PDF de programación - Ingeniería de protocolos de comunicaciones (módulo 2)

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS
INGENIERÍA DE PROTOCOLOS
INGENIERÍA DE PROTOCOLOS
INGENIERÍA DE PROTOCOLOS

DE COMUNICACIONES
DE COMUNICACIONES

(MÓDULO 2)
(MÓDULO 2)
(MÓDULO 2)
(MÓDULO 2)

LUIS MENGUAL (c)

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -
F. I. M.

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

F. I. M.

L.S.I.I.S

L.S.I.I.S

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS
INGENIERÍA DE PROTOCOLOS

DE COMUNICACIONES
DE COMUNICACIONES

(MÓDULO 2)

http://www.personal.fi.upm.es/~lmengual/inicio_IP.html

LUIS MENGUAL GALÁN
LUIS MENGUAL GALÁN

LUIS MENGUAL (c)

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

OBJETIVOS
OBJETIVOS
OBJETIVOS
OBJETIVOS

 Describir las técnicas de descripción formal utilizadas para

especificar formalmente protocolos de comunicaciones y
especificar formalmente protocolos de comunicaciones y
presentar sus ventajas en la ingeniería de protocolos

 Analizar las interfaces de programación más utilizadas en el

entorno corporativo: Sockets de Berkeley Windows
entorno corporativo: Sockets de Berkeley, Windows
Sockets, Sockets en Java.

 Comprender las técnicas de implementación de aplicaciones

di t ib id
f
distribuidas utilizando las diferentes interfaces de
programación y el modelo cliente-servidor.

d l

dif

tili

t

i t

d

 Estudiar el rendimiento de las implementaciones de software

cliente y servidor.

LUIS MENGUAL (c)

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

ÍNDICE
ÍNDICE
ÍNDICE
ÍNDICE

1. ESPECIFICACIÓN, DISEÑO Y VERIFICACIÓN DE
PROTOCOLOS
1.1 Niveles de descripción de una arquitectura estructurada

LUIS MENGUAL (c)

1.1.1 Definición de la Arquitectura
1.1.2 Especificación de servicios
1.1.3 Especificación formal de protocolos

q

1.2 Desarrollo de Protocolos
1 2 1 E
l
1.2.1 Especificación Formal

ifi

ió F
1.2.1.1 Validación
1.2.1.2 Verificación
1.2.1.3 Análisis de Prestaciones

1.2.2 Implementación
1.2.3 Conformidad

1.3 Metodologías de Especificación

j N

1 3 1 L
l
1.3.1 Lenguaje Natural
1.3.2 Grafos de Control de Comunicaciones
1.3.3 Máquinas de Estados Finitos Extendidas
1.3.4 Redes de Petri
1.3.4 Redes de Petri
1.3.5 SDL
1.3.6 Estelle
1.3.7 Lotos

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

1

ÍNDICE
ÍNDICE
ÍNDICE
ÍNDICE

2. IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS (I)
2. IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS (I)

2.1 Modelo cliente-servidor

e

2.1.1 Terminología y conceptos
o og a y co ceptos
2.1.2 Comparación con otros modelos
2.1.2.1 Aplicaciones peer to peer,
2.1.2.2 Teoría de Agentes

g

2.2 Modelo Unix

2.2.1 Comunicación entre procesos
2.2.2 Procesos Concurrentes
2.2.3 E/S asíncronas

2.3 Interfaces de Programación de Aplicaciones (API, Aplication
Programming Interface)

2.3.1 Funcionalidad y especificación de las Interfaces de
Programación
2.3.2 Interfaces existentes

LUIS MENGUAL (c)

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

1

ÍNDICE
ÍNDICE
ÍNDICE
ÍNDICE

2. IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS (II)
2. IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS (II)

