Serviços. Arquitectura Cliente-Servidor DNS DHCP TELNET FTP HTTP (WWW) SNMP

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1 Serviços Arquitectura Cliente-Servidor DNS DHCP TELNET FTP HTTP (WWW) SNMP

2 Modelo cliente - servidor Os protocolos de transporte: Estabelecem ligações ponto-a-ponto; Não definem relações master/slave. Os protocolos de aplicação são a interface vísivel da aplicação utilizadora para a gama de protocolos TCP/IP; Uma aplicação utilizadora consiste em dois programas que participam numa comunicação: Um programa inicia a comunicação; O outro programa aceita-a. Como é que os dois programas estabelecem uma ligação? Um programa Primeiro, entra em execução; Depois, aguarda passivamente por uma ligação. O outro programa Entra em execução mais tarde; Activamente entra em ligação com o outro. Modelo cliente-servidor Servidor: programa passivo; Cliente: programa activo.

3 DNS Domain Name Service

4 DNS Domain Name Service Nomes As comunicações na Internet requerem endereços IP (números) As pessoas preferem usar nomes para as máquinas/computadores É necessário existir um sistema automático que traduza nomes para endereços Conhecido como Domain Name System (DNS) RFCs 1032,1033, 1034,1035,1101,1183 Dado o nome dum computador retorna o endereço IP do computador Método utilizado DNS Lookup (resolução de nomes) O cliente contacta tantos servidores DNS quantos necessários.

5 Sintaxe dos nomes de domínio Exemplo dum nome Segmentos (labels) alfanuméricos separados por pontos Organização hierárquica (estrutura em árvore de nomes) A parte mais significativa situa-se à direita Um nome terminado com um., nome assumido como completo, designa-se por FQDN (Fully-Qualified Domain Name) dcc.fc.up.pt é um (sub-)domínio de fc.up.pt up.pt é um (sub-)domínio de pt

6 Estrutura hierárquica de nomes Obtenção dum nome de domínio por uma dada entidade individual ou colectiva Entidade oficialmente Escolhe o nome desejado (2º nível da hierarquia) O nome é único debaixo de um dado domínio de topo Os nomes são sujeitos às leis internacionais para efeitos de Trademarks e Copyright Escolhe o domínio de topo sob o qual ficará Regista-o na Network Information Center (NIC) (via autoridade credenciada) A entidade, internamente (oficiosamente, isto é, sem registo oficial) Escolhe arbitrariamente os níveis que(se) desejar, depois do 2º nível Controla-os localmente Exemplo: dcc.fc.up.pt em que: domínio de topo (1º nível oficial): pt; domínio da organização (2º nível oficial): up.pt; domínio local (3º nível não oficial): fc.up.pt

7 Domínios de topo com Organizações comerciais edu Instituições educativas gov Instituições governamentais mil Instituições militares net Principais operadores de rede int Organizações internacionais org Outras organizações arpa Domino temporário ARPA <código do país> Domínio de topo de cada país.biz para sites de negócios.info para sites de informação generalizada.pro para sites profissionais.museum para sites relativos a museus.aero para companhias de aviação.name para sites pessoais.coop para cooperativas

8 Conceitos e características Servidor DNS pode gerir máquinas englobadas num domínio ou em vários Sub-árvore de nomes gerida por um dado servidor forma uma zona de autoridade Conceito administrativo que engloba um ou mais domínios com a obrigação de resolver nomes pertencentes a esses domínios) Servidor DNS com autoridade sobre uma (ou mais) zona(s) Informação de zona é obtida a partir do disco - primário, i.e., a informação é inserida pelo administrador Informação de zona é obtida a partir de servidores primários - secundário Cada zona pode ter vários servidores secundários Os servidores DNS primário e secundário(s) têm informação em duplicado É usado um protocolo de transferência de zona para manter a informação igual (queries periódicas)

9 Conceitos e características Servidor que não tenha autoridade sobre qualquer zona designa-se servidor caching-only Tem pelo menos um record NS dum servidor DNS root, para obter a informação inicial Servidor DNS pode operar simultaneamente como primário e secundário, ou seja, é autoridade sobre zonas de ambos os tipos (p. ex., o caso dos servidores da root) Os servidores DNS trocam mensagens (query/response) entre si usando o protocolo UDP (de preferência: protocolo mais leve) ou TCP (o UDP está limitado a 512 bytes) - Porto 53.

