網路規劃與管理技術：第
五章 應用系統協定與分析
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網路規劃與管理技術：第
五章 應用系統協定與分析
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第五章 應用系統協定與分析 5-1 網頁伺服系統分析
5-1-1 網頁系統簡介 『全球資訊網』（World Wide Web, WWW）是帶動整個網路發展中最重要系統，已漸漸成為網際網路的代名詞，也就是一般所謂的『網頁伺服系統』(Web Server System)。早期發展網頁系統時，並沒有想到會有這麼大的發展空間，僅考慮到如何將文件可以在各種系統之間流通。當時各系統之間的文件格式並不相容（現在也一樣），譬如，在 Apple、Windows、Unix、或其它系統所製作的文件，並無法直接在另一系統上顯示或修改處理。當時 CERN 只希望建立一套系統，可以共通顯示不同系統之間的文字，它的做法是建構一套平台來顯示文件，而這個平台可以安裝在不同系統之上。另外，由於作業系統之間的檔案結構也不盡相同，無法將一個系統所製作的文件儲存於磁碟片，再由另一系統將它讀出來，因此，共通平台的文件必需利用網路以 ASCII 格式來互相傳輸。圖 5-1 為網頁系統的基本原理，其目的是希望建構一個可以共通的顯示平台，例如，由電腦 A 所製作出來的文件，能夠透過網路傳輸給電腦 B，並可在電腦 B 能如身歷其境般的顯示出來。CERN 的想法是希望各研究單位的成果，利用網路傳輸到其它單位上，而用此共通平台來顯示，以解決不同系統之間，文件格式不相容的問題。
圖 5-1 網頁系統原理 這個共通平台就是目前所稱的『瀏覽器』，而電腦之間就以 HTTP 協定來互相通訊。文件在瀏覽器上以一頁一頁為單位來顯示，因此，將瀏覽器上顯示的文件稱之為『網頁』（Web Page），又每一文件都有封面，就將文件的封面稱之為『首頁』（Home Page），而將提供網頁讓瀏覽器下載的伺服器稱之為『網頁伺服器』（Web Server）。至於文件要如何製作呢？才能在瀏覽器上顯示出來，於是製定了 HTML 標準，希望所有文件都能依此標準來製作，才能在不同系統上的瀏覽器顯示，網頁系統就是這麼簡單的概念之下產生了。因此，早期網頁只能顯示文字模式（如 Mosaic），真的沒有想到數位訊號處理技術，也正在同時如火如荼的發展中，兩者一觸即發地結合在一起，很快的將影像及聲音的數位處理技術崁入瀏覽器之中，多采多姿的全球資訊網世界就因此而誕生了。 5-1-2 網頁系統架構 WWW 也是主從式架構，伺服器端（Web Server）提供資源（HTML 文件）讓客戶端（瀏覽器）下載，它們之間是以 HTTP 通訊協定來傳輸。伺服器端使用 URL 的定址方式，客戶端可以依照 URL 位址找到所要的網站，所以 URL 又稱為『網址』。我們分別簡述其功能如下：
圖 5-2 全球資訊網簡介 (A) HTML 『超文字標記語言』（HyperText Makeup Language, HTML）定義文書處理的文件都有其資料表示方式，譬如：對於某一段文字的大小或粗細體（如14 號字及粗體），會在這一段文字的頭尾加入標記符號。當文件被開啟時，再依照標記符號將文字型態顯示在螢幕上，如圖 5-2-1 所示。
圖 5-2-1 HTML 文件製作 常用標記符號如下：
(B) 瀏覽器 客戶端就是瀏覽器（如 IE 或 Netscape），它的功能是由伺服器端上接收 HTML 程式後，再將其執行並顯示成文件，此文件型態就稱為網頁（Web Page）。所以，客戶端以顯示大量文件（或網頁）為主要工作。每一網頁上的文字或圖樣可以指向其它相關頁來連結，頁和頁之間的連結可以無止境的延伸，此連結方法就稱為『超鏈結文件』（HyperText）。不僅可以連結網頁，還可以在網頁上任何文字或圖樣設定連結到其它網站，稱之為『超連結』（Hyperlink）。因此，在客戶端上可以行走全世界任何一個網站，觀看網站上的網頁，所以稱之為『瀏覽器』（Browser）。 基本上，瀏覽器是屬於直譯器（Interpreter）的功能，它由伺服器上下載網頁程式（HTML）將其翻譯並執行後，再將結果顯示到螢幕上。另一方面，它也是屬於 HTTP 伺服器的客戶端，負責和 HTTP 伺服器之間的通訊。但隨著瀏覽器應用的方便性，人們期望將不同的網路功能都附加到瀏覽器上，使它具有其它網路系統的功能，譬如，FTP，BBS，Mail 等功能。因此，再將其它網路系統的客戶端功能加到瀏覽器上，如圖 5-3 所示。
