Instrumente și Tehnici de bază în Informatică (Curs 11) - PDF

Instrumente si Tehnici de Baza in Informatica Semestrul I 2024-2025 Vlad Olaru  12/17/2024 Curs 11 - outline lucrul in retea concepte  retea  protocol  sockets exemple de protocoale 2 ...

Instrumente si Tehnici de Baza in Informatica Semestrul I 2024-2025 Vlad Olaru  12/17/2024 Curs 11 - outline lucrul in retea concepte  retea  protocol  sockets exemple de protocoale 2  12/17/2024 Context - servicii de comunicare inter-proces (IPC) - pipes/FIFOs $ ls –l | more - sockets: Unix sau TCP/IP - diferenta de paradigma: shared memory vs message passing - pipe – construieste un canal de comunicatie in memoria kernel (partajata) a aceleiasi masini => consecinte: sincronizare proceselor care scriu/citesc din pipe asigurata de kernel, la fel ca si politica de acces la date FIFO - socket TCP/IP– construieste un canal de comunicatie intre doua masini diferite legate intre ele printr-o retea de comunicatie => consecinte: complexitatea operarii retelei de comunicatie (care poate pp implicarea mai multor masini intermediare in efectuarea schimbului de mesaje) impune folosirea unor protocoale de comunicatie 3  12/17/2024 Retea Intranet sau retea alcătuit din noduri (calculatoare) numite host-uri legături fizice: cabluri de retea, canale wireless legături logice: calea prin intermediul legăturilor fizice dintre un nod sursă si unul destinatie probleme: parcurgere de graf, calea cea mai scurtă, comis-voiajor, retele de flux (network flows) o retea poate fi conectată la una sau mai multe retele Internet: set de retele publice interconectate 4  12/17/2024 Protocol de comunicatie Modul de comunicare în retea se desfăsoară urmând unul sau mai multe protocoale descrise în documente Request for Comments (RFC) Internet Engineering Task Force (IETF) Internet Society (ISOC) comitete formate din ingineri s,i informaticieni https://www.rfc-editor.org/retrieve/ Obs: protocolul este o specificatie, nu o implementare 5  12/17/2024 Protocoale de comunicatie modelul OSI (Open Systems Interconnection)  7 nivele: fizic, data link, retea, transport, sesiune, prezentare, aplicatie model alternativ, protocoalele internet (a.k.a. protocoalele Department of Defense, DoD):  combina ultimele trei nivele OSI intr-un singur nivel: aplicatie  combina nivelul fizic si data link intr-un singur nivel: link conceptual, functioneaza pe principiul stivei de protocoale: protocolul de nivel cel mai inalt (aplicatie) apeleaza la serviciile protocolului imediat anterior (prezentare), samd  la nivelul cel mai de jos, datele trimise de protocoalele data link sunt trimise peste reteaua fizica  la receptie se parcurge calea inversa exemple protocoale:  data link (retele LAN): Ethernet (CSMA/CD), Token Ring, ATM, Wireless  retea: IP  transport de date: TCP, UDP, SCTP  sesiune: RPC  prezentarea datelor: XDR, ASN.1, criptare, compresie  aplicatie: DNS, SMTP, HTTP, FTP, SSH, etc socket : abstractizeaza comunicatia realizata la nivel aplicatie folosind protocoalele de nivel transport ale internetului 6  12/17/2024 Internet Protocol (IP) fiecare host identificat printr-una sau mai multe adrese IP versiunea initială (IPv4) foloseste 32-biti (RFC791) versiunea curentă este pe 128-biti (IPv6) IPv4 în continuare cea mai folosită 32 de biti reprezintă 4 octeti grupati separat prin. interval: 0. 0. 0. 