10 Exemplo hierarquia I 6 domínios 3 zonas 1 servidor net pt Servidor DNS para *.aveiro-digital.net, *.up.pt e uc.pt aveiro-digital up uc esgueira fc fe

11 Exemplo hierarquia II 6 domínios 1 zona/servidor 3 servidores Servidor DNS para aveiro-digital.net e esgueira.aveirodigital.net net Servidor DNS para up.pt, fc.up.pt e fe.up.pt aveiro-digital up uc pt Servidor DNS para uc.pt esgueira fc fe

12 Exemplo hierarquia III 6 domínios 1 zona/servidor 5 servidores Servidor DNS para aveiro-digital.net net pt Servidor DNS para uc.pt aveiro-digital up uc Servidor DNS para up.pt e fc.up.pt esgueira Servidor DNS para esgueira.aveirodigital.net fc Servidor DNS para fc.up.pt fe

13 Resolução de nomes Aplicação/utilizador precisa de resolver um nome: Aplicação envia query para Name Resolver (cliente DNS localizado na máquina da aplicação) Se este tiver resposta em cache retorna-a para a aplicação, senão reenvia-a para o Name Server (servidor DNS definido na máquina da aplicação) Se servidor DNS for autoridade para o nome, consulta as suas tabelas (DB) e retorna o endereço IP correspondente ao nome pedido Se servidor não for autoridade, consulta a sua cache e retorna o endereço IP, se ele existir, marcando-o como sendo informação de cache, ou consulta/indica outros servidores conforme o método de resolução invocado pelo cliente User Application Name Resolver Name Server Cache DB Cache Cache Remote Name Servers DB

14 Resolução de nomes Ao receber uma query dum Name Resolver, o Name Server executa um de dois tipos de resolução (de acordo com o pedido do cliente) Recursiva - servidor retorna endereço IP do nome pedido ou uma mensagem de erro Se o servidor não for autoridade para o nome, consulta outro servidor Se este for autoridade retorna o endereço IP do nome Senão consulta outro servidor, até se encontrar um servidor que seja autoridade para o nome Não recursiva (ou iterativa) - servidor responde ao Resolver com o endereço IP do nome pedido, com referências para outros servidores (para onde o Resolver deve enviar uma query) ou com uma mensagem de erro

15 Resolução de nomes Local Name Server Resolução de nomes de forma abreviada (método não recursivo): 5 4 Name server de pt Name Server Name server de up.pt Name Server pt pt com es Name Resolver Name server de fc.up.pt Name Server up.pt up ua ul Query: dcc.fc.up.pt Endereço IP de dcc.fc.up.pt Name Server fc.up.pt fc fe

16 Resolução de nomes Resolução de nomes de forma abreviada (método não recursivo): Aplicação Cliente DNS Envia pedido ao servidor DNS local (via Name Resolver) Servidor local Se conhecer a resposta, retorna-a Se desconhecer a resposta Indica um servidor de topo Segue as ligações/indicações Retorna a resposta

17 Resolução de nomes Método recursivo Local Name Server Name Server. 9 Name Server pt pt. com es Name Resolver Name Server up.pt up ua ul Query: dcc.fc.up.pt Endereço IP de dcc.fc.up.pt Name Server fc.up.pt fc fe

18 Cache As respostas recebidas pelos servidores são memorizadas temporariamente, de modo a serem aproveitadas em futuras queries Os servidores fazem sempre cache das respostas Os clientes podem fazer cache das respostas Melhora a eficiência Elimina buscas desnecessárias Tem um timeout associado a cada entrada na cache

19 Formato das tabelas de nomes Nome (comprimento varável) TTL (32 bits) Classe (16 bits) Tipo (16 bits) Info (comprimento variável) Resource record RR (formato ASCII) Nome - nome (de comprimento variável) da máquina ou FQDN TTL - quantidade de tempo em segundos que o resource record é válido na cache do servidor. Classe - família de protocolos (o sistema Interne tem o código IN). Tipo - identifica o tipo de resource record (mnemónica ou número). Informação - descreve o record e depende do campo Tipo.

20 Formato das tabelas de nomes Alguns campos Tipo Número Código Descrição A NS CNAME SOA NULL WKS PTR HINFO MINFO MX Network Address Authoritative Name Server Canonical Alias Name Start of Zone Authority Null Resource Record Well-Known Service Pointer to a Domain Name Host Information Mailbox Information Mail Exchange (used by SMTP)

21 Formato das tabelas de nomes Alguns campos de informação Type A NS CNAME NULL WKS PTR HINFO MINFO MX Data Address: A network address MSDNAME: The domain name of host CNAME: An alias for the machine Anything can be placed in the data field Address: A network address Protocol: The protocol used Bitmap: Used to identify ports and protocols PTRDNAME: A domain name that acts as a pointer to a location CPU: A string identifying CPU type OS: A string identifying operating system RMAILBX: A mailbox responsible for mailing lists BOX: A mailbox for error messages PREFERENCE: Specifies the precedence for delivery EXCHANGE: The domain name of the host that acts as a mail exchange

