Teoria sieci komputerowych

Transkrypt

1 Teoria sieci komputerowych Wybrane protokoły sieciowe ARP, ICMP, DNS, DHCP, HTTP Rafał Wojciechowski

2 Protokół ARP Protokół ICMP Protokół ARP ARP ARP(ang. Address Resolution Protocol)- protokół komunikacyjny przekształcania adresów logicznych IP(ustalanych autorytarnie przez administratora) na fizyczne, 48-bitowe adresy fizyczne MAC w obrębie jednego segmentu sieci lokalnej. Specyfikacja w RFC 826

3 Protokół ARP Protokół ICMP Protokół ARP Adresacja fizyczna wykorzystywana jest w obrębie jednego segmentu sieci lokalnej i zachodzi w warstwie łącza danych Mechanizm pozyskiwania adresu MAC na podstawie adresu IP hosta, z którym ma zachodzić komunikacja protokół ARP Powiązania między adresami logicznymi a fizycznymi przechowywane są w tablicy ARP. Jeśli wpis dotyczący konkretnego hosta nie występuje, konieczne jest odpytanie go o adres fizyczny

4 Protokół ARP Protokół ICMP Nagłówek warstwy drugiej oraz trzeciej

5 Protokół ARP Protokół ICMP Funkcjonowanie ARP

6 Protokół ARP Protokół ICMP Format komunikatu ARP

7 Protokół ARP Protokół ICMP ARP Request

8 Protokół ARP Protokół ICMP ARP Reply

9 Protokół ARP Protokół ICMP Zarządzanie ARP Tablica ARP: arp-a arp-s[adres logiczny IP][Adres fizyczny MAC]

10 Protokół ARP Protokół ICMP Maninthemiddle

11 Protokół ARP Protokół ICMP Maninthemiddle Atakujący echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward arpspoof-t[adres bramy][adres ofiary]\ -i[nazwa interfejsu] arpspoof-t[adres ofiary][adres bramy]\ -i[nazwa interfejsu] dsniff-c

12 Protokół ARP Protokół ICMP ARP spoofing

13 Protokół ARP Protokół ICMP Protokół ICMP Protokół IP stanowi zawodną metodę przesyłania danych przez sieć( best-effort delivery) i nie posiada żadnych procedur zapewniających dostarczenie danych w sytuacji problemów z komunikacją sieciową oraz mechanizmów powiadamiania nadawcy o zaistnieniu w/w sytuacji

14 Protokół ARP Protokół ICMP Protokół ICMP Problem: Jeśli awarii ulegnie urządzenie pośredniczące lub jeśli urządzenie docelowe zostanie odłączone od sieci, dane nie zostaną dostarczone i nadawca nie zostanie powiadomiony o zaistniałej sytuacji Rozwiązanie: Wprowadzenie protokołu zapewniającego mechanizmy powiadomień strony nadawczej o zaistniałym problemie w dostarczeniu

15 Protokół ARP Protokół ICMP Protokół ICMP Problem: Jeśli awarii ulegnie urządzenie pośredniczące lub jeśli urządzenie docelowe zostanie odłączone od sieci, dane nie zostaną dostarczone i nadawca nie zostanie powiadomiony o zaistniałej sytuacji Rozwiązanie: Wprowadzenie protokołu zapewniającego mechanizmy powiadomień strony nadawczej o zaistniałym problemie w dostarczeniu

16 Protokół ARP Protokół ICMP Protokół ICMP ICMP ICMP(ang. Internet Control Message Protocol)- protokół zgłaszania błędów zaprojektowany dla protokołu IP. ICMP nie rozwiązuje problemów związanych z zawodnością protokołu IP niezawodność zapewniają protokoły wyższych warstw. Specyfikacja wrfc792

17 Protokół ARP Protokół ICMP Funkcjonowanie ICMP Stan dostarczenia pakietu zgłaszany jest jedynie do urządzenia źródłowego, brak powiadomień dla stacji pośrednich Komunikaty ICMP są poddawane enkapsulacji w datagramach wtakisamsposóbjakinnedaneprzesyłaneprzezprotokółip KomunikatyICMPsąpodatnenabłędyzwiązanez dostarczaniem błędy związane z przesyłaniem komunikatów ICMP nie generują własnych komunikatów ICMP

18 Protokół ARP Protokół ICMP Funkcjonowanie ICMP Możliwe jest, że błąd dostarczenia datagramu nigdy nie zostanie zgłoszony systemowi wysyłającemu dane Sytuacje niedostarczenia danych mogą być powodowane błędną konfiguracją sieci, awarią sprzętu na odcinku sieci bądź brakiem funkcjonalności ze strony węzłów(zapętlenia routingu, zbyt mała liczba hopów RIP) konieczność dokładnej weryfikacji konfiguracji sprzętowej, sieci oraz stosu protokołów TCP/IP

19 Protokół ARP Protokół ICMP Badanie dostępności wybranej sieci

20 Protokół ARP Protokół ICMP Badanie dostępności wybranej sieci

21 Protokół ARP Protokół ICMP Struktura komunikatu ICMP

22 Protokół ARP Protokół ICMP Komunikaty sterujące zestawu protokołów TCP/IP Protokół IP nie ma wbudowanego sposobu przesyłania komunikatów informacyjnych i sterujących do hostów Protokół ICMP jest istotnym składnikiem zestawu protokołów TCP/IP, wszystkie implementacje protokołu IP muszą obsługiwać protokół ICMP Komunikaty kontrolne są wykorzystywane do informowania hostów o zdarzeniach w sieci(zatłoczenie sieci, istnienie bardziej odpowiedniego routera)

