1. Internet-Grundlagen und Überblickswissen

1. Internet-Grundlagen und Überblickswissen
Rechnernetz-Technologie
 OSI 7-Schichtenmodell
 Verteilte Anwendungen,
allgemeines Client-Server-Modell
 Softwareschnittstellen: Sockets, benannte Pipes und RPC
Web:
 HTTP-Protokoll in der Rechnernetz-Anwendungsschicht
Architektur von Web-Applikationen:
 Clientseitige Verarbeitung
 Serverseitige Verarbeitung
 Multi-Tier-Architekturen von Web-Applikationen
Peter Sobe
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1
OSI –Modell (1)
OSI-Referenzmodell:
Open Systems Interconnection Reference Model
Eingeführt 1983 von der ISO (Internationale
Normungsorganisation)
Zu dieser Zeit existierte TCP/IP bereits, das bis dahin
durch ein 4-Schichtenmodell erklärt wurde.
Ein Schichtenmodell ordnet verschiedenen NetzwerkTechniken jeweils eine Schicht zu. Die oberen Schichten
bauen auf der Funktionalität und den Schnittstellen der
unteren Schichten auf.
Peter Sobe
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2
OSI –Modell (2)
Peter Sobe
Internettechnologien
3
OSI –Modell (3)
1: Bitübertragungsschicht – umfasst mechanische und
elektrische Elemente, das Übertragungsmedium und die
übertragungstechnischen Verfahren
2: Sicherungsschicht - Techniken zum Zugriff auf das
Übertragungsmedium, Datenflusskontrolle,
Fehlererkennung und Fehlerkorrektur
3: Vermittlungsschicht – Weiterleitung der
Datenübertragung über ein Kommunikationsnetz aus
mehreren Leitungssegmenten und Schaltstellen (Router)
4: Transportschicht – Ende-zu-Ende-Steuerung für
Datenströme
Peter Sobe
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4
OSI –Modell (4)
5: Sitzungsschicht – synchronisierter Datenaustausch, weitere
Mechanismen wie z.B. RPC (Remote Procedure Call)
6: Darstellungsschicht – Herstellung einer
systemunabhängigen Darstellung der Daten,
ggf. Anpassung an verschiedene Darstellungsformate,
Zusätzlich: Datenkompression und Verschlüsselung
7: Anwendungsschicht – verschiedene Anwendungen, wie z.B.
Dateitransfer (SCP,FTP), Email, Webserver/Webbrowser
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5
Einfacheres 4-Schichten-Modell (1)
Angelehnt an TCP/IP mit Internetschicht und Transportschicht
logischer Datenaustausch
Rechner 1
4
3
2
1
Anwendungsschicht
Transportschicht
Internetschicht
Rechner 2
http, ftp,
smtp, pop,
....
4
TCP
3
IP
2
1
Netzzugangsschicht
Anwendungsschicht
Transportschicht
Internetschicht
http, ftp,
smtp, pop,
....
TCP
IP
Netzzugangsschicht
realer Datenaustausch mit elektr.
Signalen
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6
Einfacheres 4-Schichten-Modell (2)
Die beiden entscheidenden Schnittstellen, die Internetschicht
und die Transportschicht gut zu erkennen. Darüber liegt dann
die Anwendungsschicht, die die bekannten Internetdienste
enthält.
Der Name Internettechnologien kommt natürlich von der
Internetschicht. Man rechnet alles, was direkt auf diese
Internetschicht aufsetzt oder darüber liegt zu den
Internettechnologien. In der Literatur ist oft der Begriff WebTechnologie zu finden.
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7
Client-Server-Modell –
Grundlage für die Internettechnologien
Wir betrachten zwei Rechner, die über das Netz verbunden sind.
Auf jedem Rechner läuft eine Anwendung, die beide miteinander
kooperieren, d.h. Daten austauschen.
Eine Anwendung wird als Server bezeichnet, die andere als
Client. Der Server stellt einen Dienst bereit und der Client ist die
Anwendung, die den Dienst in Anspruch nimmt.
