KAPITEL 7: ANWENDUNGSSYSTEME

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1 Verteilte und Selbstorganisierende Rechnersysteme Prof. Gaedke Einführung KAPITEL 7: ANWENDUNGSSYSTEME Einführung TCP/IP Client/Server-Programmierung DNS (Domain Name System) Übung (Simple Transfer Protocol) WWW (World Wide ) FTP (File Transfer Protocol) SNMP (Simple Network Management Protocol) 308 Motivation Entwicklung verteilter Anwendungen im Internet Welchen Dienst soll die Anwendung (Server) anbieten? Wie unterhalten sich Dienstnehmer (Client) und Server? Wie wird das Anwendungsprotokoll beschrieben und realisiert? Soll die Anwendung auf TCP oder UDP basieren? Gibt es Gründe für TCP und UDP? Implementierung des Protokolls Verwendung von Standardprotokollen evtl. bereits unterstützt durch die verwendete Programmierplattform Gänzlich neues Protokoll auf Basis von UDP oder TCP Erfordert Programmierunterstützung für Internet Sockets Berkeley Sockets Ursprünglich 1983 an der UC Berkeley als Bestandteil von BSD Unix Application Programming Interface (API) Sockets RFC Einführung: Sockets Server mit Python Einführung: Sockets Client mit Python import socket import socket HOST = '' # Symbolisch für local host PORT = 8080 # Port auf dem der Server hört s = socket.socket(socket.af_inet, socket.sock_stream) s.bind((host, PORT)) s.listen(1) conns, addr = s.accept() print 'Connected by', addr while 1: data = conns.recv(1024) if not data: break conns.send(data) conns.close() HOST = 'localhost' # Hostname des Ziel-Servers PORT = 8080 # Port auf dem der Ziel-Server hört s = socket.socket(socket.af_inet, socket.sock_stream) s.connect((host, PORT)) s.send('hello, world') data = s.recv(1024) s.close() print 'Received', repr(data)

2 Elektronische Post (E) E: Allgemeines Modell Hauptziel: Internationaler Austausch elektronischer Mitteilungen zwischen Personen Wesentliche Charakteristik: Unterstützung eines asynchronen Verhaltens von Sender und Empfänger Speichervermittlung Allgemeine Basisfunktionen: Erstellen von E-s Übertragung zum Ziel Benachrichtigung im Erfolgs-/Fehlerfall Anzeige erhaltener Nachrichten Speicherung von Nachrichten Realisierung: Simple Transfer Protocol () im Internet X.400 bei OSI User Agent (UA) Lokales, grafik-/textorientiertes Programm Ermöglicht Lesen und Versenden von E- vom lokalen Rechner z.b. Elm,, Outlook, Messenger Message Transfer Agent () Hintergrundprozess Zuständig für das Weiterleiten von E-s zum Zielrechner Postamt Postamt UA UA : Format einer E Internet : Das Modell Umschlag (Envelope) Enthält alle Informationen für den Transport der Mitteilung zum Empfänger ( To: ) Adressierung erfolgt mithilfe von DNS, z.b. gaedke@example.org Wird interpretiert von den s Kopfteil (Header) Enthält zusätzliche Felder wie z.b. Betreff, Kopie an ( Subject:, CC: ) Interpretiert von den UAs integriert außerdem die Felder des Umschlags im Header Hauptteil (Body) Enthält den eigentlichen Inhalt der Mitteilung (ursprünglich nur ASCII) Body To: CC: From: Subject: Date: Prof. Dr. Martin Gaedke Professur VSR Fakultät für Informatik... TU Chemnitz Header: 314 dient der E--Übermittlung zeichenorientiertes Protokoll, basierend auf 7-Bit-ASCII nur wenige Kommandos, z.b. HELO, MAIL, RCPT, DATA, QUIT UA erhält alle notwendigen Angaben vom Benutzer Mitteilung wird über - zum lokalen übertragen s übertragen die Mitteilung zum Zielrechner Auslieferung einer E- erfolgt über eine TCP-Verbindung (Port 25) zum Ziel- unter UNIX: sendmail Relay-s dienen als zentrale -Verteiler (z.b. für Fakultät für Informatik) Quellsystem Zielsystem Absender, Inhalt usw. UA UA To: From :... Box Lokaler Lokaler Internet Relay Relay 315

