Xeración de servizos en rede

Servizos en rede e protocolos estándares de nivel de aplicación

A unidade didáctica anterior adicouse á programación de aplicacións que se comunican entre sí utilizando os protocolos de transporte UDP e TCP. Desenvolveronse programas por parellas:

• un programa servidor
• un programa cliente

Ambos seguen unhas determinadas convencións para comunicarse entre sí. Estas convenciones establecen:

• qué parte pode comunicarse coa outra en cada momento
• o tipo de información que pode enviarlle
• as accións que a outra parte pode ou debe realizar ó recibila
• a información que debe enviar como resposta.

En definitiva, pódese dicir que implementan un protocolo de nivel de aplicación sobre un protocolo de nivel de transporte, actuando un dos programas como servidor dese protocolo e o outro coma cliente.

Existen protocolos estándares de nivel de aplicación baseados nos protocolos de transporte UDP e TCP que proporcionan diferentes servizos ás aplicacións. Estos son estándares de internet especificados nun documento RFC (Request for Comments) do IETF (Internet Engineering Task Force).

Moitos dos protocolos máis utilizados de nivel de aplicación funcionan sobre TCP; os que funcionan sobre UDP normalmente só realizan transferencias de pequenas cantidades de datos, nas que prima a rapidez sobre a fiabilidade. Un exemplo é o protocolo DNS no que a aplicación de cliente envía un nome de dominio e recibe o enderezo IP asociado e algunha outra información.

Os portos do 0 ó 1023 son coñecidos coma portos do sistema e están reservados para protocolos estándares de nivel de aplicación.

É posible utilizar o protocolo estándar TLS/SSL sobre o protocolo de transporte TCP permitindo así que os datos transmitidos por TCP vaian encriptados. Existen variantes dos protocolos estándares que utilizan TLS/SSL sobre TCP, que adoitan ter o mesmo nome engadíndolle unha S (por exemplo HTTP e HTTPS).

A variante que utiliza TLS/SSL usará un porto distinto. Por exemplo:

• o protocolo estándar HTTP funciona sobre TCP e utiliza o puerto 80
• HTTPS é unha variante de HTTP que utiliza TLS/SSL sobre TCP e utiliza o porto 443

Debido á propia natureza do protocolo UDP (non fiable e non orientado a conexión) non existe nada análogo a TLS/SSL para UDP.

Algúns dos principales protocolos de aplicación son:

Principais protocolos de aplicación

Nome	Nome completo	Descrición	Portos do servidor	RFC (orixinal)	Aplicación de cliente
DNS	Domain Name System ou sistema de nomes de dominio	Permite obtener la dirección IP para un nombre en formato DNS, como por ejemplo www.w3c.org. DNS utiliza un formato de nomes xerárquico que consta de varias partes separadas por puntos, que especifican un recorrido dentro dunha estrutura xerárquica. No primero nivel desta xerarquía están os dominios de máis alto nivel ou top level domains coma son .org, .com, .net, .eu, etc. Algunhas clases da biblioteca estándar de clases de Java utilizan a resolución de nomes do sistema operativo, que a súa vez utiliza o protocolo DNS.	UDP 53 TCP 53	1034 e 1035	nslookup dig host
TELNET	Teletype network	Protocolo para terminal remoto	TCP 23	854	telnet
SSH	Secure shell ou shell segura	Protocolo para terminal remoto e para encriptación de datos transmitidos polo protocolo de transporte TCP. Este protocolo desplazou o vetusto TELNET e ós r-commands do Unix de Berkeley; ambos non son seguros porque transmiten a información sen encriptar.	TCP 22	4250	ssh
FTP	File Transfer Protocol ou protocolo para transferencia de ficheiros.	Utilízase para a recepción ou descarga (download) e o envío ou subida (upload) de ficheiros.	TCP 20 TCP 21	959	ftp
FTPS	FTP seguro		TCP 989 TCP 990	4217	sftp
HTTP	HyperText Transport Protocol ou protocolo para transferencia de hipertexto	Utilízase para a web, para transferencia de datos tanto de texto coma binarios.	TCP 80	1945	Navegadores web
HTTPS	HTTP seguro		TCP 443	2818
SMTP	Simple Mail Transfer Protocol ou protocolo simple para transferencia de correo	Utilízase para envío de mensaxes de correo electrónico	TCP 25 TCP 587	5321	Clientes de correo electrónico (MUA) coma Mozilla Thunderbird ou Microsoft Outlook.
SMTP sobre SSL	SMTP seguro	TCP 465 TCP 587	8314
POP3	Post Office Protocol version 3 ou protocolo de oficina de correos versión 3	Utilízase para recepción de mensaxes de correo electrónico desde un servidor.	TCP 110	1939
POP3 sobre SSL	POP3 seguro TCP	995	2595
IMAP4	Internet Message Access Protocol	Utilízase tanto para envío coma para recepción de mensaxes de correo electrónico.	TCP 143	3501
IMAP sobre SSL	IMAP4 seguro	TCP 993	2595
LDAP	Lightweight Directory Access Protocol ou servizo lixeiro para acceso a directorios.	Utilízase principalmente para gardar información de autenticación: nomes de usuarios e contrasinais.	TCP 389	2251
LDAP seguro	LDAP seguro		TCP 636	2830
NTP	Network Time Protocol	Utilízase para obter a hora de servidores que proporcionan unha hora o máis exacta posible. A hora procede de reloxos atómicos. O protocolo ten en conta e compensa os retardos de comunicación entre cliente e servidor.	UDP 123	958	ntpdate
SNMP	Simple Network Management Protocol ou protocolo simple de administración de red	Permítelle os administradores obter información acerca do funcionamento de diversos dispositivos conectados a unha rede.	UDP 161 UDP 162	1157