圖 5-3 瀏覽器的功能圖 由圖 5-3 可以發現瀏覽器不再僅是網頁系統的客戶端，也可當作 FTP、Mail、New 等系統的客戶端，甚至可以瀏覽本機上的檔案（File）內容。另一方面，如果僅有 HTML 直譯程式，那麼瀏覽器只能觀賞文字或圖形，如此並不能滿足使用者的需求，我們希望能隨使用者的喜好載入其它程式，來增加瀏覽器的功能。例如，插入 Java 直譯器後，瀏覽器就可以執行 Java 所開發的程式，不但可以整合多媒體（文字、聲音、影像），還可以表現動畫，提高網站的可看性。也就是說，我們可以將各種不同的直譯程式，崁入瀏覽器之中，使它能編譯執行不同的程式語言，來增強瀏覽器的功能。總而言之，瀏覽器不但必須具備有各種通訊協定的功能，也包含各式各樣的直譯程式，因此，可以將瀏覽器視為全球資訊網的工作平台並不為過，也促使瀏覽器成為最複雜的軟體套件，相對的，網路應用系統的最大安全漏洞，也出現在瀏覽器上。 (C) 一致性資源定址 既然瀏覽器可以接受不同協定的傳輸，也可以處理不同語言所編寫的程式，但它如何判斷該以何種模式來工作，這必須由使用者命令它處理。然而使用者應該以何種模式和瀏覽器溝通，這就是『一致性資源定址』（Uniform Resource Locators, URL）的制定目的，當使用者以 URL 通知瀏覽器工作時，必須標明以下三項資訊：(a) 連接該網站使用何種通訊協定（http 或 ftp）；(b) 網站位址在哪裡（主機的 DNS 名稱）；(c) 該網頁的檔案名稱（或檔案格式）。例如： http://www.tsnien.idv.tw/index.html、ftp://tsnien.idv.tw (D) 網頁伺服器 『網頁伺服器』（Web Server）是用來儲存 HTML 文件，讓瀏覽器下載執行的伺服器。它和客戶端之間是以 HTTP 通訊協定溝通，又稱為『HTTP 伺服器』（HTTP Server），傳輸埠口大多架設在 80/tcp 位置。網頁伺服器是目前最炙手可熱的設備，它也是一套非常複雜的系統。隨著網站需求的大量增加，一部網頁伺服器只能架設一個網站已漸不符所需了，我們希望在同一部網頁伺服器上建構更多的網站，才能符合經濟價值。因此，它必須透過虛擬主機技術，來建構許多虛擬網站，乃至個人網站。 5-1-3 HTTP 傳輸協定 『超文件傳輸協定』（HyperText Transfer Protocol, HTTP）是針對 Web 設計的傳輸協定。目前使用的協定大多是 HTTP/1.0（RFC 1945）以上的版本，而在 HTTP/1.1（RFC 2068、RFC 2616）版中增加了虛擬主機的功能，相信會有更新版本陸續被發展出來。在 HTTP 協定下，伺服端和客戶端之間是屬於『要求/回應』的存取方式。也就是說，客戶端以 ASCII 文字的通訊命令，來要求伺服端執行，伺服端將執行結果以 ASCII 文字方式回應給客戶端，基本上，所有請求命令都由客戶端要求，而伺服端只是被動地接受命令來工作。
圖 5-3-1 HTTP 傳輸協定 (A) HTTP 常用命令 HTTP 協定常用基本命令如下： (1) GET：請求讀取網頁。瀏覽器以 GET 命令，請求伺服器送出網頁，以 MIME 方式編碼。 (2) HEAD：請求讀取網頁的檔頭（header）。客戶端僅請求訊息檔頭，而非實際網頁。這方法可取得網頁最後修改時間，可用在建立或測試 URL 的有效性。 (3) PUT：請求儲存網頁。客戶端寫入網頁，提供客戶端建立網頁的功能。 (4) POST：附加一個名稱資源。客戶端將資料附加到某一資源的資料之後。 (5) DELETE：刪除網頁。客戶端要求刪除某一網頁。 (6) LINK：建立超連結。客戶端要求加入超連結。 (7) UNLINK：刪除超連結。客戶端要求刪除超連結。 HTTP 伺服端也以 3 個數字來回應執行的結果，第一個數字表示回應種類，如下： ● 2×× 表示命令執行成功（Success）； ● 3 ×× 為命令執行轉向（Redirection）； ● 4×× 為客戶端錯誤（Client Error）； ● 5×× 為伺服端錯誤（Server Error）。 5-1-4 HTTP 協定運作 Http 協定係利用 TCP 封包承載，一般伺服器埠口大多是 80/tcp，包裝格式如圖 5-3-1 所示。