Gefordert:
Ein Protokoll, das bestimmt wie der Datenaustausch zwischen
Server und Client funktioniert.
 Zeitliche Abfolge der Nachrichten und Regeln für Client
und Server
 Inhalt und Format der einzelnen Nachrichten
Peter Sobe
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8
Client-Server-Modell –
Grundlage für die Internettechnologien
Werden im Internet Dienste von allgemeinem Interesse zur
Verfügung gestellt, müssen die Protokolle publiziert werden.
Oft werden dann auch Clients zur Verfügung gestellt, über die
solche Dienste genutzt werden können.
Zugangspunkte für Dienste (Adressen) müssen bekannt sein:
 Adresse des Servers (IP-Adresse)
 Unterscheidung der Zugangspunkte, wenn ein Server mehr
als einen Dienst bereit stellt (Port)
Die Adressierung ist Aufgabe der
 Vermittlungsschicht (Schicht 3, Network Layer) im OSI-Modell
 IP-Schicht (Internet Schicht) im TCP/IP-Schichtenmodell
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Client-Server-Modell –
Adressierung der Server
Ein Dienst wird mit einer so genannten Portnummer versehen.
Portnummer und Rechner (IP-Nummer) bilden ein Socket und
sind im Internet eindeutig definiert. Damit gelingt es beim
Datenversand im Internet durch TCP das Ziel der Daten, den
Server, eindeutig zu adressieren.
Server: www.htw-dresden.de IP-V4-Adr.: 141.56.16.49
WWW-Server an Port 80
FTP-Server an Ports 20,21
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Client-Server-Modell –
Adressierung der Clients
Ein Client wird durch seine IP-Adresse ausgewiesen.
Jede Verbindung wird clientseitig einem anderem Port zugeordnet.
Damit kann der Client mehrere Verbindungen gleichzeitig aufrecht
erhalten.
Ports für Client-Prozesse werden durch Portmapper dynamisch
vergeben. Der Client-Port wird dem Server beim Verbindungsaufbau mitgeteilt.
Eine TCP-Verbindung (Socket-Verbindung) ist demnach durch
das 4-Tupel
(Server-IP-Addr, Server_Port, Client-IP-Addr, Client-Port)
gekennzeichnet.
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Client-Server-Modell –
Szenarien (1)
Ein Server, mehrere Clients:
Clients
C1-IP-Adr,
C1-Port
Server
Server-IP-Adr,
Server-Port
C2-IP-Adr,
C2-Port
C3-IP-Adr,
C3-Port
Wenn Clients auf unterschiedlichen Rechnern laufen, dann
unterscheiden sich C1-IP-Adr, C2-IP-Adr und C3-IP-Adr.
Wenn Clients auf dem gleichen Rechner laufen (z.B. mehrere
Nutzer), dann unterscheiden sich ihre Port-Nummern,
z.B. C2-Port ≠ C1-Port
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Client-Server-Modell –
Szenarien (2)
Ein Client, mehrere Server:
Client
Server
Client-IP-Adr,
Client-Port
S1-IP-Adr,
S1-Port
S2-IP-Adr,
S2-Port
Wenn Server auf unterschiedlichen Rechnern laufen, dann
unterscheiden sich S1-IP-Adr und S2-IP-Adr.
Wenn verschiedene Server auf dem gleichen Rechner laufen, dann
unterscheiden sich ihre Port-Nummern, z.B. S2-Port ≠ S1-Port.
→ Nachrichten unterschiedlicher Verbindungen sind immer
unterscheidbar.
