Протоколы прикладного уровня
| English | Русский |
|---|---|
| application layer/ˌæplɪˈkeɪʃn ˈleɪə/ | прикладной уровень |
| peer-to-peer/pɪə tə pɪə/ | peer-to-peer (равноправные) |
| HTTP/ˌeɪtʃ tiː tiː ˈpiː/ | HTTP |
| HTTPS/ˌeɪtʃ tiː tiː piː ˈes/ | HTTPS |
| TLS/ˌtiː el ˈes/ | TLS |
| FTP/ˌef tiː ˈpiː/ | FTP |
| SMTP/ˌes em tiː ˈpiː/ | SMTP |
| POP3/pɒp ˈθriː/ | POP3 |
| IMAP/ˈaɪmæp/ | IMAP |
| BitTorrent/bɪt ˈtɒrənt/ | BitTorrent |
Почему ваша почтовая корзина выглядит одинаково на любом устройстве
- Откройте почту на ноутбуке, затем на телефоне. Те же письма присутствуют, и прочитанные помечены как прочитанные на обоих устройствах.
- Это неочевидно. Двадцать лет нормой было, что почтовая программа скачивала всё содержимое и удаляла его с сервера, так что первым устройство, получившее почту, оставалось единственным, у кого она была.
- Оба подхода все еще используются, и выбор между ними — это выбор между двумя протоколами с одной и той же целью, но противоположной архитектурой.
- В этой теме рассматриваются прикладного уровня протоколы, указанные в программе: веб, передача файлов, три почтовых протокола и пиринговые сети.
Веб: HTTP и HTTPS
- HTTP — это способ, которым браузер получает веб-страницы и их ресурсы с сервера. Работает поверх TCP, обычно на порту 80.
- HTTPS — это HTTP, обернутый в TLS, поэтому трафик шифруется, используется порт 443.
- Что добавляет HTTPS: перехватчик видит только шифрованный текст, сервер доказывает свою идентичность с помощью сертификата, любое вмешательство обнаруживается. Используйте его, когда данные конфиденциальны, что сегодня означает всегда.
Лабораторная работа по маршрутизации в сети
Отслеживайте передачу данных от устройства через сетевое оборудование и протоколы.
HTTPS — это:
HTTPS запускает HTTP поверх шифрования TLS (порт 443), защищая данные при передаче.
Что добавляет HTTPS по сравнению с обычным HTTP? Выберите все подходящие варианты.
TLS обеспечивает конфиденциальность, аутентификацию и целостность. Сжатие — отдельная функция самого HTTP.
Передача файлов: FTP
- FTP передает файлы между клиентом и сервером: загрузка, скачивание, просмотр списка, переименование и удаление.
- Он предназначен для передачи целых файлов, тогда как HTTP разработан для документов и ресурсов, которые отображает браузер.
- Обычный FTP передаёт свои учётные данные в открытом виде, поэтому защищённые варианты вытеснили его при работе с чувствительными данными.
Электронная почта: SMTP, POP3 и IMAP
- SMTP отправляет почту: от клиента на исходящий сервер и между серверами через интернет. Это часть электронной почты, основанная на отправке (push).
- POP33 загружает почту на одно устройство и обычно удаляет её с сервера. Почта остается на этом устройстве.
- IMAP оставляет почту на сервере и синхронизирует состояние, папки, флаги прочитанных писем и удаления на всех устройствах. Письма хранятся на сервере.
Каждый из этих протоколов оказывается внутри кадров такого типа
Какой протокол используется для ОТПРАВКИ электронной почты?
SMTP отправляет почту; POP3 и IMAP используются для получения/чтения.
IMAP оставляет почту на сервере и синхронизирует ее на всех ваших устройствах, тогда как POP3 обычно скачивает почту и удаляет ее с сервера.
Именно поэтому IMAP показывает одинаковую папку входящих на телефоне и ноутбуке, а POP3 привязывает почту к одному устройству.
Разбор примера: выбор протокола электронной почты
- Пользователь читает почту на телефоне, ноутбуке и настольном компьютере и хочет видеть одинаковую папку входящих на всех трёх устройствах. Какой протокол получения подходит, и почему?
- IMAP: сообщения остаются на сервере, а клиент синхронизируется с ним, поэтому сообщение, прочитанное или перемещённое в папку на одном устройстве, отображается как прочитанное или перемещённое на других.