圖 5-3-2 Http 封包包裝 HTTP 命令格式並不像其他通訊協定有欄位可以填寫，而直接以文字方式要求、回應，像交談式對話方式，但還是有制定句型格式。Http 協定運作模式如下圖：
圖 5-3-3 Http 協定運作模式 客戶端發送 Http Request 向伺服端請求訊息，伺服端再以 Http Response 回應給客戶端。Http Request 包含 Request Line 與 Http headers 兩部分，Request Line 即是發送請求命令，包含：Method (方法)、Path (路徑)、Protocol (協定)等三項構成(至多四項)。Http Headers 包含若干個相關參數，每一參數是由： Name: Value 格式所構成。以 Get 命令的 Http Request 範例如下：
第一行是 Request Line 內容：GET 是 HTTP 命令，表示向伺服器要求檔案，檔案位於 /image 目錄下的 flag.img，HTTP/1.1 代表所使用的 HTTP 協定版本。其他相關參數有 Host、User-Agent、Accept 等等。第二行以下便是 Http Header，攜帶相關參數。 當伺服器收到 Http Request(Get 命令)後，回應 Http Response，如下：
第一行為 Status Line，包含傳輸協定 (HTTP/1.1) 與傳輸狀態 (200 OK)，接著是 Http Header 與傳輸內容。 5-1-5 網頁系統規劃與建置 (A) 網路規劃與建置 我們利用 Cisco Packet Tracer 規劃與建置網頁系統，來觀察它的運作模式。雖然它是模擬真實情況，但幾乎能與真實網路完全相符。吾人需選擇下列元件來建置： (1) Server-PT：模擬伺服器主機。於該主機上可選擇開啟多種服務，譬如： HTTP、DHCP、DNS、FTP 等伺服器功能，本範例選擇開啟 HTTP 服務。 (2) PC-PT：模擬客戶端主機。該主機上提供多種客戶端套件，譬如：Terminal、Command Prompt、Web Browser、Email 等等。本範例選擇使用 Web Browser 套件。 (3) 2960-24TT。模擬 24 埠口 Layer 2 交換器。作為連結 Server-PT 與 PC-PT 的設備。 另外，吾人選擇 192.168.0.0/24 私有網路區段，並指定 192.168.0.254 為 Default Gateway 與 DNS = 168.95.1.1，雖然本範例沒有用到此功能，但還是依照標準作業程序完成它。主機的 IP 位址設定與連接埠口位置，如下表所示：(請自行設定主機上網路參數)
依照上表所建置的網路圖，如下所示：[請下載：Web Server 系統.pkt] 圖 5-4 Web 網路系統 (B) 伺服器設定與連線 連線完成之後，須開啟伺服器上的 HTTP 服務，再由 PC 上瀏覽該伺服器上網頁。 (1) 步驟 1：於 HTTP_Server 上開啟 HTTP 服務，如下：
(2) 步驟 2：於 PC0 上開啟 Browser，並輸入 http://192.168.0.250，如果可以瀏覽到伺服器上網頁，則表示網頁系統建置成功，如下：
5-1-6 HTTP 協定分析 (A) HTTP 封包擷取 (1) 步驟 1：擷取 HTTP 封包：將 Packet Tracer 設定成 Simulation Mode，並將過濾封包僅選擇 HTTP 封包，如下：
(2) 步驟 2：PC0 再選擇 desktop -> Browser -> 輸入 http://192.168.0.250 -> enter (3) 步驟 3：Packet Tracer 上點選 Auto Capture/Play，之後觀察封包流動，並擷取封包，如下：
(B) HTTP 協定分析 (1) 步驟 1：觀察 HTTP Request 封包，得到下列結果：
(2) 步驟 2：觀察 HTTP Response 封包，得到下列結果：
5-1-7 分析 HTTP 協定 - Wireshark 請自行練習
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