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TCP und UDP (1)
TCP (Transmission Control Protocol) –
Verbindungsorientiertes Protokoll aus OSI Schicht 4
 setzt Adressierung und Paket-Vermittlung voraus (IP)
 arbeitet intern wie dargestellte Socket- und PipeKommunikation
 TCP garantiert Reihenfolge der Daten und Fehlerfreiheit – bei
verlorenen Paketen werden diese wiederholt übertragen
 Auf TCP bauen viele Internetdienste auf, z.B. HTTP, FTP
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TCP und UDP (2)
UDP (User Datagram Protocol) ist das verbindungslose
Pendant zu TCP. Das verbindungslose UDP kann schneller
sein.
 setzt Adressierung und Paket-Vermittlung voraus (IP)
 einzelne Pakete werden übertragen, ohne explizite
Verbindung
 keine Reihenfolgegarantie
 Pakete können verloren gehen
 einige Dienste, wie z.B. Audio-Streaming verwenden UDP
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Client-Server-Kommunikation –
per Socket-Verbindung (1)
Eine Socket-Verbindung ist eine verbindungsorientierte
Kopplung zwischen zwei Prozessen, typischerweise einem
Server und einem Client.
Die Verbindung wird explizit aufgebaut, danach kann
bidirektional kommuniziert werden. Die Verbindung wird
geschlossen, wenn sie nicht mehr benötigt wird.
Vergleichbar mit Telefongespräch!
Prozess-2
Prozess-1
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Client-Server-Kommunikation –
per Socket-Verbindung (2)
Phasen einer Socket-Verbindung als Sequenz-Diagramm
Client
Server
es = socket ()
bind (es, address) … Angabe des Ports
s = socket ()
connect(s, address)
… IP-Adresse und Port
listen(es)
s = accept(es)
write(s, …)
read(s, …)
write(s, …)
read(s, …)
write(s, …)
read(s, …)
close(s)
Peter Sobe
close(s)
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Client-Server-Kommunikation –
per Socket-Verbindung (3)
• Der Server bindet eine Dienst an einen bekannten Port (bind)
und akzeptiert Verbindungen (accept).
• Ein Client verbindet sich mit einem Dienst an einem
bekannten Port (connect).
• Beide Prozesse können Daten senden und empfangen.
Funktionen: write() / read() oder send() / recv()
• Welcher Prozess wann sendet und wann empfängt, muss
durch das Protokoll zwischen Server und Client geklärt sein.
• Ein Server erzeugt typischerweise nach dem Annehmen einer
Verbindung (accept) einen neuen Thread für die Verbindung.
Der verbleibende Thread nimmt wieder neue Verbindungen
an (Multi-Client-Server).
Peter Sobe
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C-Quellcode des Socket-Server-Programms (1)
Server source code (C language, important parts only):
int entry_sock;
entry_sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
/*connect sock_address with local address and a unique port */
sock_address.sin_port = htons( (unsigned short int)(port_base +
process_id*proc_inc));
sock_address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
// everyone may connect
sock_address.sin_family = AF_INET;
rc = bind(entry_sock, (void*)&sock_address, sizeof(sock_address));
P. Sobe
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C-Quellcode des Socket-Server-Programms (2)
Server source code (C language, important parts only) continued:
listen(entry_sock, BACKLOG);
do {
// wait for a new connection
addrlen = sizeof(client_sock_address);
new_sock = accept(entry_sock, (void*)&client_sock_address, &addrlen );
/* connection_fun starten */
params_not_copied=1;
pthread_create(&connection_thread,NULL,(void*)&connection_fun,NULL);
/* wait for thread until parameters got copied*/
do { } while(params_not_copied);
} while(1);
P. Sobe
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C-Quellcode des Socket-Server-Programms (3)
Server source code (C language, important parts only) continued:
void connection_fun(void *param){
selected = new_sock;
params_not_copied=0;
…
// communicate with client according a user-specified protocol
read(selected,&pmessage, MSG_LEN);
write(selected,&pmessage, MSG_LEN);
Erklärung:
pmessage ist hier die
Datenstruktur, die zum
Nachrichtenaustausch dient.
Sie ist MSG_LEN Bytes lang.
close(selected);
}
P. Sobe
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C-Quellcode des Socket-Client-Programms
Client source code (C language, important parts only):
sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(server_ipaddress);
serv_addr.sin_port
= htons(server[i].port);
serv_addr.sin_family
= AF_INET;
rc = connect(sock, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
printf("client connected to %s:%d rc=%d \n", server_ipaddress, server[i].port, rc);
write(sock, &pmessage, MSG_LEN);
read(sock, &pmessage, MSG_LEN);
close( sock );
P. Sobe
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„Benannte Pipe“ als Kommunikationskanal (1)
Die „benannte Pipe“ (NamedPipe) ist ein alternativer Mechanismus,
zwei Prozesse über das Netzwerk zu verbinden.