0 – 255.255.255.255 anumite subintervale sunt folosite pentru adresare privata (adrese nerutabile) restul adreselor publice sunt accesibile de orice nod din retea ex: 192.168.1.1, 10.0.0.1, 216.58.214.238, 8.8.8.8 7  12/17/2024 Transport Control Protocol (TCP) asambleaza/dezasambleaza mesajele in pachete transmise peste canale de comunicatie eterogene (TCP) asigura livrarea pachetelor in ordine la destinatie (TCP) rezolva automat probleme de rutare a pachetelor pe cai de comunicatie alternative intre nodurile sursa si destinatie atunci cand anumite masini intermediare nu sunt disponibile (IP) asigura retransmisia automata a pachetelor pierdute/defecte (TCP) controleaza comunicatia in prezenta congestiei retelei (TCP) samd 8  12/17/2024 Domain Name System (DNS) Numele asociat unei adrese IP mai usor de tinut minte pentru utilizatorii umani protocol descris în RFC1035 dacă o adresa IP se schimbă, numele rămâne initial toată lumea tinea o agendă locală în /etc/hosts astăzi procesul e centralizat toată lumea foloseste aceiasi agendă mai multe host-uri, numite name servers, care contin o copie a agendei serverele principale de la care copiază informatia restul se numesc root name servers ex: fmi.unibuc.ro → 193.226.51.6 comenzi în Unix: nslookup(1), whois(1), dig(1) 9  12/17/2024 Arhitectura sistemului distribuit http://abcnetworking.wikispaces.com 10  12/17/2024 Socket Comunicarea client-server se face prin sockets abstractie de nivel sistem de operare adresă: adresa IP a unui host port: intrare a host-ului port server: identifica un serviciu (v. /etc/services pt. well-known ports) port client: identifica procesul client adresa si portul formeaza un endpoint socket: defineste un endpoint o conexiune se face intre 2 endpoints folosind protocol comun un socket pentru server si unul pentru client ex: 11  12/17/2024 TCP sockets canal de comunicatie (o conexiune) intre doua endpoint-uri (adr IP, port) garanteaza livrarea corecta si in ordine a mesajelor intre sursa si destinatie mesajele pierdute se retransmit automat canalul de comunicatie are o semantica asociata de tip stream de octeti (analog pipe) ca atare, din socket-ul TCP se citesc octeti, nu mesaje intregi ! 12  12/17/2024 UDP sockets canal de comunicatie fara garantii intre doua endpoint-uri mesajele (numite in acest caz datagrame, ca la protocolul IP) se pot pierde, nu se retransmit automat, nu se livreaza in ordine mesajele se citesc in intregime, i.e. o datagrama la un moment dat (spre deosebire de TCP) 13  12/17/2024 Exemple simple protocoale de comunicatie de nivel aplicatie daytime, echo, time client: emulat cu comenzile de tip telnet $ telnet host port server: demoni standard accesibili prin superserverul Internet (inetd/xinetd)  server cu structura particulara care multiplexeaza mai multe servicii diferite  serviciile multiplexate configurate in fisiere de configurare aflate in /etc/xinetd.d in general, serverele au fisiere de configurare, clientii au doar parametri de apel in linia de comanda  diferenta e dictata de complexitatea diferita a celor doua tipuri de programe serviciile controlate cu comanda service/systemctl $ service 14  12/17/2024 World Wide Web (www) creat la CERN s,i publicat în 1991 resurse identificate prin Uniform Resource Locators (URL) pagini web prezentate prin hypertext HyperText Transfer Protocol ( H T T P ) RFC2616 servesc pagini web pe portul 80 acces criptat prin H T T P S pe port 443 (curând implicit) ex: http://fmi.unibuc.ro:80, http://fmi.unibuc.ro http://fmi.unibuc.ro:443 https://fmi.unibuc.ro:443 https://fmi.unibuc.ro browser Unix: lynx(1), w3m(1) crawler Unix: curl(1), wget(1) 15  12/17/2024 Exemplu comunicatie HTTP telnet 80 apoi comanda GET / HTTP/1.1 (sau GET /index.html HTTP/1.1) Host: telnet fmi.unibuc.ro 80 16  12/17/2024 Email – IMAP, POP acces la posta Post Office Protocol (PO P) RFC1939 P O P face o copie locală a mesajelor si le sterge de pe serverul de mail Internet Message Access Protocol (IMAP) RFC3501 IMAP operează asupra mesajelor direct pe server IMAP