2.4 Interfaz Sockets de Berkeley

2.4.1 Algoritmos de diseño Software Cliente
go t os de d se o So t a e C e te

2.4.1.1 Arquitectura del cliente
2.4.1.2 Tipos de clientes (TCP/UDP)
2.4.2 Implementación Software Cliente
2.4.2.1 Ejemplos clientes TCP/UDP

p

2.4.3 Algoritmos de diseño Software Servidor

2.4.3.1 Arquitectura del servidor
2.4.3.2 Tipos de servidores (TCP/UDP, concurrentes, iterativos)

2.4.4 Implementación Software Servidor

2.4.4.1 Servidores Iterativos no Orientados a Conexión (UDP)
2.4.4.2 Servidores Iterativos Orientados a Conexión (TCP)
2.4.4.3 Servidores Concurrentes orientados a conexión (TCP)
2.4.4.4 Servidores Concurrentes. Un solo proceso TCP
2 4 4 5 S
(TCP UDP)
2.4.4.5 Servidores Multiprotocolo (TCP, UDP)
2.4.4.6 Servidores Multiservicio (TCP, UDP)

M lti

id

t

l

LUIS MENGUAL (c)

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

1

ÍNDICE
ÍNDICE
ÍNDICE
ÍNDICE

2. IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS (III)

2.4.5 Eficiencia y gestión de la concurrencia en servidores
2 4 5 1 El
t
2.4.5.1 Elección entre un modelo iterativo y concurrente
2.4.5.2 Nivel de concurrencia
2.4.5.3 Concurrencia en función de la demanda
2 4 5 4 Coste de la concurrencia
2.4.5.4 Coste de la concurrencia

d l

ió

it

ti

t

2.4.6 Concurrencia en clientes

2.4.6.1 Ventajas de la concurrencia
2 4 6 2 Implementaciones con varios procesos
2.4.6.2 Implementaciones con varios procesos
2.4.6.3 Implementación con un solo proceso

2.4.7 Procedimientos Remotos

2 4 7 1 Servicios Básicos sobre RPC
2.4.7.1 Servicios Básicos sobre RPC
2.4.7.2 Construcción de aplicaciones

LUIS MENGUAL (c)

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

ÍNDICE
ÍNDICE
ÍNDICE
ÍNDICE

2. IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS (IV)

2.5 Interfaz Windows Sockets

2.5.1 Comparación sockets de Berkeley
2.5.1 Comparación sockets de Berkeley
2.5.2 Desarrollo de aplicaciones

2.6 Interfaz sockets en Java

2.6.1. Introducción
2.6.2. Direcciones de Internet
2.6.3. Sockets TCP

2 6 3 1 Sockets para clientes
2.6.3.1 Sockets para clientes
2.6.3.2 Sockets para servidores
2.6.3.3 Servidores multiusuario
2 6 3 4 Sockets seguros
2.6.3.4 Sockets seguros

2.6.4. Datagramas y sockets UDP
2.6.5. Sockets multicast
2 6 6 C
URL
2.6.6. Conexiones a URLs
2.6.7. Otras alternativas (Java RMI, Java IDL)

i

LUIS MENGUAL (c)

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

BIBLIOGRAFÍA
BIBLIOGRAFÍA
BIBLIOGRAFÍA
BIBLIOGRAFÍA

 “USING FORMAL DESCRIPTION TECHIQUES” An Introduction
 USING FORMAL DESCRIPTION TECHIQUES An Introduction

to Estelle, Lotos and SDL. Edited by K.J. Turner. John Wiley
&Sons 1993
 “INTERNETWORKING WITH TCP/IP CLIENT-SERVER
INTERNETWORKING WITH TCP/IP. CLIENT-SERVER

PROGRAMMING AND APLICATIONS BSD SOCKETS” VERSION
VOLUME III. D. Comer, R. Stevens. Prentice Hall. 1993

 “UNIX NETWORK PROGRAMMING” R Stevens Prentice Hall
 UNIX NETWORK PROGRAMMING . R. Stevens, Prentice Hall.

1998

 “INTERNETWORKING WITH TCP/IP VOLUME III: CLIENT-
SERVER PROGRAMMING AND APPLICATIONS” Window
SERVER PROGRAMMING AND APPLICATIONS . Window
Sockets Version. D. Comer, R. Stevens. Prentice Hall. 1997

 “NETWORK PROGRAMMING FOR MICROSOFT WINDOWS”. A.