Eine „benannte Pipe“ kann wie eine Datei angesehen werden,
die auf der Seite des Server-Rechners eingerichtet ist und einen Kanal
zwischen zwei verteilten, kooperierenden Prozessen darstellt. Einer
schiebt Daten in den Kanal hinein (Schreiben) und der andere holt sich
diese Daten auf der anderen Seite aus dem Kanal heraus (Lesen).
Auf der Clientseite wird über eine URL \\hostname\pipe\pipename der
Eingang des Kanals als Datei-Equivalent bereitgestellt.
Der Datenaustausch läuft danach wie eine normale Dateioperation auf
einem lokalen Rechner ab. Auf der Serverseite wird nur der pipename
als Handle zum lokalen Eingang des Kanals bereitgestellt. Damit wird
der Kommunikationskanal als eine Art virtuelle Datei angesehen und
der Datenaustausch über normale Dateioperationen realisiert.
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Pipe als Kommunikationskanal (2)
Server
Aktion
erzeugt
Pipe
Wa rtet auf
ankomm end
e
Verbi ndung
em pfängt
Daten
Sendet
D aten
Löst die
Verbi ndung
Schließt
Handle
Legende:
Peter Sobe
Aktion
CreateNamedPipe()
ConnectNamedP
WaitNamedPipe()
ipe()
CreateFile()
Wa rtet auf
Pipe verfü gbar
Schließt
Datei an
Pipe an
ReadFile()
WriteFile()
se ndet
Daten
WriteFile()
ReadFile()
em pfängt
Daten
DisconnectNamedP
Client
ipe()
CloseHandl e()
Ablaufsteuerung vom Protokoll der Kooperation a
Austausch Daten
notwendiger Ablauf
Schließt
Handle
CloseHandle()
b hängig
24
Pipe als Kommunikationskanal (3)
Pipe-Funktionen des Servers
Erzeugen von Pipes - CreateNamedPipe()
Der Server muss auf seinem Rechner die Pipe erzeugen und dabei die
Funktionalität angeben. Bei der Erzeugung gibt er statt seinem eigenen
Computernamen einen Punkt an und legt den Pipenamen fest,
z. B.: \\.\pipe\p1
Beim Server dient der Punkt (.) als Rechnername. Beim Client muss
dann anstatt des Punkts der Rechnername angegeben werden.
Beispiel als C-Quelltext:
hPipe=CreateNamedPipe("\\\\.\\pipe\\p1", PIPE_ACCESS_INBOUND,
PIPE_WAIT, PIPE_UNLIMITED_INSTANCES,
256,256,1000,NULL);
Pufferlängen für Ein- und Ausgabe sind 256 Bytes, als Time-out Zeit gilt 1000
ms und es sind keine Sicherheitsattribute gesetzt.
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25
Pipe als Kommunikationskanal (4)
Warten auf Client-Verbindungen - ConnectNamedPipe()
Mit der ConnectNamedPipe()-Funktion leitet der Server einen Warteprozess
auf eine Clientanforderung ein. Der erste Parameter ist das Pipe-Handle, der
zweite Parameter ist NULL oder enthält einen Pointer auf eine overlappedStruktur.
Beispiel: ConnectNamedPipe(hPipe,NULL);
Aufheben der Client-Verbindungen - DisConnectNamedPipe()
Mit der DisConnectNamedPipe()-Funktion beendet der Server eine
Verbindung zu einem Client. Der einzige Parameter ist das Pipe-Handle. Der
Rückkehrwert ist bei Erfolg verschieden von 0.
Beispiel: DisConnectNamedPipe(hPipe);
Schließen des Pipe-Handles - CloseHandle()
Mit der CloseHandle ()-Funktion schließt der Server das Handle zu einer Pipe.