3 : Beispielablauf Internet: Verwaltung durch server > telnet mailserver 25 E: 220 mailserver E Telematik Sendmail 8.9.3/8.9.3; Wed, 22 Sep :41: (MET DST) S: HELO sioux.tm.uni-karlsruhe.de E: 250 blackfoot Hello sioux [ ], pleased to meet you S: MAIL FROM: telematik-vorlesung E: 250 telematik-vorlesung... Sender ok S: RCPT TO: webadmin@tm.uni-karlsruhe.de E: 250 telematik-vorlesung.. Recipient ok S: DATA E: 354 Enter mail, end with "." on a line by itself S: Lieber Administrator,... S:. E: 250 KAA12526 Message accepted for delivery S: QUIT E: 221 blackfoot closing connection Internet server box POP3, IMAP Client E- wird meist zentral über einen server abgewickelt (Relay-) Mittels POP3 (Post Office Protocol 3) holt der Client die vom server empfangenen und in der box gespeicherten Meldungen ab einfache Funktionalität IMAP (Interactive Access Protocol) dient dazu, die Nachrichten zentral auf einem server zu verwalten IMAP erlaubt erweiterte Kommandos (z.b. Filterung) Zur Entwicklung des World Wide (WWW) Client/ServerArchitektur des WWW Sir Timothy John Berners-Lee, OM, KBE, FRS, FREng, FRSA (London, 8 June 1955), Hervorgegangen aus Arbeiten des britischen Informatikers Tim Berners-Lee am europäischen Forschungszentrum CERN (Genf) Ziel: Einfacher weltweiter Austausch von Dokumenten zwischen Wissenschaftlern Weitere Informationen zu TBL unter: Erster Prototyp Ende 1990 grafisch (auf NEXTStep) und zeilenorientiert Schnelle Verbreitung durch Universitäten. Bebo White bringt ersten -Server in den USA (SLAC, Stanford University) Durchbruch des WWW durch den WWW-Client Mosaic entwickelt von Marc Andreesen und Eric Bina (University of Illinois) ursprünglich für X-Windows- Systeme als Quellcode per FTP kostenlos verfügbar schnelle Verbreitung Marc Andreesen gründete 1995 die Firma Netscape Gründung des W3-Konsortiums im Juli 1994 vorrangiges Ziel: Weiterentwicklung des WWW, z.b. durch Standardisierung von HTML Vorsitzender: Tim Berners-Lee Infos unter Client-Server-Architektur -Browser zur Anzeige von Hypertext-Dokumenten/Hypermedia-Objekten Hyperlinks erlauben Navigation Lösungen zu folgenden Fragestellungen erforderlich: Eindeutige Adressierung einer -Seite Transport einer -Seite Beschreibung des Inhalts (insbes. der Hyperlinks) einer -Seite Client-System Browser Internet Server-System 319

4 Idee der Universal-Adressierung Die Idee: Ein allgemeines Schema zur Beschreibung von Adressen bzw. Ressourcen Identifikatoren: Uniform Resource Identifier (URI) URI Syntax for identifiers [RFC1630] <uri> ::= <scheme>":"<scheme-specific-part> <scheme> Name des Scheme <scheme-specific-part> Ressourcen Identifikator vorgegeben durch das jeweilige Scheme Adressierung eines -Dokuments Uniform Resource Locator (URL), [RFC1738] Erbt Eigenschaften und Regeln von URI weist der Client-Software den Weg zu einer bestimmten Ressource auch für Inhalte anderer Server (USENET, FTP, E-) verwendbar z.b. Protokoll (scheme) URL Rechnername (DNS) Ressourcenbezeichnung Durch die Ressourcenbezeichnung wird das Objekt, auf das im jeweiligen Server zugegriffen werden soll, identifiziert bei WWW: abgerufene -Seite bei FTP: zu übertragene Datei bei : Empfänger der -Browser unterstützen eine Vielzahl von Schemes z.b. http, ftp, mailto, telnet Zusammenspiel Browser und Ressourcen Return Of The Resource (1) Client-Side Application User Agent Request Response Resource Server-Side Application Server System Applicationprotocol: HTTP, SOAP, DAV, other TCP/IP-Stack

5 Return Of The Resource (2) Return Of The Resource (3) Return Of The Resource (4) Return Of The Resource (5)

6 Return Of The Resource (6) Return Of The Resource (7) Return Of The Resource (8) 330