7. Aplikační vrstva. Aplikační vrstva. Počítačové sítě I. 1 (5) KST/IPS1. Studijní cíl. Představíme si funkci aplikační vrstvy a jednotlivé protokoly.

Transkript

1 7. Aplikační vrstva Studijní cíl Představíme si funkci aplikační vrstvy a jednotlivé protokoly. Doba nutná k nastudování 2 hodiny Aplikační vrstva Účelem aplikační vrstvy je poskytnout aplikačním procesům přístup ke komunikačnímu systému a tím umožnit jejich vzájemnou spolupráci. Mezi služby poskytované aplikační vrstvou patří přenos zpráv, identifikace komunikujících parametrů (jmény, adresami, podpisem), zjištění stupně okamžité připravenosti komunikujícího partnera, stanovení pověření pro komunikaci, dohoda o mechanismech ochrany zpráv, ověření přípustnosti komunikujících parametrů, určení přiměřenosti prostředků, určení způsobu přiřazení tarifů a přijatelné kvality poskytovaných služeb, synchronizace spolupracujících aplikací, výběr způsobu dialogu včetně postupu jeho navázání a ukončení, dohoda o odpovědnosti za opravy chyb a o postupech řízení celistvosti dat, dohoda o omezeních týkajících se syntaxe zpráv (struktura, kódy, abecedy). K zabezpečení služeb aplikační vrstvy jsou potřebné funkce, které jsou zahrnuty v nižších vrstvách a poskytovány formou patřící jen do aplikační vrstvy. Na rozdíl od ostatních vrstev mohou funkce v aplikační vrstvě provádět nejen programy a technické prostředky, ale i lidé. Příklady: Mezi nejznámější síťové aplikace patří např. elektronická pošta (např. aplikační protokol SMTP v architektuře TCP/IP), přenos souborů (např. protokoly FTP nebo TFTP v architektuře TCP/IP), vzdálený přístup (např. protokol TELNET u TCP/IP), management sítí (např. protokoly SNMP pro TCP/IP). Je tvořena sadou protokolů spolupracujících s jednotlivými aplikačními programy. Aplikační protokoly se spoléhají na protokoly TCP a UDP, které vytváří datové toky mezi počítači. Aplikační vrstva pouze požádá nižší vrstvu (tj. protokol TCP nebo protokol UDP) o vytvoření datového toku, do kterého pak vkládá aplikační data. Aplikační vrstva předepisuje dialog komunikace mezi aplikacemi. Příkladem může být prohlížení webových stránek pomocí Počítačové sítě I. 1 (5) KST/IPS1

2 internetového prohlížeče. V tomto dialogu je jedna stana klientem a druhá serverem. Tabulka 1 Aplikační protokoly Protokol Telnet FTP TFTP NFS SMTP LPD SNMP DNS DHCP HTTP HTTPS POP3 Funkce Pro jednoduché terminálové relace (v podstatě ovládáme obrazovku vzdáleného PC). Používá se pro přenos souborů mezi vzdálenými stanicemi bez ohledu na operační a souborový systém na těchto stanicích. Je omezenou a standardní verzí protokolu FTP. Využívá se například při nahrávání nastavení některých komunikačních zařízení v síti při jejich startu nebo pro start bezdiskové stanice. Umožňuje vzdálený přístup k systémů souborů přes počítačovou síť. Protokol zajišťující přenos zpráv elektronické pošty mezi poštovními servery. Slouží k odeslání tiskové úlohy na síťovou tiskárnu. Shromažďuje klíčové informace o síti a pracuje s nimi. Organizuje jména počítačů v Internetu a jejich vazby na IP adresy. Přiřazuje hostitelům IP adresy. Slouží k výměně hypertextových dokumentů ve formátu HTML. Zabezpečený protokol HTTP (pomocí šifrování SSL a TLS). Protokol pro přes ových zpráv z poštovního serveru na klienta. Mezi služby poskytované aplikační vrstvou patří přenos zpráv, identifikace komunikujících parametrů (jmény, adresami, podpisem), zjištění stupně okamžité připravenosti komunikujícího partnera, stanovení pověření pro komunikaci, dohoda o mechanismech ochrany zpráv, ověření přípustnosti komunikujících parametrů, určení přiměřenosti prostředků, určení způsobu přiřazení tarifů a přijatelné kvality poskytovaných služeb, synchronizace spolupracujících aplikací, výběr způsobu dialogu včetně postupu jeho navázání a ukončení, dohoda o odpovědnosti za opravy chyb a o postupech řízení celistvosti dat, dohoda o omezeních týkajících se syntaxe zpráv (struktura, kódy, abecedy). K zabezpečení služeb aplikační vrstvy jsou potřebné funkce, které jsou zahrnuty v nižších vrstvách a poskytovány formou patřící jen do Počítačové sítě I. 2 (5) KST/IPS1