Beispiel: CloseHandle(hPipe);
Peter Sobe
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Pipe als Kommunikationskanal (5)
Pipe-Funktionen des Client
Warten auf die Verfügbarkeit der Pipe - WaitNamedPipe()
Mit der WaitNamedPipe()-Funktion wartet der Client auf die Pipe, die der
Server erzeugen muss. Der erste Parameter enthält sowohl host- als auch
pipe-Namen in der Form \\hostname\pipe\pipename. Der zweite Parameter
enthält eine time-out-Angabe.
Anschluß an eine Pipe - CreateFile()
Mit der CreateFile()-Funktion realisiert der Client das Öffnen der Pipe als eine
Datei. Der erste Parameter enthält das pipe-Handle in der Form
\\hostname\pipe\pipename.
Beispiel:
hPipe=Create(“\\\\iserver.informatik.htw-dresden.de\\pipe\\p1“,
GENERIC_WRITE, 0, NULL,OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
NULL );
Peter Sobe
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27
Pipe als Kommunikationskanal (6)
Datenaustausch mit der Pipe
Der Client bedient sich hier normaler Datei-Operationen der Windowsoder Unix-Plattform. Im Wesentlichen kommen dabei die ReadFile()und WriteFile()-Funktionen zum Einsatz.
Beispiele:
WriteFile( hPipe, text, strlen(text)+1, &nBytesWritten, NULL );
ReadFile( pipe, buffer, 127, &numBytesRead, NULL );
Bemerkung: text ist hier die Adresse eines Speicherbereichs, der die
zu übertragende Nachricht enthält!
In einigen Fällen ist es zweckmäßig, nach der Schreiboperationen die
Pipe-Funktion FlushFileBuffers() aufzurufen. Der einzige Parameter ist
das Pipe-Handle. Damit wird gewartet, bis die kooperierende
Anwendung alle Informationen gelesen hat.
Peter Sobe
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28
Pipe als Kommunikationskanal (7)
Beenden der Verbindung mit der Pipe – CloseHandle()
Der Client beendet die Verbindung mit der Pipe durch Aufruf der
CloseHandle()-Funktion.
Peter Sobe
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29
Remote Procedure Call (1)
A new paradigm hides message transfer: Birrell and Nelson,
1984
Remote procedure call (RPC):
• A program calls a subroutine or procedure in another address
space
• RPC is initiated by a client: procedure call and wait for return
• request message to server (hidden)
• server calls procedure locally and transfers the parameters
• response message (hidden)
• client continues operation
• Sun RPC (UNIX), later Microsoft RPC,
• later CORBA and Java RMI for object-oriented languages
Peter Sobe
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30
Remote Procedure Call (2)
RPC:
Client
Server
rc=calculate(p1,p2,p3, &solution);
calculate
wait …
client- und server-Stub
Peter Sobe
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Remote Procedure Call (3/3)
client-stub: provides proximity
procedures that collect
parameters and compose
messages to server, receive
responses and copy back results
server stub: receives messages,
extracts parameters and calls
corresponding procedures on the
server side, results are sent back to
the client
r = calc(a,b);
Stub: receive and call
local procedure
Stub
int calc(int x, int y)
res = calc(par1,par2);
OS and network stack
OS and network stack
Verschiedene RPC-Infrastukturen:
Sun RPC (UNIX), later Microsoft RPC, CORBA and Java RMI for object-oriented
languages, XML-RPC, SOAP-PHP-Webservice
P. Sobe
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32
WWW - (World Wide) Web
Web – basierend auf dem Internet
 Das Internet war bereits eher als das Web vorhanden, mit
verteilten Anwendungen, Dateitransfer, NetzwerkDateisystemen (NFS)
 Web: entstanden durch Vorhandensein des HTTP-Protokolls,
der HTML-Sprache, URLs und DNS (Domain Name Service)
 Nutzung des Webs: ein klassisches Client/Server-Szenario
 Mit dem Web erfolgte eine Kultur- und Wirtschaftsrevolution, da
sich dadurch die Verhaltensweisen der Menschen, die
Organisation wirtschaftlicher Prozesse und auch politische
Aspekte geändert haben.
