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(WWW) Was ist das World-Wide Web? - TU Ilmenau

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Zur Entwicklung des
World Wide Web (WWW)
„
Telekommunikationsdienste
und -protokolle
Hervorgegangen aus Arbeiten des britischen Informatikers Tim
Barners-Lee am europäischen Forschungszentrum CERN (Genf)
„
„
Erster Prototyp Ende 1990
„
„
11. World Wide Web
grafisch (auf NEXTStep) und zeilenorientiert
Durchbruch des WWW durch den von Marc Andreesen und Eric
Bina (University of Illinois) entwickelten WWW-Client Mosaic
„
„
„
Ziel: Einfacher weltweiter Austausch von Dokumenten zwischen
den Wissenschaftlern
ursprünglich auf Unix-Workstation unter X-Window-System
entwickelt
als Quellcode per FTP kostenlos verfügbar → schnelle Verbreitung
Gründung eines W3-Konsortiums zur Standardisierung des
WWW im Juli 1994 (Vorsitzender: Tim Barners-Lee)
TKDP - 11. World Wide Web
Was ist das World-Wide Web?
„
„
„
Ideen und Ziele des Web
„an internet-wide distributed hypermedia information
retrieval system“
[Liu et al. 1994]
„a global seamless environment in which all
information (text, images, audio, video,
computational services) that is accessible from the
Internet can be accessed in a consistent and simple
way by using a standard set of naming and access
conventions“
[WebMaster Magazine 1996]
„the universe of network-accessible information, the
embodiment of human knowledge“
[W3C 1999]
TKDP - 11. World Wide Web
323
324
„
„
„
„
„
„
Lokalisierung von Information mit Hilfe einer
einheitlichen Adressierungsmethode
Einheitlicher Zugang (lesen und schreiben) über eine
standardisierte Benutzerschnittstelle
Inhalte als Hypermedia-Dokumente, visualisierbar,
abspielbar auf unterschiedlichsten Rechnern
Integration externer Informationsquellen
(z.B. Datenbanken)
Unterstützung von Transaktionen als Grundlage für
interaktive Anwendungen (Client/Server)
Keine Reglementierung von Informationsanbietern,
inhärente Informationsverteilung
TKDP - 11. World Wide Web
325
Anforderungen eines verteilten
Dokumentensystems
„
Kodierung der Dokumente
„
„
„
„
„
Inhalt
Semantik
Darstellung
„
„
„
Lokalisierung
Zugriff
„
„
Transport der Dokumente
„
Response
HTTP
TKDP - 11. World Wide Web
„
„
„
Aufbau der ausgetauschten Dokumente
Darstellung am Bildschirm
Anbindung von externen Quellen
„
„
Common Gateway Interface (CGI)
Formulare in HTML für die
Parametererfassung
WebSeite
Request URL
Browser
Browser
WebServer
TKDP - 11. World Wide Web
327
Ressourcen im World-Wide Web
WebSeite
WebClient
Hypertext Transfer Protocol (HTTP)
326
Einheit der Kommunikation zwischen Client und
Server
WebWebSeite
Seite
Statisch oder dynamisch
Request
Uniform Resource Name (URN)
Uniform Resource Locator (URL)
Transferprotokoll
„
Client/Server-Architektur
Synchrones Kommunikationsmodell
(Request/Response)
Ressourcen
„
Uniform Resource Identifier (URI)
„
„
Document Type Definition (DTD)
Standardized General Markup Language (SGML)
Identifikationsschema
„
Architektur und Protokolle
„
HyperText Markup Language (HTML)
„
TKDP - 11. World Wide Web
„
Dokumentenformat
„
Identifikation der Dokumente
„
„
Lösungen für
das World-Wide Web
Ressourcen
328
Response (HTML mit Tags)
Request(URL [CGI] + Parameter)
Web
Web
Server
Server
CGICGIProgramm
Programm
Response(HTML mit Ergebnis)
TKDP - 11. World Wide Web
329
Einheitliche Ressourcenidentifikation
„
Informationsressourcen müssen eindeutig
identifizierbar sein
„
„
„
„
Per Name,
Per Adresse / Lokation.
„
„
Web-Ressourcen, FTP-Ressourcen, News-Ressourcen,
Mailboxes, Directories, Dienste, ...