Jones J Ohlund Second Edition 2002
Jones, J. Ohlund. Second Edition 2002

 “JAVA NETWORK PROGRAMMING”. E. R. Harold. O’Reilly

2000, 2ª Edition

 “JAVA SECURITY”. S. Oaks. O’Reilly 2001, 2ª Edition

LUIS MENGUAL (c)

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA
COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA
COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA
COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA

MODELO CLIENTE-SERVIDOR

SOLICITA SERVICIOS
LAS PETICIONES SE HACEN
A TRAVÉS DE UN API
PROCESAMIENTO DE LA
INTERFAZ GRÁFICA DE
USUARIO

cliente
cliente

servidor

ESPERA LA PETICIÓN DE
UN CLIENTE
UN CLIENTE
PROCESA LA PETICIÓN
PUEDE ACEPTA O RETORNAR
CANTIDADES ARBITRARIAS DE
DATOS

PROCESO
CLIENTE

PROCESO
SERVIDOR

LUIS MENGUAL (c)

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA
COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA
COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA
COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA

LLAMADAS A PROCEDIMIENTOS REMOTOS

REMOTE PROCEDURE CALL (RPC)

cliente
cliente

servidor
servidor

servidor
servidor

call remote

proc. A
proc. A

exit

call remote

proc. B
proc. B

Respond
Respond
to caller
to caller

Respond
to caller

LUIS MENGUAL (c)

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA
COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA
COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA
COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA

AGENTES MÓVILES
AGENTES MÓVILES

cliente

servidor

SERVIDOR

PROCESO
CLIENTE

CÓDIGO
CÓDIGO

AGENTE DEL

CLIENTE

LUIS MENGUAL (c)

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

INTRODUCCIÓN: AGENTES
INTRODUCCIÓN: AGENTES
INTRODUCCIÓN: AGENTES
INTRODUCCIÓN: AGENTES

 “Un agente es un proceso software que representa a un

cliente y que se mueve a través de la red tomando ciertas
decisiones para atender a un servicio”

p

 Un agente software tiene tres dimensiones:

– Representación

» Un agente representa a un usuario frente a otros sistemas y
» Un agente representa a un usuario frente a otros sistemas y

otros agentes

– Movilidad

» Un agente se mueve por la red (pueden tener un itinerario de
» Un agente se mueve por la red (pueden tener un itinerario de

viaje: lista de destinos y plan de viaje)

» Los agentes pueden recoger información a medida que viajan

de una máquina a otra

– Inteligencia

» Capacidad de un agente para aplicar el conocimiento para la

resolución de problemas

» Un agente puede tomar decisiones basandose en los datos que

recogen

LUIS MENGUAL (c)

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

INTRODUCIÓN: AGENTES
INTRODUCIÓN: AGENTES
INTRODUCIÓN: AGENTES
INTRODUCIÓN: AGENTES

Ejecuta acciones
recoge información
Toma decisiones

Ejecuta acciones
Ejecuta acciones
recoge información
Toma decisiones

agente

agente

agente

Ejecuta acciones
recoge información
Toma decisiones

INTERNET

agente

agente

agente

agente

Ejecuta acciones
recoge información
recoge información
Toma decisiones

Ejecuta acciones
recoge información
recoge información
Toma decisiones

LUIS MENGUAL (c)

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA
COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA
COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA
COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA

APPLETS EN JAVA
APPLETS EN JAVA

servidor

id

El usuario pide una apple en java

pp

p

j

Llega una apple en java

cliente

NAVEGADOR

WEB

Arranca la máquina
Virtual de java y
Virtual de java y
Se ejecuta la applet

MÁQUINA

Á

VIRTUAL JAVA

LUIS MENGUAL (c)

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

MODELO CLIENTE --SERVIDOR
MODELO CLIENTE
MODELO CLIENTE
MODELO CLIENTE SERVIDOR
SER