 Web 2.0: kollaboratives Web, inhaltlich kein serverzentriertes
Web mehr
Peter Sobe
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33
HTTP Protokoll (1)
Hypertext Transport Protocol, größtenteils zum Austausch von
Hypertext (HTML, xHTML) benutzt
Herkunft:
• Das Protokoll wurde ab 1989 von Roy Fielding, Tim BernersLee und anderen am CERN entwickelt
• Zusammenspiel mit den Konzepten URL und HTML.
URL: Unified Ressource Locator
HTML: Sprache zum Aufschreiben von Hypertext-Dokumenten
→ Geburt des WWW, (bzw. Web)
• Zur Kommunikation ist HTTP auf ein zuverlässiges
Transportprotokoll angewiesen. Dafür wird in nahezu allen
Fällen TCP verwendet (Quelle wikipedia)
Peter Sobe
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HTTP Protokoll (2)
Über HTTPS kann die Übertragung aber verschlüsselt erfolgen.
HTTPS nutzt SSL aus Transportschicht (Secure Socket Layer) und
TLS. Ein HTTPS-Dienst wird typischerweise auf Port 443 angeboten.
HTTP-Eigenschaften:
 HTTP ist zustandslos
 Anfrage, Antwort, Ende: keine komplexen
Kommunikationsszenarien
 Der Zustand eines Clients (Browsers) kann nur über s.g. Cookies
verwaltet werden
Typischer Protokollablauf:
• Anfrage an Server: Zum Beispiel GET-Request mit Angabe des
Dokumentennamen und des Servers
• Antwort: OK, Infos über Server und HTML-Dokument
Peter Sobe
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35
HTTP Protokoll (3)
Typischer Protokollablauf:
•
•
Anfrage an Server:
GET /~sobe/Ueb_Internet/anfang.html HTTP/1.1
Host: www2.htw-dresden.de
Antwort:
HTTP/1.1 200 OK
Date: Sun, 20 Mar 2011 11:59:21 GMT
Server: Apache/2.2.9 (Debian) PHP/5.2.6-1+lenny9 with
Suhosin-Patch mod_ssl/2.2.9 OpenSSL/0.9.8g mod_perl/2.0.4 Perl/v5.10.0
Vary: Accept-Encoding
Content-Length: 1538
Connection: close
Content-Type: text/html; charset=iso-8859-1
< !DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN„
"http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd" >
< html> ...
Peter Sobe
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HTTP-Protokoll (4)
HTTP-Operationen im Überblick:
GET – Anfordern einer Ressource mit Angabe einer URL
POST – Senden von Daten zum Server (z.B. für Formulare)
HEAD –Anfordern eines Headers zu einer Ressource
PUT – Hochladen einer Ressource,
bei Webservern oft nicht implementiert
DELETE – Löschen einer Ressource,
bei Webservern oft nicht implementiert
TRACE – Empfangen und Zurücksenden der Anforderung
OPTIONS – Server liefert eine Liste der unterstützten
Operationen zurück
CONNECT – nur für Proxy-Server
Das Hochladen von Web-Inhalten und Löschen erfolgt meistens
durch andere Protokolle (z.B. SFTP Secure File Transfer Prot.)
oder SSH (Secure Shell)
Peter Sobe
Internettechnologien
37
HTTP-Protokoll (5)
Weiteres in Kapitel 2
Detailinformationen zum HTTP-Protokoll in RFCs (Request
for Comments die De Facto-Standards darstellen)
RFC 1945 (HTTP/1.0) http://tools.ietf.org/html/rfc1945
RFC 2616 (HTTP/1.1) http://tools.ietf.org/html/rfc2616
Peter Sobe
Internettechnologien
38
HTML und xHTML
HTML – Hypertext Markup Language
Auszeichungssprache für Web-Seiten
xHTML - eXtensible Hypertext Markup Language
XML-konformes HTML, weitestgehend gleiche Elemente wie
HTML, nun aber streng wohlgeformt
HTML und xHTML wurden inzwischen ersetzt durch HTML5
Peter Sobe
Internettechnologien
39
Architektur von Web-Anwendungen (1)
In HTML lassen sich JavaScript-Programme einbetten, die auf der
Clientseite durch einen Interpreter ausgeführt werden. Damit lassen sich
gewisse „dynamische Effekte“ bei der Anzeige eines HTML-Dokumentes
erreichen. Das nennt man clientseitiges Scripting.