„
„
330
„
„
„
„
– Uniform Resource Name
– Uniform Resource Locator
– Uniform Resource
Characteristic
TKDP - 11. World Wide Web
„
331
Infrastruktur für URNs zur Zeit noch im
experimentellen Stadium
<urn> ::= "urn:" <nid> ":" <nss>
„
„
„
Global eindeutig
Dauerhaft beständig
Skalierbar und erweiterbar
Unterstützung bestehender Anwendungen
Unabhängig
TKDP - 11. World Wide Web
Namen
Lokationen / Adressen
Metainformationen
URN - Auflösung
nid = Namespace Identifier
nss = Namespace Specific String
Eigenschaften:
„
<scheme-specific-part>
URIs können sein:
„
Vereinheitlichung jeglicher Namensgebung
URN [RFC 1737, RFC 2141]
„
„
<scheme>
„
Uniform Resource Name (URN)
„
„
Enthält aktuelle Identifikation entsprechend des scheme
erweiterbar
vollständig
als einfache Zeichenkette darstellbar
TKDP - 11. World Wide Web
„
<uri> ::=
<scheme>":"<scheme-specific-part>
„
sein.
„
„
Bezeichnet das Namensschema für diesen URI
Identifikationsschema muss
„
„
Syntax für alle Identifikatoren [RFC 1630]:
Jede Ressource im Internet soll identifizierbar sein
„
„
Uniform Resource Identifier (URI)
„
332
Resolver Discovery Dienste (RDS)
Namensdienste / Namensauflösung (URN
Resolver)
Auflösung eines URN in URL oder URC
Weitere Informationen: RFC 1737, 2276
TKDP - 11. World Wide Web
333
Uniform Resource Locator (URL)
„
„
Vereinheitlichung jeglicher Adressangabe
URL scheme Definitionen [RFC 1738]
„
„
Abgrenzung: Web und Internet
„
„
http, https, ftp, news, nntp, mailto,
telnet, ldap, ...
„
scheme-specific-part:
„
„
["//"][user [":"password] "@"] host
[":"port] ["/"url-path]
Ö
„
„
Definitionen verwaltet die Internet Assigned
Numbers Authority
Relative URLs sind möglich
TKDP - 11. World Wide Web
HTTP
FTP-Server
NEWS-Server
FTP
NNTP
Mail-Server
TKDP - 11. World Wide Web
...
SMTP
„
„
„
FTP:
„
„
„
„
WWW-Client
Anzeige von Dateien eines FTP-Servers in der Web-Seite oder
direkte Abholung durch Angabe des FTP-URL
Offenes Konzept zur Integration beliebiger
Medien
Übermittlung von Medien als MIME-Types
(Multipurpose Internet Mail Extension)
Interpretation verschiedener Medientypen im
Web
„
NNTP:
„
„
Angabe der gewünschten Newsgruppe im NEWS-URL
außerdem: eine in einem NEWS-Artikel als URL angegebene WebSeite kann direkt angesprochen werden
„
SMTP:
„
Struktur des URL ist mailto:name@adresse
TKDP - 11. World Wide Web
335
Medientypen im Web
Internet
„
Netzwerkprotokoll IP schafft die Transparenz
Verschiedene Transportprotokolle sind verfügbar
(TCP, UDP, RTP, ...)
Es existiert eine Vielzahl von
Anwendungsprotokollen (Telnet, FTP, NNTP,
SMTP, HTTP, ...)
Das World-Wide Web ist einer von vielen
Internetdiensten, andere Internetdienste
können allerdings im World-Wide Web
integriert werden.
334
Protokoll-Flexibilität des Web-Clients
WWW-Server
Das Internet ist eine Verknüpfung
heterogener Netzwerke
„
336
Im Web-Browser eingebaut für elementare Typen
(HTML, Text, GIF, JPEG, ...)
Durch Browser Plug-Ins
(PDF, Real Audio, Real Video, ...)