poate tine o copie (partială) local porturi: P O P 110, POP3S 995, IMAP 143, IMAPS 993 mesageria tinută în format mbox sau maildir mbox: tine toate mesajele într-un singur fisier maildir: tine fiecare mesaj într-un fisier separat 17  12/17/2024 Email – SMTP Expediere mesaje Simple Message Transfer Protocol (SMTP) RFC821 SMTP trimite un mesaj către un destinatar protocol vechi, nu cere expeditor → spam, spoofing protocol vechi, nu cere autentificare → spam, spoofing porturi: SMTP 25, SMTPS solutii anti-spam reverse DNS: legătură IP → nume autentificare: utilizator si parolă, criptare , Sender Policy Framework (SPF), DKIM (DomainKeys Identified Mail), DMARC (Domain-based Message Authentication, Reporting and Conformace): anti-email spoofing 18 baze de date cu IP-uri de spameri  12/17/2024 Exemplu comunicatie SMTP 19  12/17/2024 File Transfer Protocol (ftp) Transfer de fisiere protocol vechi din 1971, activ s,i astăzi RFC959 autentificare s,i criptare F T P S port separat de comandă (21) s,i date (20) exemplu: ftp://[user[:password]@]host[:port]/url-path comandă Unix: ftp(1) ex: $ ftp [email protected] $ ftp -a fmi.unibuc.ro $ ftp fmi.unibuc.ro -P 2121 20  12/17/2024 Peer-to-peer Tranfer de fisiere distribuit fără server servicii bazate pe Distribuited Hash Tables (DHT) toti clientii transmit si primesc date mod eficient de transfer pentru date mari elimină presiunea de pe un singur server 21  12/17/2024 Secure Shell (ssh) Protocol sigur de conectare la alt calculator specificat în RFC4253, port 22 implementarea ubicuă OpenSSH creată de grupul OpenBSD http://www.openssh.com comandă Unix: ssh(1) $ ssh [user[:password]@]host[:port] autentificare parolă, cheie asimetrică etc. o dată autentificat se deschide un terminal pe acel host în care puteti începe să dati comenzi se poate folosi interfata grafică cu argumentul -X folosit peste tot în programare si administrare 22  12/17/2024 Secure Copy (scp) Copiere prin protocolul SSH Secure Copy Protocol (SCP) nu există RFC functionează similar cu comanda cp(1) are în plus prefixat host-ul comenzi Unix: scp(1) $ scp hello.c fmi.unibuc.ro: $ scp hello.c [email protected]:code/ $ scp - r project/ [email protected]: 23  12/17/2024 SSH FTP (sftp) Functionalitate F T P prin protocolul SSH SSH File Transfer Protocol ( S F T P ) nu există RFC functionează similar cu comanda ftp(1) profită de autentificare si criptografia de desubt (SSH) de obicei tot pe port 22 este servit comenzile protocolului SSH diferentiază între tipuri de sesiuni comenzi Unix: sftp(1) $ sftp [email protected] 24  12/17/2024 Virtual Network Computing (vnc) bazat pe protocolul Remote Framebuffer (RFB) RFC6143 protocol simplu, bazat pe transmiterea de primitive grafice de la server la client + evenimente de la client la server oferă acces la interfata grafică de la distantă functionează cu Windows, macOS si X (sistemul grafic Unix) VNC este cea mai cunoscută aplicatie ce implementează si foloseste RFB clientul se conectează la server pe portul 5900 comenzi Unix: vncviewer(1), vncserver(1) $ vncserver :0 – pornes te server pe primul display , $ vncviewer fmi.unibuc.ro $ vncviewer fmi.unibuc.ro:2 – conectează c l i e nt u l la display-ul 3 $ vncserver - k i l l :0 – o p r e s t e serverul 25  12/17/2024 Remote Desktop (rdp) Remote Desktop Protocol, proprietar Windows functionează similar cu VNC oferă în plus acces la sistemul audio si imprimantă clientul se conectează la server pe port 3389 pe Windows clasic e permis un singur utilizator conectat pe Windows server se pot conecta mai multi deodată comenzi Unix: rdesktop(1), xfreerdp(1) $ rdesktop 192.168.1.6 $ rdesktop fmi.unibuc.ro $ rdesktop - r sound:remote -g 90% 141.85.225.153 26