22 Domínio especial in-addr.arpa Permite traduzir endereços IP em nomes de domínio Útil para máquinas sem disco porque permite ao sistema obter um nome dado um endereço IP Nas tabelas de nomes, o resource record usa o Type PTR O Name Resolver usa uma query especial: pointer query É usado o endereço IP como um nome de domínio Os bytes do endereço IP são invertidos, formatados em ASCII e concatenados com o sufixo (domínio especial) in-addr.arpa Exemplo: in-addr.arpa

23 Formato das mensagens DNS Cabeçalho Question Section Answer Section Authority Section Additional Information Section

24 Formato do cabeçalho 0 15 Identificação OP QueryType AA MT RD RA Reserved ResponseType Number of Questions Number of Answers Number of Authority Number of Additional Identificação - campo que o cliente usa para mapear a resposta ao pedido OP - Operação: 0 Query; 1 Response AA - Set if answer authoritive; MT - Set if message truncated RD - Set if recursion desired; RA - Set if recursion available

25 Formato das mensagens DNS Question, Answer, Authority e Additional Information (Sections) Outras secções - conjunto de resource records que descreve os nomes de domínio e mapeamentos Resource Data - contém a informação do resource record ou outros dados, dependendo da Resource Domain Name classe e do tipo da query e da resposta. Type (16 bits) QUESTION Query Domain Name Query Type (16 bits) Query Class (16 bits) Class (16 bits) TTL (16 bits) Resource Data Length (16 bits) Resource Data

26 Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)

27 DHCP O DHCP fornece os mecanismos necessários para se poder passar automaticamente informação de configuração a quaisquer terminais numa rede TCP/IP Baseia-se no BOOTP Protocolo para transferência de informação de configuração Mecanismo para atribuição temporária ou permanente de endereços a terminais 3 mecanismos de atribuição de endereços IP Dinâmico Automático Manual

28 Atribuição dinâmica de endereços IP Não é um mapeamento de 1 para 1 Servidor não necessita de saber a identidade do cliente a priori Permite a existência de autoconfiguração Terminal liga-se a uma rede, utiliza DHCP para obter um endereço IP, e configura software TCP/IP para utilizar esse endereço Administrador da rede fornece um conjunto de endereços IP ao servidor para este gerir Cliente DHCP negoceia utilização de um endereço através da troca de mensagens com servidor Servidor fornece endereço ao cliente e este vê se pode aceitar o endereço Assim que cliente aceita o endereço, pode utilizá-lo para comunicação

29 Atribuição dinâmica de endereços IP Atribuição dinâmica de endereço é temporária Servidor DHCP aluga um endereço ao cliente por um tempo finito Servidor especifica tempo de aluguer Durante este período o mesmo endereço não é alugado a outro cliente Após o período de aluguer, cliente tem de renovar aluguer ou parar de usar endereço Tempo de aluguer depende da rede e das necessidades do terminal

30 Atribuição dinâmica de endereços IP Obtenção de múltiplos endereços (terminal pertencente a várias sub-redes multi-homed) Terminal com múltiplas interfaces tem de configurar cada uma delas de uma forma independente Relay agent permite que um terminal contacte o servidor numa rede não local Reenvia o pedido do terminal, e retorna a resposta do servidor Servidor pode receber pedidos múltiplos do mesmo terminal relay agents podem complicar o processo Cliente envia valor que identifica interface particular Servidor pode distinguir entre vários pedidos do mesmo terminal, mesmo quando são enviados via um relay agent

31 Mensagens DHCP DHCPDISCOVER - Broadcast de cliente à procura de servidores DHCP disponíveis. DHCPOFFER - Resposta do(s) servidor(es) a um DHCPDISCOVER disponibilizando-se para oferecer(em) um endereço IP e outros parâmetros. DHCPREQUEST - Mensagem de um cliente para o servidor seleccionado: Pedindo os parâmetros oferecidos por um servidor; Verificando um endereço atribuído previamente após uma mudança na rede (um reboot, por exemplo); Pedindo uma extensão do aluguer de um endereço. DHCPACK - Resposta do servidor, contendo o end. IP e mais parâmetros. DHCPNACK - Resposta negativa do servidor. DHCPDECLINE - Mensagem do cliente, indicando que o endereço que lhe é oferecido já se encontra em uso. DHCPRELEASE - Mensagem do cliente, cancelando o que resta do aluguer e libertando o end. IP. DHCPINFORM - Mensagem de um cliente que já tem um endereço IP, pedindo outros parâmetros de configuração ao servidor DHCP.

