логин и пароль пользователя.

Authorization: эту строку вводит клиент с этой строкой.

Клиенту не надо кажды раз вводить свой пароль и имя, так как браузер самостоятельно отправляет данные пользователя на страницу.

HTTP авторизайия в принцИПе не может обеспечить полную защиту данных сервера.

Существуют другие данные для авторизации.

2.8.2 Объекты Cookie

Является альтернативным способом авторизации пользователя. Описан в РФЦ 2109. Чаще всего объекты cookie используются в электронной коммерции.

Технологии cookie предпологают 4 компонента

1) Заголовочная куку строка в ответе сервера.

2) Заголовочная куку строка в запросе клиента.

3) куки файл находящийся на стороне клиента и обрабатываемый браузером

4) Удаленная база данных расположенная на веб_сайте.

При первом доступе к серверу, он генерирует уникальный идентификационный номер для конкретного пользователя ( сервер) , записывает в свою базу данных индекс, равный идентификационному номеру. Индекс записи о пользователе равный идентификационному номеру. Отсылает клиент- пользователю ответное сообщение которое включает отдельную строку Set- cookie: 1675653 ID

Браузер принимает эту строку в ответе сервера, добавляет строку в куки файл с этим номером. Каждый раз при формировании запроса. куки файл обрабатывается и отсылается на сервер. это позволяет серверу идентифицировать пользователя и работать с ним, время доступа, посещенные страницы и т.д.

Технология куки создает дает подобие сеансового уровнч HTTP, он отвечает за сеанс связи. Объекты куки не способны полноценно защитить информацию пользователя.

2.9 Средство для повышения скорости веб обслуживания.

Ощутимо сократить время загрузки позволяет веб кэширование. Кэширование может осуществляться двумя путями.

1) браузером пользователя.

2) Использование прокси серверов. кеш сервер.

2.9.1 Клиентское веб кэширование

Проблема: Содержимое кэшируемого объекта постоянно устаревает. на сервере происходит регулярное обновление. в решении этой проблемы помогает HTTP. get с условием. в HTTP существует условный гет запрос, в нем есть строка

if - modified - Since:

GET/3fak/plan.gif HTTP/1.0

User-agent. Mozilla/5.0

ответ сервера:

HTTP/1.0 200 OK

Data: Mon. 23 Jan 2012 15:39:29

Server...

Last-Modifiad: Mon, 14 Jan 2012 15:13:28

(data data data data data...)

За неделю объект может быть изменен и теперь клиент в лице браузера снова обращается к серверу.

GET/3fak/plan.gif HTYP/1.0

User-agent. Mozilla/5.0

If-modified-since: Mon, 14 Jan 2012 09:15:13

Ответ сервера, возможны 2 сценрия

1) Объект не был модифицирован. Сервер объект не будет высылать но отправит ответ:

HTTP/1.0 304 Not Modified

Date: Mon. 30 Jan 2012 15:29:14

Server: ...

( пустое тело)

ЛЕКЦИЯ 6

2.9.2

Прокси серверное кэширование

Прокси сервер некоторой сети представляет собой компьютер, выполняющий HTTP запросы клиентов сети от имени реального сервера источника.

Прокси сервер имеет собственное дисковое хранилище информации, содержащее ранее запрашивавшиеся копии объектов.

Клиентские браузеры при этом настраиваются таким образом, чтобы все создаваемые ими HTTP запросы первоначально направлялись на прокси сервер, где ищутся запрашиваемые объекты.

Функции прокси сервера

Лишь в случае отсутствия объекта на прокси сервере, тот источник формирует собственный запрос на сервер источник.

Обычно прокси серверы арендуются и устанавливаются интернет провайдерами.

Например,...

Кэширование получило широкое распространение в интернете по двум причинам:

1) Прокси серверы способны значительно сократить время выполнения запроса, пользователя.

2) Они способны значительно снизить трафик между локальными сетями и интернетом.

Особенности соединения сетей

Маршрутизаторы локальной сети и интернета соеденинены между собой линией связи, со скоростью передачи 1,5 мбит/с

Серверы источники имеют прямое соединение ...

Будем считать что размер HTTP запросов мал и не создает дополнительного трафика на линии связи между локальной сетью и интернетом.

Предположим что среднее время соединения с интернетом и ответа интернета равно двум секундам.

Интенсивность трафика локальной сети составляет:

(15 запросов в секунду)х( 100 кбит/запрос) / (10 мбит/с)=0,15

Интенсивность трафика на линии доступа

15 запросов в секунду х .....

Интенсивность трафика 0,15 в локальной сети мала и приводит к задержкам, не превышает десятков миллисекунд.

Но единичная интенсивность на линии доступа может привести к среднему времени ответа достигающего путем...

Одним из возможных решений является дорогостоящее увеличение пропускной способности линии доступа, например до 10 мбит/с.

Оно приведет к снижению интенсивности трафика на линии до 0,15, уменьшив задержку ...

На практике вероятность тоо, что кэш способен выполнить запрос пользователя составляет 0,4

Поскольку пользователи соеденены с прокси сервером скоростными линиями, будем считать равным ~10 мс.