3 aplikační vrstvy. Na rozdíl od ostatních vrstev mohou funkce v aplikační vrstvě provádět nejen programy a technické prostředky, ale i lidé. HTTP FTP TELNET SNTP DNS TFTP BOOTP RPC DHCP SNMP 80 20/ / transmission control protocol TCP user datagram protocol UDP směrovací protokoly RIP, EIGRP, OSPF internet control internet message protokol management protokol IGMP ICMP group internet protocol IP address resolution protocol ARP reverse address resolution protoko RARP Ethernet, LAN, FDDI Obrázek 1 TCP/IP protokoly vrstev Protokol IP (Internet Protocol) Pracuje v síťové vrstvě soustavy TCP/IP. Od nadřazených protokolů transportní vrstvy obdrží datové segmenty s požadavkem na odeslání. K segmentům připojí vlastní hlavičku a vytvoří IP datagram. V IP hlavičce je především IP adresa příjemce a odesílatele, což předznamenává hlavní poslání protokolu: doručení jednotlivých datagramů k příjemci provádí tedy adresování a směrování datagramů mezi počítači. IP protokol je nespojovaný (před zahájením výměny dat nevytváří relaci) a espolehlivý (předání paketů na místo určení není kontrolováno). Paket IP se tedy může ztratit, být doručen mimo pořadí, zdvojen nebo zpožděn. Protokol IP neobsahuje prostředky pro zotavení z chyb tohoto typu. To vše má zajistit nadřízená transportní vrstva protokol TCP. Průchod dat v síti Z jednoho koncového systému tj. od aplikačního programu na počítači, do druhého počítače jsou data postupně, jak prochází vrstvami segmentována a v nižších vrstvách zapouzdřována. Dochází k vytváření tzv. PDU (Protocol Počítačové sítě I. 3 (5) KST/IPS1

4 Data Unit, datové jednotky protokolu) na každé vrstvě. Z aplikačních dat (aplikační vrstva) jsou vytvořeny segmenty (transportní vrstva), potom následují pakety (síťová vrstva) a za nimi rámce (spojová vrstva) a nakonec bity (na fyzické vrstvě, zde se už nejedná o PDU). Spojová a fyzická vrstva je označována jako vrstva síťového rozhraní. Data (jednotlivé bity) jsou potom přenášena v binární podobě přenosovým médiem a v druhém systému jsou postupně odpouzdřována jak prochází vrstvami až do aplikační vrstvy. Obrázek 2 Průchod dat v síti Shrnutí kapitoly Touto kapitolou jsme dokončili představení sedmivrstvého modelu OSI a základních funkcí každé vrstvy. Vyjmenovali jsme protokoly aplikační vrstvy a způsob průchodu dat v síti. Otázky na procvičení: 1. Která vrstva je odpovědná za oddělené udržení dat různých aplikací? 2. Která vrstva tvoří rozhraní mezi vlastními aplikačními programy? Počítačové sítě I. 4 (5) KST/IPS1

5 3. Vyjmenujte některé protokoly, které spadají do aplikační vrstvy. 4. Popište průchod dat sítí. Literatura [1] Cisco Systems, Inc [online] [cit ]. Dostupné z: [2] LAMMLE, Todd. CCNA: výukový průvodce přípravou na zkoušku Vyd. 1. Brno: Computer Press, 2010, 928 s. ISBN Počítačové sítě I. 5 (5) KST/IPS1