32 DHCP - Protocolo

33 DHCP - Estados

34 Formato do pacote Code HWtype Length Hops Transaction ID seconds flags Client IP address Your IP address Server IP address Router IP address Client hardware address (16 bytes) Server host name (64 bytes) Boot file name (128 bytes) Options (312 bytes)

35 Formato do pacote Code - 1 Request; 2 Reply Hwtype Tipo de Hardware. Por exemplo, Ethernet (1) ou IEEE802 (6). Length Comprimento do endereço de Hardware. Hops O cliente coloca este campo a 0. Cada router que entrega a mensagem a outro servidor incrementa-o. Transaction ID Fazer corresponder o Request com o Reply. Seconds Indicação do cliente, de quantos segundos já decorreram desde que o seu processo de boot se iniciou. Flags bit mais significativo Indicação de Broadcast. Client IP address Preenchido pelo Cliente com o seu end. IP ou ; Server IP address Preenchido pelo Servidor. Your IP address Preenchido pelo Servidor se o campo anterior era ; Client Hard. Add. Preenchido pelo Cliente. Router IP address Endereço do BOOTP Relay Agent. Server Host name Hostname do Servidor (Opcional). Boot file name Na resposta (DHCPOFFER), o servidor preenche este campo com o path para o ficheiro de Boot.

36 DHCP e os nomes de domínio (domain names) DHCP não interage com o DNS (não automatiza todos os procedimentos necessários para ligar um terminal à Internet) Ligação entre nome do terminal e endereço IP atribuído pelo DHCP é gerido independentemente Que nome deve receber um terminal quando obtém endereço IP? Terminal não recebe nome (inconveniente) Atribuído um nome automaticamente com o endereço IP (administrador de sistema pode configurar o servidor local de nomes para ter um nome associado a cada endereço IP estático) Atribuído nome ao terminal permanentemente pode ser atingido pelo nome onde quer que esteja Nomes permanentes necessitam de coordenação entre DNS e DHCP Servidor DNS tem de modificar a associação de nome a endereço sempre que terminal recebe endereço IP, e tem de remover associação quando o aluguer do endereço expira Ainda não existe protocolo para actualização dinâmica de DNS enquanto esse mecanismo não existir, não existe protocolo que mantenha nomes permanentes enquanto permite ao DHCP a modificação do endereço IP

37 Telnet Login remoto Implementação de um terminal virtual através da rede Um utilizador no terminal duma máquina A consegue fazer login numa máquina B, em qualquer parte da rede, como se estivesse a fazer login no terminal da máquina B Consequência: o utilizador tem os mesmos privilégios de acesso quer o login seja local ou remoto (serviço transparente) Utilização do protocolo Telnet - RFCs 854, (Telecommunications network) para implementar um serviço de login remoto

38 FTP File Transfer Protocol FTP (File Transfer Protocol) - um serviço para gestão de ficheiros entre máquinas sem ter que estabelecer uma sessão remota tipo Telnet Transferência de ficheiros entre cliente e servidor (nos dois sentidos) Gestão de directórios Não permite aceder a outra máquina para executar programas remotamente RFCs 959, 2228

39 HTTP Resposta Protocolo HTTP (TCP porto 80) Pedido Servidor Web Cliente (browser)

40 Permite o envio de mensagens (e ficheiros) entre utilizadores Servidores de mail recebem e distribuem as mensagens Baseia-se nos registos MX do DNS Possibilidade de transferência de ficheiros binários junto com as mensagens, codificados com 7 bits ( MIME, BASE64, BinHex, etc) SMTP (Simple Mail Transport Protocol ) - RFC 821 Utiliza ligações TCP (porta 25) Utilizado entre Programa de transferência de mail do sistema emissor Servidor de mail onde reside a mailbox de destino Especifica Modo de interacção entre o cliente e o servidor (comandos SMTP) Modo como são definidos os endereços Modo como a mensagem é transferida

41 Protocolos de acesso a Mailboxes Permitem receber s em sistemas que não possuem um servidor de SMTP, ou que não está continuamente ligado à rede (Internet ou Intranet empresarial) Ex: Computador pessoal, Dispositivo móvel, etc É necessário Uma mailbox num sistema de correio electrónico (SMTP) Uma conta para acesso à mailbox (login e password) Protocolos: POP3 e IMAP4 POP3 Baseia-se em ligações TCP entre os clientes e o servidor de POP3 (porto 110) Protocolo de troca de comandos para o acesso e download de mensagens do servidor Transferência definitiva do servidor para o cliente IMAP4 - Capacidades acrescidas em relação ao POP3 Gestão de pastas de mensagens no servidor Possibilidade de gestão de várias mailboxes remotas em simultâneo Possibilidade de definição de critérios para o download das mensagens (por tamanho, por blocos de mensagens, etc) Mensagens são mantidas no servidor e replicadas para os clientes Possui mecanismos de sincronização periódica entre o cliente e o servidor

42 Simple Network Managment Protocol (SNMP) Necessidade de gestão de redes TCP/IP automatizada LAN LAN WAN WAN LAN LAN LAN LAN