Microsoft PowerPoint Slides.ppt

Size: px

Start display at page:

Download "Microsoft PowerPoint Slides.ppt"

らむうるしはた
4 years ago
Views:

1 i226 計算機ネットワーク特論第 7 回本日の内容 2 アプリケーション層とネットワークプログラミングネットワークアプリケーションアプリケーションプロトコルサーバークライアントモデルソケット RPC データ表現

2 アプリケーション層 3 ユーザーが直接利用するサービスを提供 ( ネットワークを利用するアプリケーションプログラム ) プログラム同士が使うデータの形式や手順がアプリケーション層プロトコルとなる 7 層モデルで独立していた二つの層の機能を含むデータ表現セッション管理ネットワークアプリケーションとプロトコル 4 電子メール pop, smtp, imap WWW http ニュース nntp 遠隔ログイン telnet, rlogin ファイル転送 ftp, rcp 情報検索サービス Gopher, Archie 名前情報サービス DNS, NIS, LDAP ネットワーク管理 SNMP ファイル共有 NFS, SMB ユーザーインタフェース X

3 Telnet 5 インターネットのアプリケーションの基本仮想端末 (Network Virtual Terminal) NVT ASCII 文字集合 7bit の文字コード telnet command 起動時にオプションのネゴシエーション [cr-sun7] % telnet telnet> toggle options Will show option processing. telnet> open localhost Trying Connected to localhost. Escape character is '^]'. SENT DO SUPPRESS GO AHEAD SENT WILL TERMINAL TYPE SENT WILL NAWS SENT WILL TSPEED SENT WILL LFLOW SENT WILL LINEMODE SENT WILL NEW-ENVIRON SENT DO STATUS RCVD DO TERMINAL TYPE RCVD DO NAWS SENT IAC SB NAWS 0 80 (80) 0 24 (24) RCVD DO XDISPLOC SENT WONT XDISPLOC RCVD DO NEW-ENVIRON RCVD DO OLD-ENVIRON SENT WONT OLD-ENVIRON RCVD WILL SUPPRESS GO AHEAD RCVD DONT TSPEED RCVD DONT LFLOW RCVD DONT LINEMODE RCVD WONT STATUS RCVD DONT XDISPLOC RCVD DONT OLD-ENVIRON RCVD IAC SB TERMINAL-TYPE SEND SENT IAC SB TERMINAL-TYPE IS "VT220" RCVD IAC SB NEW-ENVIRON SEND SENT IAC SB NEW-ENVIRON IS VAR "PRINTER" VALUE "ps-lw16" SunOS 5.7 電子メール 6 MTA (Mail Transfer Agent) メールを送り届ける sendmail が代表格 ( 他に qmail, Postfix, exim など ) SMTP プロトコルで転送 MUA (Mail User Agent) 自分宛のメールを取ってきてユーザーとやりとりする mh, mutt, Eudora, OutlookExpress など POP, IMAP プロトコル送信は SMTP Fig MUA SMTP MTA メールサーバー SMTP Internet MTA メールサーバー pop, imap MUA

4 電子メール 7 SMTP で扱うメールデータは 7bit 文字 MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions) を使って様々なデータに対応 Fig 文字ベースのやりとり Fig 全く異なったメールシステムとの間ではゲートウェイで接続 Fig. 7-48(3rd. Ed.) グループウェアやパソコンを対象としたメールシステムなどゲートウェイアプリケーションレイヤでの相互接続をするもの IP コミュニティではルーターのことをゲートウェイと呼んでいた時代もあったが現在はルーターという用語に統一ニュース www 8 ニュースバケツリレー式のテキストデータ配送システム NNTP www HTTP URL(Uniform Resource Locator) スキーム // ロケーション HTML SGML に基づくマークアップ言語 W3C (world wide web consortium) www 関係の標準や規格をとりまとめる国際機関

5 SNMP 9 Simple Network Management Protocol ネットワーク機器の情報を収集マネージャが各機器の中にあるエージェントに聞いて回る様々な内部データ表現を使う機器間で通信するため抽象的な統一データ表現 (ASN.1: Abstract Syntax Notation 1のサブセット ) を利用 MIB: Management Information Databaseという形で情報を管理コマンドはgetとsetとトラップだけ詳細はネットワーク管理の回でネットワークアプリケーションモデル Server - Client サービスを提供するサーバーとサービスを利用するクライアントファイルサーバーメールサーバー Xサーバーユーザーとのインタフェースを各プログラムにサービス Peer to Peer 対等の立場にあるシステム同士でのサービス相互利用 ( 同等のサーバーとクライアントを有するシステム同士 ) サーバーを持たない設計のサービスブロード ( マルチ ) キャスト型のサービス 2 層や3 層ではユニキャストでも繰り返すことで実質ブロード ( マルチ ) キャストに 10