Durch Aufruf externer Anwendungen
(Helper Applications, z.B. für PostScript)
Abspeichern als Datei
TKDP - 11. World Wide Web
337
Beispiel: Ein HTML- (Minimal-)
Dokument
Dokumentenformat: HTML
„
„
HyperText Markup Language
Entwurfsziele
„
„
„
„
Einfach
Anwendungsübergreifend
Plattformunabhängig
Aufgeteilt in
„
„
„
„
<html>
<html>
<head>
<head>
<title>
<title> Dokumenttitel
Dokumenttitel </title>
</title>
</head>
</head>
<body>
<body>
<p>Dies
<p>Dies ist
ist ein
ein HTML-Dokument.</p>
HTML-Dokument.</p>
</body>
</body>
</html>
</html>
„
HEAD (Dokumentenkopf)
BODY (Dokumentenrumpf)
„
Erlaubt Informationseingabe über Forms
„
„
TKDP - 11. World Wide Web
338
„
Identifizierte Ressourcen müssen
transportiert werden
Client/Server-Architektur
„
„
„
„
„
„
„
„
Verschiedene Strukturierungsmöglichkeiten des body-Elements
(z.B. <p>: Absatz;
<br>: neue Zeile;
<hn>: Überschrift der Ebene n)
Diverse Schriftauszeichnungsmöglichkeiten
(z.B. <em>: hervorheben; <strong>: stark hervorheben; <i>: italic;
<b>: fett)
Standardzeichensatz: ISO 8859-1
(8-bit, ASCII als Untermenge enthalten)
durch HTML 3 wurden weitere (z.B. Unicode, 16-bit) definiert
„
„
Request / Response – Protokoll
Transaktionscharakter
„
„
einfach / leichtgewichtig
schnell
„
„
Basierend auf TCP/IP
Idempotent, daher zustandslos
ASCII-kodiert
ASCII-Anwendungsprotokoll
setzt auf eine (sichere) TCP-Verbindung auf
Default-Port: 80
kurzlebige Verbindung, da der HTTP-Server nach
Beantwortung einer Anfrage durch den HTTP-Client die
Verbindung sofort schließt
Beispiele von Befehlen, die der Client in Version 1.0
absetzen kann:
„
„
„
340
Version 0.9 und 1.0 im RFC1945 beschrieben
seit Januar 1997 existiert eine Version 1.1 (RFC2068)
Wesentliche Eigenschaften
„
TKDP - 11. World Wide Web
339
HTTP: HyperText Transfer Protocol
„
Ergebnis: Hypertext Transfer Protocol HTTP
„
„
TKDP - 11. World Wide Web
Entwurfsziele
„
„
<...>: Start-Tag
</...>: Ende-Tag
html, head, ..:
Elementtypen heißen in
SGML Generic Identifier
(GI)
Ein HTML-Dokument
besteht aus head und
body
Das HyperText
Transfer Protocol
Transferprotokoll
„
„
GET: Anfordern eines bestimmten Dokuments
HEAD: Anfordern von Informationen über ein Dokument
POST: Senden von Daten für die weitere Bearbeitung durch
den Server
TKDP - 11. World Wide Web
341
Web-Client
„
Web-Server
Aufgaben:
„
URL einlesen
„
„
„
„
„
„
„
„
„
Servername extrahieren und Serveradresse
bestimmen
Dateiname extrahieren
„
„
TKDP - 11. World Wide Web
„
„
„
„
Transaktion 3
Transaktion 1
Transaktion 2
„
Response
TKDP - 11. World Wide Web
Protokoll auf Anwendungsebene
Für verteilte, kooperativ genutzte
Hypermedia-Informationssysteme
Eigenschaften:
„
Request
Request
Response
343
HTTP/1.1
Server
Server
Request
Iterativer Server
Nebenläufiger Server
TKDP - 11. World Wide Web
„
Analyse
der Seite
Mit entsprechender Response antworten
342
„
Response
Zugriff auf Dateisystem
Eventuell Delegation
Unterschiedliche Realisierungsmöglichkeiten
„
HTTP-Transaktion
Client
Client
Auf HTTP-Requests warten
HTTP-Requests interpretieren
Requests bearbeiten
„
TCP-Verbindung zum Server / Proxy
aufbauen
HTTP-Request erstellen und schicken
HTTP-Response (aktiv) empfangen
HTTP-Response interpretieren
Inhalte darstellen bzw. ausführen
Benutzer
Aufgaben
„
Ressource
laden
„
„
Ressource
laden
Ressource
laden
„
„
„
344
Generisch
Zustandslos
Objektorientiert
Offen
Unterstützt Typisierung von Daten
Unterstützt Verhandlung über Datenrepräsentation
Unabhängig von den übertragenen Daten
TKDP - 11. World Wide Web
345
Ablauf bei HTTP/1.0
Cookies
„
http://www.tu-ilmenau.de/index.html
„
DNS-Lookup
Protokoll=HTTP
„
Connect TCP Socket
Connect TCP Socket
GET /index.html HTTP/1.0
ACCEPT: */*
<CR><LF>
TCP-Verbindung
Close TCP Socket
HTTP ist zustandslos, d.h. es besteht kein Zusammenhang
zwischen zwei Anfragen.