Указанное время ответа будет в 40% случаев от общего числа запросов. Оставшиеся 60% запросов кэш сервер будет запрашивать на сервере.

Это позволяет снизить коэффициент интенсивности трафика на линии доступа с 1 до 0,6 и решает проблему перегрузки.

Как пр.вило коэффициент интенсивности ниже 0,8 для линии связи с пропускной способностью 1,5 мб/с приводит к незначительным задержкам, не превышающим десятков миллисекунд.

Среднее время ответа составит 1,21 с

Выводы

Таким образом, применение прокси сервера дает лучшие результаты, чем увеличение пропускной способности линии доступа, и не требует замены сетевого оборудования. Для создания кэша достаточно недорогого персонального компьютера.

Тема 3 технология транспортного уровня интернета

3.1 Роль транспортного уровня

3.2 Взаимодействие между транспортными и сетевыми уровнями.

3.3 Общая характеристика транспортных протоколов.

3.4 Технология мультИПлексирования и демультИПлексирования на транспортном уровне.

3.1 Роль транспортного уровня

Транспортный уровень интернета

Транспортный уровень, играет ключевую роль в архитектуре интернета расположен он между прикладным и сетевым уровнем.

Особая важность транспортного уровня состоит в предоставлениии услуги непосредственн.о прикладного процесса выполняющимися на оконченых системах.

В этой теме мы рассморим одну из наиболее фундаментальных проблем.

Протокол транспортного уровня обеспечивает логическое соединение между прикладными процессами, выполняющимися на разных хостах.

Логическое соединнеие с точки зрения приложений выглядит как канал, непосредственно соединяющие процессы, хотя реальная связь между процессами может осуществлятся с помощью длинной цепи маршрутизаторов и линий связи.

С помощью логического соединения процессы могут осуществлять обмен данными независимо от физической инфраструктуры.

СООБЩЕНИЕ ТРАНСПОРТНОГО УРОВНЯ

Протоколы транспортног уровня поддерживаются оконченными системами, однако не поддерживается маршрутизатором.

Маршрутизаторы обрабатываются соббщения сетевого уровня и не оказывает влияния на сообщения транспортого уровня.

На передающей ...

Затем транспортный уровень передает свои сегменты сетевому уровню, который формирует из них дейтаграммы.

На приемной стороне транспортный уровень получает дейтаграммы сетевого уровня, преобразует их в сообдения транспортого уровня, отбрасывает заголовки, производит необходимую обработку, передает результат приложению приёмника.

ТРАНСПОРТНЫЕ ПРОТОКОЛЫ

В интернете протоколы транспортного уровня являются TCP и UDP.

Каждый из протоколов обладает собстевнным набором служб который предоставляется прикладному уровню.

Сейчас интерес представляется между транспортным и сетевым уровнем,

3.2 Взаимодействие между транспортными уровнями

Отличие соединений

В то время как протоколы транспортного уровня обеспечивают логическое соединение между процессами, нижлежащие протоколы сетевого уровня сетевого уровня поддерживают логические соединения между оконченными системами.

Поясним эт отличие на примере.

Часто в литературе оконченую систему сравнивают организацию, созданной по иерархическому принципу.

На самом верху ВУЗа представлен ректоран, куда входит реуто.

Ни один ВУЗ не существует в вакууме, рекотрат должен обмениваться документами и письмами, например с коллегами из других ВУзов ' оконечных сетей.

Для этого в Вузе есь свой транспортный уровень. :-Чаще всего эту роль выполняет один или несколько секретарей.

вих функции входит подготовка документа собщения к отпраке.

Передачу указаний на отправку документа_ сообщения ректор_ прикладеой процесс осуществляет через открытую дверь_ сокет и забывает об этом.

Но секретарь_ транспортный протокол сразу ничего не забывает.

Он передает подготовленные письма_ сегменты в почтовую службу_ аналог сетевого уровня.

Начинается она с курьера, котоый несет письма на почту, ...

Затем курьер передает ее в ближайшее почтовое отделение_ маршрутизаторы сети.

Таким обазом , пройдя через целый ряд почтовых отделений_ маршрутизаторов письма_ дейтаграммы через другоо курьера попадают в оконечную систему_ ВУЗА _ получателя сообщения.

Далее в работу вступает его секретарь.

В этом примере постовая служба_ сетевой уровень обеспечивает логическое соединение лишь между двумя оконечными системами.

Она осуществляет доставку письма...

Возможности транспортного уровня

Если протокол сетевого уровня не гарантирует величину задержки или скорости передачи данных между хостами, протокол транспортного уровня не может обеспечить соответсвующую задержку или скорость передачи данных между процессами.

Тем не менее существуют услуги которые могут предоставлятся службами транспортного уровня без участия служб сетевого уровня.

Потоколы транспортного уровня могут выполнять надежную передачу данных.

Другим примером является шифрование данных на транспрортном уровне.

Шифрование обеспечивает конфиденциальность передаваемой информации независимо от того, гарантируется она протоколом сетевого уровня или нет.