Es bleibt es bei einer Client-Server-Anwendung, d.h. einer
2-Schichten-Anwendung (2-Tier).
Effekte:
 Anzeigen neuer Bilder
 zeitgebergesteuerte Animationen
 Reaktion auf Mausereignisse,
 Änderung von Eigenschaften von Objekten (Farbe, Stil,…),
 Öffnen neuer Fenster, Message-Boxen und Dialogfenster
 Prüfung von Nutzereingaben auf Korrektheit, vor Absenden an Server
Peter Sobe
Internettechnologien
40
Architektur von Web-Anwendungen (2)
Client-seitiges Scripting (Fortsetzung):
Ein JavaScript kann auf Eigenschaften von Objekten der grafischen
Oberfläche zugreifen und über Methoden Manipulationen
durchführen. Das wird durch ein Document Object Model (DOM)
ermöglicht.
Architektur-Klassen:
2-Tier: Web-Anwendung ohne Scripting,
auch Webanwendungen mit clientseitigem Scripting
3-Tier: Webanwendungen mit serverseitigem Scripting
4-Tier: Webanwendungen mit serverseitigem Scripting und einer
weiteren funktionalen Ebene (meistens eine Datenbank)
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41
Clientseitige Verarbeitung (1)
Im Webbrowser, JavaScript
• auf Client-Seite ausgeführt
• Script-Code wird innerhalb der HTML-Seite übertragen
• Script-Code ist typischerweise im Head eingebettet
• Das Script kann die Webseite dynamisch verändern, oder
Nachrichtenboxen oder Dialoge initiieren
• Nachladen von Inhalten vorerst nicht möglich, ohne eine neue
Webseite zu laden
Andere Programme können auch als HTTP-Client fungieren, um
zum Beispiel Daten aus dem Web zu laden und zu verarbeiten.
Peter Sobe
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42
Clientseitiges Verarbeitung (2)
JavaScript – Beispiel:
…
<html>
<head>
<title>Die Seite mit dem Datum</title>
<script language=“JavaScript“>
function date() {
var j,m,t;
var aktuellesdatum = new Date();
t = aktuellesdatum.getDate();
m = aktuellesdatum.getMonth()+1;
j = aktuellesdatum.getYear()+1900;
document.Formular.Datum.value=t+"."+m+"."+j;
}
</script>
</head>
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<body … onload=“date()“>
<form name=“Formular“>
<input size=10 name=“Datum“/>
</form>
</html>
43
Clientseitige Verarbeitung (3)
Andere Programme (Vielzahl von Programmiersprachen) können
auch als HTTP-Client fungieren, um zum Beispiel Daten aus dem
Web zu laden und zu verarbeiten.
Beispiel CURL-Bibliothek, Sprache C:
if( handle = url_fopen("http://deinedaten.org/daten.xml", "r") )
{
while(!url_feof(handle)) {
url_fgets(buffer, sizeof(buffer), handle);
// Weiterverarbeitung des Inhalts von buffer
}
url_fclose(handle);
}
Beispiel angelehnt an: curl.haxx.se/libcurl/c/fopen.html, Zugriff am 29.3.2017
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44
Serverseitige Verarbeitung (1)
Die Aufbereitung von Web-Inhalten erfolgt oft durch
Programmverarbeitung auf dem Server.
