Redes de Computadores Protocolos, DNS, DHCP, Ethereal e comandos em Linux Escola Superior de Tecnologia e Gestão Instituto Politécnico de Bragança Março de 2006 Endereços e nomes Quaisquer duas estações de uma rede têm que ter endereços da rede que as interliga para poderem comunicar Aula Prática 2 Redes de Computadores 2 1
Dar nomes aos computadores Aula Prática 2 Redes de Computadores 3 DNS Domain Name System O DNS é o software que traduz o nome de um domínio num endereço de rede, na sua forma numérica, e vice-versa. elara.ipb.pt 193.136.195.220 Genericamente, o nome de uma estação na rede será: nodarede.subdominio.dominio.dominioprincipal Aula Prática 2 Redes de Computadores 4 2
Árvore do DNS Aula Prática 2 Redes de Computadores 5 Funcionamento do DNS Aula Prática 2 Redes de Computadores 6 3
Nomes Endereços /etc/resolv.conf nslookup host Aula Prática 2 Redes de Computadores 7 Protocolo DHCP Protocolo DHCP Dynamic Host Configuration Protocol fornece uma forma de transmitir informação de configuração a hosts numa rede TCP/IP Baseia-se no protocolo BOOTP, adicionando a capacidade de alocação automática de endereços de rede reutilizáveis, bem como opções adicionais de configuração Endereço do gateway, p. ex. Aula Prática 2 Redes de Computadores 8 4
DHCP - Formato das mensagens Code: indica se se trata de um request ou de um reply (1 - request; 2 - reply) HWtype: Tipo de hardware (p.e. 1 - Ethernet; 6 - Redes IEEE 802) Length: tamanho do endereço de hardware, em bytes (p.e. Ethernet e Token Ring utilizam 6 octetos) Hops: o cliente coloca este campo a zero. De seguida é incrementado por cada encaminhador que reenvia a mensagem para outro servidor, sendo usado para identificar loops. O RFC 951 sugere o valor 3 para indicar um loop Client IP address: endereço definido pelo cliente; se não conhece o seu endereço IP coloca 0.0.0.0 Your IP address: fornecido pelo servidor se o cliente tiver enviado 0.0.0.0 Server IP address: definido pelo servidor Router IP address: endereço de um agente BOOTP de reencaminhamento da mensagem Client hardware address: endereço definido pelo cliente Boot file name: valor fornecido pelo servidor, que indica o caminho completo para o ficheiro a ser utilizado pelo cliente na sua configuração Aula Prática 2 Redes de Computadores 9 DHCP - Funcionamento Aula Prática 2 Redes de Computadores 10 5
O protocolo IP É o principal dos protocolos de rede Implementa um serviço de datagramas connectionless O IP transmite para a rede pacotes sem ser necessário o estabelecimento prévio de ligações. Funciona por isso em modo não baseado em ligações Os datagramas IP Os pacotes gerados no IP, carregam os endereços IP do remetente e do destinatário. Estes pacotes são normalmente designados por datagramas Aula Prática 2 Redes de Computadores 11 O datagrama IP O alinhamento é 32-bits. O bit mais à esquerda é enviado primeiro (o network byte order é big endian). São transmitidos os bits 0-7, depois 8-15, a seguir 16-23 e no fim 24-31. Version é o primeiro campo, permite que cada versão do protocolo use um formato diferente para o cabeçalho e seja reconhecido pelos vários sistemas (no IPv4 assume o valor 4). HLEN especifica o tamanho do cabeçalho em palavras de 32-bits (o cabeçalho sem opções tem 20 octetos, o habitual, e no máximo tem 60). TOS Type of Service, permite serviços diferenciados. LENGTH é o comprimento do datagrama em octetos (com 16 bits neste campo, o datagrama IP terá no máximo 65535 octetos incluindo o cabeçalho). Os campos IDENT, FLAGS, OFFSET são usados para a fragmentação e reconstrução dos datagramas. Aula Prática 2 Redes de Computadores 12 6
O datagrama IP O campo de IDENT contem um identificador único de cada datagrama IP (normalmente é incrementado numa unidade em cada datagrama consecutivo). Este valor é copiado para todos os fragmentos de um datagrama. O campo de FLAGS tem um bit para more fragments. Este bit está activo em todos os fragmentos de um datagrama, excepto o último. O campo de FLAGS tem outro bit que é o don t fragment. Se este bit estiver activo um datagrama IP não pode ser fragmentado (é devolvido à origem o erro ICMP fragmentation needed but don t fragment bit set ). O campo OFFSET contém o offset do início do fragmento em relação ao datagrama original (tem que ser um múltiplo de 8...). Num fragmento, o campo LENGTH é alterado para o tamanho desse fragmento. Aula Prática 2 Redes de Computadores 13 O datagrama IP TTL (Time to live) limita o número de routers por onde o datagrama pode passar, usado para evitar que os datagramas circulem indefinidamente. Protocol: UDP = 17 e TCP = 6. Checksum é a soma em complemento para 1 do cabeçalho, usando palavras de 16-bits. (Se o receptor ao calcular o checksum não obtiver tudo 1 s é porque há erro!) Aula Prática 2 Redes de Computadores 14 7