6 サーバークライアント 11 反復サーバー (iterative server) サーバープロセスが自分でサービスを提供サービスが既知の短時間で終わる場合に有効並行サーバー (concurrent server) サーバープロセスが自分の分身を作ってサービスを提供複数の分身がサービスを同時に提供可能サーバーの待ち受け Fig. 6-9 サーバープロセス自身が待つ窓口プロセスに起動してもらう UNIXではinetd /etc/inetd.confを参照起動時に時間がかかるためサービスによっては不適切なこともソケット 12 ネットワークを介した通信もプロセス同士の通信 ( プロセス間通信 ) のひとつ BSD UNIXで導入された " ソケット " ネットワーク層アドレスとトランスポート層アドレスの組同一コンピュータ内の通信もインターネット越しの通信も同じように扱う他の多くの OS でもソケットの概念が使われているアソシエーション {protocol, local-address, local-port, foreign-address, foreign-port} 5つ組でトランスポート層での一つの接続が特定

7 bsd socket 13 int socket(int domain, int type, int protocol); ソケット記述子が返る domain PF_UNIX UNIX system internal protocols PF_INET ARPA Internet protocols type SOCK_STREAM (TCP) SOCK_DGRAM (UDP) SOCK_RAW (IP) TCP: ファイルの入出力と同様 socket, bind, listen, accept と socket, connect で接続後は read, write 最後は close UDP: 単発のやりとり socket, bind した後は sendto と recvfrom でやりとり RPC 14 Remote Procedure Call プロセス間通信を意識せずに通信を実現手続き (procedure) 単位でネットワーク中にある別のノードに仕事を依頼 rpcgen (RPCプロトコルコンパイラ) により通信部分は自動生成 prog.xファイルを作成し rpcgenにかける prog_svc.c, prog_clnt.c, prog.hが生成 ( スタブ ) クライアントのプログラムファイルとprog_clnt.cおよびサーバー側のルーチンファイルとprog_svc.cを各々 -lnslをつけてコンパイル portmapperというport 番号割り当て役が存在

8 RPC の例 15 W.R. Stevens, UNIX Network Programming の Sun RPC の例題 rdate プログラム RPCsample.tar としてホームページにあり元ファイルは date.x, date_svc.c, rdate.c rpcgen date.x cc -o rdate date_clnt.c rdate.c -lnsl cc -o date_svc date_proc.c date_svc.c -lnsl [cr-sun7] %./date_svc [cr-sun7] %./rdate localhost time on host localhost = time on host localhost = Sun Nov 5 20:44: RPC の例 ( 動作 ) 16 サーバープログラムが起動 UDPソケットを作成適当なローカルポートにbind ポートマッパプロセスにプログラム番号バージョン番号ポート番号を登録これらの動作は全部 rpcgenが作るサーバースタブがやってくれるクライアントプログラムが起動リモートシステム名プログラム番号バージョン番号プロトコルを指定リモートシステムのポートマッパからポート番号を知る

9 RPC の例 ( 動作 ) 17 クライアントがリモートプロシジャを呼ぶさきほど調べたポート番号に通信返事がないときには再送引数や戻り値がある場合にはXDR 標準形式に変換この辺の仕事もrpcgenが生成するクライアントスタブがやってくれるサーバーにクライアントからの要求が届く受けるどの関数が呼ばれたかを判断する引数や戻り値がある場合には XDR 標準形式に変換これらもサーバースタブの仕事データ表現 18 各マシンごとにデータの表現形態が異なる endian little endian: MSBを上位アドレスに DEC, Intel big endian: MSBを上位アドレスに IBM, Motorola, Sparc bit 幅浮動小数点型ネットワーク中を流すときには共通の型に変換 man byteorder で出てくる関数群もっと複雑な型を扱うには Sun XDR のような表現形式送信受信両方で変換処理が必要実際には変換が必要ないアーキテクチャであれば NULL マクロ

10 UNIX のプロトコルスタック 19 BSD UNIX におけるネットワークのスタック各々の層の間に API 複数のエンティティをモジュール化して統一的な扱いを提供 Application Presentation Session Transport Network Datalink Physical ユーザー空間カーネル空間プロセスソケット層プロトコル層 TCP Applications XDR SOCK_STREAM SOCK_DGRAM IP UDP インタフェイス層シリアル Ether FDDI その他アプリケーション以外のレイヤ 20 それぞれの層が提供するプリミティブを実装 Tanenbaum 教科書に概念的なサンプルコードあり各層で実現すべきアルゴリズムのみを実装し変数は外から見えないインタフェースサービスプロトコル上位層および下位層と通信する関数

11 ネットワークレイヤモデル 21 各層における役割モデルの意味を再確認アプリケーションプレゼンテーションセッショントランスポートネットワークデータリンク物理アプリケーショントランスポートネットワークデータリンク物理アプリケーショントランスポートネットワーク物理 (host to network) OSI デファクト 5 層モデル TCP/IP 次回予告 22 インターネットワーキングルーティングルーティングアルゴリズム名前情報

<4D F736F F F696E74202D DB A B C C815B E >

<4D F736F F F696E74202D DB A B C C815B E > ネットワーク工学第 13 課アプリケーションとトランスポート学習内容アプリケーションプロトコル TCP 制御とポート番号 13.1.1 アプリケーションプロトコルの概要ネットワークを利用するアプリケーション特有の通信処理を行う OSI モデルの第 5 6 7 層のすべての機能をもつ通信コネクションの管理 ( セッション ) データフォーマットの変換 ( プレゼンテーション ) 相手ホストとのやり取り