- У второго пользователя один старый ноутбук, очень маленький лимит места на почте и частое отсутствие интернета. POP3: почта скачивается на ноутбук и удаляется с сервера, что освобождает квоту и позволяет читать письма офлайн.
- Ключевые факторы — количество устройств и место хранения почты. SMTP не является ответом ни на один из них: он только отправляет.
Пользователь читает почту на трех устройствах и хочет, чтобы прочитанные сообщения помечались прочитанными везде. Какой протокол используется для ПОЛУЧЕНИЯ почты?
IMAP оставляет почту на сервере и синхронизирует состояние на устройствах. POP3 скачивает на одно устройство и обычно удаляет; SMTP отправляет.
POP3 скачивает почту на одно устройство и обычно ____ ее с сервера.
Это освобождает квоту почтового ящика и подходит для одного устройства, работающего офлайн, но тогда почта существует только на этом устройстве.
Сетевой обмен: BitTorrent
- BitTorrent — это peer-to-peer (одноранговая) протокол: нет единого сервера, хранящего файл для всех пользователей.
- Файл разбивается на части. Трекер помогает пирингам находить друг друга, после чего каждый пиринг скачивает части от множества других пиров параллельно, одновременно загружая те части, которые у него уже есть.
- Результат: чем популярнее файл, тем больше пиров могут его раздавать, поэтому нагрузка распределяется, а не концентрируется. Один сервер потребовал бы пропускную способность, пропорциональную количеству скачивающих.
Каждый скачивающий также является загрузчиком
BitTorrent снижает нагрузку на любой отдельный сервер, потому что он:
Как пиринг-пиринг протокол, каждый пир делится частями, поэтому ни один отдельный сервер не несет всей нагрузки.
Разбор примера: почему одноранговая сеть для крупного релиза
- Бесплатная операционная система выпускается в виде файла объёмом 4 ГБ, и миллион человек скачивают его в первый день. Объясните, почему BitTorrent подходит лучше, чем один веб-сервер.
- При использовании HTTP один сервер должен отправить 4 ГБ миллион раз, поэтому его пропускная способность и затраты растут вместе с числом скачивающих, становясь узким местом и единственной точкой отказа.
- В BitTorrent файл разбивается на части, и каждый пиринг загружает уже полученные им части, поэтому пропускная способность растёт вместе с количеством скачивающих, а не расходуется ими.
- Ответ указывает на нагрузку, место её размещения и то, что происходит при росте спроса.
С BitTorrent, чем больше людей скачивают файл, тем больше ресурсов доступно для его обслуживания.
Каждый узел отправляет все имеющиеся у него фрагменты, поэтому пропускная способность растет вместе с потребностью. Однако пропускная способность одного сервера расходуется только под спрос.
Протоколы в кратком изложении
| Протокол | Задача |
|---|---|
| HTTP | получение веб-страниц, порт 80 поверх TCP |
| HTTPS | HTTP внутри TLS, шифрование, порт 443 |
| FTP | передача целых файлов туда и обратно на сервер |
| SMTP | отправка почты, от клиента к серверу и между серверами |
| POP3 | скачивание почты на одно устройство, обычно с удалением её с сервера |
| IMAP | хранение почты на сервере, синхронизация across devices |
| BitTorrent | одноранговая передача частей файлов |
Сопоставьте каждый протокол с его назначением.
HTTP = веб, FTP = файлы, SMTP = отправка почты (POP3/IMAP получают её).
Потерянные баллы
- SMTP отправляет; POP3 и IMAP получают. Вопрос о том, как отправляется почта, имеет ровно один ответ.
- Разница между IMAP и POP3 заключается в месте хранения почты: на сервере с синхронизацией или скачана и удалена.
- HTTPS — это не отдельный протокол от HTTP; это HTTP поверх TLS, и именно TLS обеспечивает шифрование.
- BitTorrent распределяет нагрузку, потому что каждый пиринг загружает файлы. Утверждение «это быстрее» без этого обоснования не оценивается.
Вы поняли
- HTTP получает веб-страницы через TCP; HTTPS — тот же протокол внутри TLS, зашифрованный и аутентифицированный; FTP перемещает целые файлы
- SMTP отправляет почту; POP3 скачивает и обычно удаляет её; IMAP оставляет её на сервере и синхронизирует все устройства
- выберите протокол электронной почты по количеству устройств и месту хранения почты
- BitTorrent — одноранговая сеть: части от многих пиров параллельно, каждый скачивающий также загружает, поэтому пропускная способность растёт вместе со спросом