O protocolo ICMP (Internetwork Control Message Protocol) Internet Control Message Protocol (ICMP) A sua principal função é emitir mensagens quando acontece algum erro Como o IP é um serviço de envio de pacotes sem ligação, e não confiável, o ICMP permite aos routers enviar mensagens de erros ou de controle a outros routers ou hosts Este protocolo apenas reporta erros à fonte original, essa depois deverá relatar os erros aos programas de aplicação e adoptar uma acção a fim de corrigir o problema. As mensagens são carregadas em pacotes com a mesma estrutura dos datagramas IP (e encapsuladas nestes), que por sua vez são encapsulados em tramas Ethernet Uma das mensagens que o ICMP pode enviar é: Destination Unreachable, o qual, por sua vez pode ser dos seguintes tipos: Network Unreachable (host não alcançável) Host Unreachable (porta não alcançável) Destination Host Unknown (host destino desconhecido) Destination Network Unknown (rede destino desconhecida) Aula Prática 2 Redes de Computadores 15 Formato das mensagens ICMP 0 7 8 1516 31 Tipo Código Checksum Identificador Nº de sequência Dados Opcionais Tipo de mensagens ICMP Ex: 0 - echo reply, 8 echo request O número de sequência começa em 1 e é incrementado sempre que uma nova mensagem é enviada 2 aplicações que fazem uso do ICMP: ping traceroute Aula Prática 2 Redes de Computadores 16 8
ARP e RARP Qualquer nó activo de uma rede tem que ter um endereço para o interface que lhe dá conectividade Aula Prática 2 Redes de Computadores 17 ARP Address Resolution Protocol Duas estações ligadas a uma rede só podem comunicar se uma conhecer o endereço do hardware (endereço do sub-nível MAC) da outra e vice-versa. Aula Prática 2 Redes de Computadores 18 9
ARP ARP RARP Aula Prática 2 Redes de Computadores 19 Funcionamento do ARP Aula Prática 2 Redes de Computadores 20 10
Funcionamento do ARP (2) O ARP mapeia endereços IP em Ethernet (MAC) No slide anterior, na rede 192.35.246.0, o host 192.35.246.46 pretende estabelecer comunicação com o host 192.35.246.104 Está na mesma rede então pode conversar directamente via Ethernet (precisa saber o endereço MAC) O nosso sistema irá procurar então o endereço 192.35.246.104 na sua tabela ARP, para saber o MAC Caso o encontre, o sistema irá adicionar um cabeçalho Ethernet e enviar o pacote. E se não o tiver na sua tabela? Aula Prática 2 Redes de Computadores 21 Funcionamento do ARP (3) Como solução o nosso host utiliza o protocolo ARP para enviar um pedido ARP Um pedido ARP diz Eu necessito que me enviem o endereço Ethernet referente a 192.35.246.104 e é enviado para toda a rede. Então o 192.35.246.104 verá o pedido e responderá com uma resposta ARP indicando que o IP 192.35.246.104 corresponde ao MAC 8:0:20:1:56:34 (exemplo) O nosso sistema irá guardar esta informação na sua tabela ARP, desta forma os futuros pacotes para esse mesmo endereço poderão ir directamente. Nota: Os endereços Ethernet (MAC) são de 48 bits (6 bytes), e são convencionalmente apresentados em hexadecimal: De 00:00:00:00:00:00 a FF:FF:FF:FF:FF:FF Os 3 bytes mais significativos representam o código do fabricante e os 3 restantes o número de série Aula Prática 2 Redes de Computadores 22 11
O protocolo RARP O RARP (Reverse Address Resolution Protocol) é um protocolo que permite a uma estação descobrir o seu próprio endereço IP. É utilizado por estações de trabalho (terminais) que não possuem disco rígido Para isso ela envia uma mensagem ao servidor RARP da sua rede local com o seu endereço MAC, e o servidor enviará então à estação o seu endereço IP É normalmente utilizado no arranque das máquinas. Para além desta situação o RARP não é utilizado Aula Prática 2 Redes de Computadores 23 O pacote ARP/RARP Aula Prática 2 Redes de Computadores 24 12
Trama (frame) Ethernet Preâmbulo para efeitos de sincronização SFD Separador do início de trama FCS Frame Check Sequence O tamanho mínimo de uma trama (minframesize) é 64 octetos. O tamanho máximo de uma trama (maxframesize) é 1518 octetos. Para o cálculo do minframesize e do maxframesize não são considerados o preâmbulo e o SFD Se os dados contidos numa trama são insuficientes para constituir uma trama com minframesize, i.e., o valor do tamanho do campo de dados (LLCdataSize) é inferior a 46 (minframesize - 2 x addresssize - lengthsize - crcsize), são inseridos octetos de padding (PAD) no fim do campo de dados e antes de calcular o FCS, até obter o tamanho mínimo. O valor do PAD não é especificado. Aula Prática 2 Redes de Computadores 25 TCP/IP onde se situa o quê TCP Orientado à conexão Transporte fiável entre estações UDP Envia/recebe datagramas das aplicações Transporte não fiável IP Protocolo principal da pilha Encaminha datagramas (sem conexão) Serviço do tipo best-effort ICMP Auxiliar do IP Envia mensagens de erro IGMP Gere grupos de multicasting ARP, RARP Resolução de endereços IP em endereços físicos Aula Prática 2 Redes de Computadores 26 13
Ethereal O Ethereal é uma aplicação interactiva utilizada para a análise de tráfego e de protocolos em redes de comunicações Permite: Monitorizar e apresentar em tempo real informação acerca do tráfego existente na rede Capturar tráfego da rede e armazenar os respectivos pacotes num buffer (ou opcionalmente num ficheiro) para posterior análise. Esta captura pode ser feita utilizando filtros definidos por protocolo, por endereço ou por tamanho de pacote Visualizar e analisar os pacotes armazenados no buffer de captura, apresentando-os sob diversas formas O Ethereal só captura pacotes que circulem na rede local à qual está ligado Aula Prática 2 Redes de Computadores 27 Alguns comandos em Linux ifconfig arp route traceroute netstat ftp telnet ssh Aula Prática 2 Redes de Computadores 28 14