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
internetového prohlížeče. V tomto dialogu je jedna stana klientem a druhá serverem. Tabulka 1 Aplikační protokoly Protokol
Funkce
Telnet
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 e-mailových zpráv z poštovního serveru na klienta.
FTP TFTP
NFS SMTP LPD SNMP DNS DHCP HTTP HTTPS POP3
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
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
Číslo Číslo Číslo portu portu portu
Číslo Číslo Číslo Číslo portu portu portu portu
Číslo Číslo Číslo portu portu portu
80
25
111
20/21 23
53
transmission control protocol TCP směrovací protokoly
69
67/68
546
161
user datagram protocol UDP
internet control internet group message protokol management protokol IGMP ICMP
RIP, EIGRP, OSPF
internet protocol IP address resolution protocol
reverse address resolution protoko
ARP
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
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
3. Vyjmenujte některé protokoly, které spadají do aplikační vrstvy. 4. Popište průchod dat sítí.
Literatura [1]
Cisco Systems, Inc [online]. 2012 [cit. 2012-04-26]. Dostupné z: http://www.cisco.com/.
[2]
LAMMLE, Todd. CCNA: výukový průvodce přípravou na zkoušku 640802. Vyd. 1. Brno: Computer Press, 2010, 928 s. ISBN 978-802-5123591.
Počítačové sítě I.
5 (5)
KST/IPS1