Instalación e xestión de servizos en rede

Para o resto da unidade didáctica é preciso ter programas servidores para algúns destes protocolos para poder interactuar con eles mediante aplicacións clientes, en particular as que desenvolvamos nos ó longo da unidada didáctica.

Os serviczos préstanse a través de programas servidores para determinados protocolos de rede de nivel de aplicación. E común empregar indistintamente ambos términos: servicio en rede e protocolo de nivel de aplicación mediante o cal se presta el servicio. Por exemplo, dise que se instala o servizo de HTTP cando se instala apache2 (que é un programa servidor para o protocolo HTTP).

Para a parte práctica pódese instalar os servidores en contornas Windows, Mac Os ou Linux. Moitas veces é de axuda facer esa instalación de sistemas operativos mediante o uso de máquinas virtuais mediante software de virtualización coma poden ser VirtualBox, KVM ou VMware. Será de axuda contar cunha idea xeral das redes en VirtualBox (ou no software di virtualización escollido) e cómo crear e configurar interfaces de rede en máquinas virtuales.

Finalmente, nos sistemas operativos existen mecanismos comúns para a instalación, configuración, xestión e monitorización dos servizos en rede (isto é, dos programas servidores para protocolos estándares de red de nivel de aplicación).

Supoñendo o uso dalgunha distribución linux, a instalación pódese facer mediante o comando apt ou mediante un xestor de paquetes coma pode ser synaptic. Podes atopar información máis detallada adaptada para cada sistema nesta web

Finalmente, unha vez instalado, pódese facer a xestión de servizos con systemctl.

Glosario

Cabeceras

Conxunto de pares clave-valor que proporciona información relevante para un protocolo ou relativa a outros datos proporcionados. Utilizadas entre outros no protocolo HTTP e nas mensaxes de correo electrónico.

Código de resposta

Código devolto nunha mensaxe do servidor dun protocolo que indica o resultado dunha operación solicitada polo cliente.

FTP (file transfer protocol)

Protocolo para transferencia de ficheiros entre equipos clientes e servidor.

HTTP (hypertext transfer protocol)

Protocolo para transferencia de hipertexto. Utilizado por servidores web e polos navegadores web coma aplicacións clientes.

IMAP (internet message access protocol)

Protocolo para entrega de correo electrónico a un axente de usuario de correo ou MUA.

MUA (mail user agent)

Axente de usuario de correo. Programa cliente dos protocolos para correo electrónico que utiliza un usuario. É cliente cando menos de:

un protocolo para entrega (POP3 o IMAP)

un protocolo para envío (SMTP).

POP3 (post office protocol, version 3)

Protocolo para entrega de correo electrónico a un agente de usuario de correo o MUA.

SMTP (simple mail transfer protocol)

Protocolo para envío e transferencia de correo

SSH

Protocolo que hace posible la encriptación de los datos transmitidos mediante el protocolo de transporte TCP.

TELNET (teletype network)

Protocolo para terminal remoto en modo texto.

TLS/SSL

Protocolo que funciona a nivel de aplicación e que permite encriptar todos os datos transmitidos sobre unha conexión do protocolo de transporte TCP.

URI (universal resource identifier)

Identificador dun recurso disponible a través de protocolos de rede.

URL (universal resource locator)

Localizador de recurso que permite acceder os seus contidos.

Práctica

• Xeración de servizos en rede con Java
• Xeración de servizos en rede con Python

Creditos e referencias

• Programación de servicios y procesos. Carlos Alberto Cortijo Bon ISBN: 9788413571041