Typische serverseitige Skript-Technologien:
 CGI + „irgendetwas, das auf dem Server ausgeführt werden
kann und Hypertext zurückliefert“ , typisch ist CGI in Verbindung
mit einem Perl-Skript
 PHP – eine Sprache, die in HTML eingebettet ist und direkt im
Webserver interpretiert wird
 Anwendungen, die innerhalb Servlet-Containern ausgeführt
werden, die eine Verbindung zu Web-Servern herstellen (Java +
Servlet Container, ASP.Net arbeitet ähnlich)
 Anwendungen, die selbst einen Web-Server als SoftwareKomponente ausführen
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45
Serverseitige Verarbeitung (2)
PHP - Hypertext Processor
 auf Server-Seite ausgeführt
 Die Ausgabe des Scrips erzeugt Seiteninhalt
 nur die Ausgabe des Scripts wird per HTTP übertragen
 PHP-Syntax ist an C und Perl angelehnt
Beispiel:
<html>
…
<script language=“php“>
$i=1;
while($i<11) { echo “<br> \n“; $i=$i+1 }
</script>
…
</html>
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46
Serverseitiges Vearbeitung (3)
Active Server Pages (Microsoft ASP.NET)
Konzept: Mischung von Webseitencode in HTML mit Programmcode
(Visual Basic oder C#)
Varianten:
 eingebetteter Code (Inline, durch <% … %> eingefaßt)
 Code-behind Modell: gesonderte Quelltextmodule mit Klassen,
die Methoden für Web-Elemente bereitstellen
Durch ASP-Framework werden auch Elemente zur clientseitigen
Interaktion mittels JavaScript bereitgestellt
Code wird übersetzt und innerhalb des IIS (Microsoft Webserver)
ausgeführt.
Entwicklung: Microsoft Visual Studio
Test: Visual Web Developer (lokaler Webserver)
Peter Sobe
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Serverseitige Verarbeitung (4)
Beispiel für eine ASP.NET- Webseite:
<%@ Page Title="Beispiel" Language="vb" MasterPageFile="~/Site.Master"
AutoEventWireup="false“ CodeBehind="Default.aspx.vb„
Inherits="WebAppASPNET._Default" %>
<asp:Content ID="HeaderContent" runat="server„
HTML-, Head- und Body-Tags
ContentPlaceHolderID="HeadContent">
werden serverseitig
</asp:Content>
automatisch erzeugt. Inhalte
<asp:Content ID="BodyContent" runat="server"
können durch Code-behind
ContentPlaceHolderID="MainContent">
Module programmiert werden.
<h2> Eine ASP.NET-Beispielanwendung </h2>
<%
For i = 1 To 3 %>
gewöhnliche HTML- Elemente
<p> Hallo </p>
<% Response.Write(i)
eingebetteter Code
(hier Visual Basic)
Next
%>
</asp:Content>
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48
Serverseitige Verarbeitung (5)
Mehrere Welten:
PHP-basierte
Webanwendungen
ASP.NET-basierte
Webanwendungen
oft gekoppelt mit
MySQL-Datenbank
Gekoppelt mit MicrosoftPlattform, z.B.
MS SQL-Server
Java Servlet, oder JSP
im Tomcat Servlet
Container, oder JBoss
Application Server
Wir werden in der Vorlesung und im Praktikum vorrangig PHP benutzen.
Peter Sobe
Internettechnologien
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Multi-Tier-Anwendungen
Peter Sobe
Internettechnologien
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Multi-tier Anwendungen
Peter Sobe
Internettechnologien
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Zusammenfassung
 Netzwerke erlauben, Verbindungen zwischen Anwendungsprozessen
auf verschiedenen Rechner herzustellen, z.B. durch SocketVerbindungen oder benannte Pipes
 Client/Server – verbreitetes Paradigma für verteilte Systeme
 Web: Webserver und Client(Browser)
 Protokolle: Standards/Festschreibungen wie und mit welchen
Nachrichtenformaten kommuniziert wird.
 Web: HTTP-Protokoll,
transportiert wird: HTML, XML, eingebettete Inhalte, Dateien
 Client und Serverseite sind programmierbar …
clientseitig und/oder serverseitig durch verschiedene Sprachen
 Je nach Trennung in verschiedene Schichten (tiers):
2-tier, 3-tier, 4-tier -Web-Anwendungen (Multitier …)
Peter Sobe
Internettechnologien
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