Durch die Verwendung von Cookies wird der Zustand beim
Client gespeichert.
Protokollprimitive:
„
<HTML>
<HEAD>
<title>Homepage der
Technischen Universitaet
Ilmenau</title>
</HEAD>
<BODY>
... Inhalt ...
„
„
AWID
141.24.92.233.250231057309646408
www.adobe.com/
1536
1739496192
30307898
1748280672
29573643
*
Web
Web Server
Server
TKDP - 11. World Wide Web
346
HTTP – Zustandsbehaftete
Kommunikation
TKDP - 11. World Wide Web
Server
Server
„
Request
Verteilten eines Domäne auf mehrere
Subdomänen mit eigenem Rechner
Server-Cluster
„
t-Cookie
Response + Se
„
Request + Cookie
Response
Anfragen werden von einem Front-End
entgegen genommen
Dieser verteilt die Anfragen gemäß einem
Algorithmus auf die dahinter liegenden
Server
„
„
TKDP - 11. World Wide Web
347
Lastverteilung bei Web-Servern
„
Client
Client
(ServerÎClient)
(ClientÎServer)
Beispiel für ein Cookie:
Close TCP Socket
Web
Web Client
Client
Set-Cookie
Cookie
348
Berücksichtigung der Auslastung
Berücksichtung der angefragten Dokumente
TKDP - 11. World Wide Web
349
Beispiel Big/IP
Literatur
„
„
http://www.f5.com/bigip
„
„
TKDP - 11. World Wide Web
350
RFCs
„
„
„
„
SOLLINS, K. ; MASINTER, L.:
Functional Requirements for
Uniform Resource Names,
Dezember 1994 (RFC1737).
BERNERS-LEE, T. ; MASINTER, L. ;
MCCAHILL, M.: Uniform Resource
Locators (URL), Dezember 1994
(RFC1738).
BERNERS-LEE, T. ; FIELDING, R. ;
FRYSTYK, H.: Hypertext Transfer
Protocol – HTTP/1.0, Mai 1996
(RFC1945).
MOATS, R.: URN Syntax, Mai
1997 (RFC2141).
„
„
„
„
„
SOLLINS, K.: Architectural
Principles of Uniform Resource
Name Resolution, Januar 1998
(RFC2276).
HOFFMAN, P. ; MASINTER, L. ;
ZAWINSKI, J.: The mailto URL
scheme, Juli 1998 (RFC 2368).
FIELDING, R. ; GETTYS, J. ; MOGUL,
J. ; FRYSTYK, H. ; MASINTER, L. ;
LEACH, P. ; BERNERS-LEE, T.:
Hypertext Transfer Protocol –
HTTP/1.1, Juni 1999 (RFC2616).
CONNOLLY, D.; MASINTER, L.: The
'text/html' Media Type, Juni
2000 (RFC 2854).
BERNERS-LEE, T. ; FIELDING, R. ;
MASINTER, L.: Uniform Resource
Identifier (URI): Generic Syntax,
Januar 2005 (RFC 3986).
TKDP - 11. World Wide Web
352
COMER, D.E. ; DROHMS, R.: Computer Networks and
Internets. 3. Auflage, New Jersey : Prentice Hall,
2001. – ISBN 0-13-091449-5.
KRÜGER, G. ; RESCHKE, D. (Hrsg.): Lehr- und
Übungsbuch Telematik. München, Wien :
Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, 2000.
– ISBN 3-446-21053-9.
STEVENS, W.R.: TCP/IP Illustrated. Bd. 3: TCP for
Transactions, HTTP, NNTP and the UNIX Domain
Protocols. Addison Wesley, 1996. – ISBN 0-20163495-3.
WILDE, E.: World Wide Web – Technische
Grundlagen. Berlin; Heidelberg; New York : SpringerVerlag, 1999. – ISBN 3-540-64700-7.
TKDP - 11. World Wide Web
351
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