23 Protokół ARP Protokół ICMP Rodzaje komunikatów ICMP Kod Znaczenie komunikatu 0 Odpowiedź na żądanie echa 3 Adresat niedostępny 4 Tłumienie źródła 5 Żądanie przekierowania 8 Żądanie echa 9 Rozgłaszanie routera 11 Przekroczenie czasu 13 Żądanie znacznika czasowego 15 Żądanie przesłania informacji 16 Odpowiedź na żądanie przesł. informacji

24 Protokół ARP Protokół ICMP Wybrane komunikaty sterujące Bramy domyślne wysyłają komunikaty ICMP żądania przekierowania tylko wtedy, gdy: interfejs,przezktórypakiettrafiadoroutera,jesttymsamym, z którego pakiet wychodzi adressieciipnadawcyjesttakisamjakadressieciip następnego przeskoku routowanego pakietu trasadatagramuniejestokreślonaprzeznadawcę trasapoprzekierowaniuniejestkolejnymprzekierowaniem ICMP lub trasą domyślną routerjestskonfigurowanydowysyłaniażądańprzekierowania (domyślnie routery Cisco wysyłają żądania przekierowania ip redirects)

25 Protokół ARP Protokół ICMP Wybrane komunikaty sterujące Żądanie przekierowania

26 Protokół ARP Protokół ICMP Wybrane komunikaty sterujące Żądanie znacznika czasowego synchronizacja zegarów i oszacowanie czasu tranzytu Żądanie przesłania informacji pierwotnie do celów określania przez hosta jego numeru sieciowego, obecnie jego rolę przejęły protokoły dedykowane DHCP, RARP, BOOTP Żądanie maski adresowej Wykrywanie routera procedura podejmowana w przypadku nieznajomości domyślnej bramy polegająca na przeskanowaniu sieci po adresach grupowych Tłumienie źródła regulacja przepływu informacji w sieci, żądanie zmniejszenia szybkości nadawania danych

27 System nazw domenowych DNS DNS(ang. Domain Name System)- system serwerów oraz protokół komunikacyjny zapewniający zamianę adresów domenowych na adresy IP. Specyfikacja w RFC 819, 882, 883, ,1101,1123,1183,1706,1876,1886,1912,1995, 1996,2136,...

28 Protokoły translacji adresów domenowych DNS tłumaczenieadresdomenowy-ip RDNS(ang.ReverseDNS) tłumaczenieip-adres domenowy

29 System nazw domenowych Podstawą systemu DNS jest ogólnoświatowa sieć serwerów przechowujących informacje na temat adresów domen KażdyzwpisówwbaziedanychodwzorowańDNS zawierający nazwę oraz odpowiadający jej adres IP udostępniany jest w sposób automatyczny ftp://ftp.rs.internic.net/domain/named.root- lista 13 głównych serwerów odpowiedzialnych za obsługę domen najwyższego poziomu

30 Struktura serwerów DNS Rozproszona baza danych adresów IP i nazw o strukturze hierarchicznej Serwery DNS przechowują dane tylko wybranych domen. Każda domena ma co najmniej 2 obsługujące ją serwery DNS Serwery DNS przechowują przez pewien czas odpowiedzi z innych serwerów(ang. caching) Każdykomputermożemiećwieleróżnychnazw redundancja- zwiększenie niezawodności ProtokółDNS-UDP,port53

31 Działanie DNS

32 Działanie DNS

33 Działanie DNS

34 Działanie DNS

35 Działanie DNS

36 Działanie DNS

37 Działanie DNS

38 DNS Query

39 DNS Response

40 Domeny i strefy

41 Poddomeny Strefa rozpoczyna się jako baza danych dla jednej nazwy domeny DNS. Jeśli poniżej domeny użytej do utworzenia strefysądodaneinnedomeny,mogąonebyćczęściątejsamej strefy lub mogą należeć do innej strefy. Po dodaniu poddomeny może ona być: zarządzanaidołączonajakoczęśćpierwotnychrekordówstrefy delegowanadoinnejstrefyutworzonejwceluobsługi poddomeny

42 Serwery DNS Podstawowy- zarządza strefą, jest dla niej autorytatywny Pomocniczy- przechowuje kopię strefy, okresowo aktualizowaną

43 Najważniejsze typy rekordów DNS Rekord A, rekord adresu(ang. address record)- przypisuje do nazwy domeny DNS 32bitowy adres IPv4 Rekord AAAA, rekord adresu IPv6(ang. IPv6 address record) -mapujenazwędomenydnsnajej128bitowyadresipv6 Rekord CNAME, rekord nazwy kanonicznej(ang. canonical name record)- ustanawia alias nazwy domeny. Wszystkie wpisy DNS oraz poddomeny są poprawne także dla aliasu Rekord MX, rekord wymiany poczty(ang. mail exchange record)- mapuje nazwę domeny DNS na nazwę serwera poczty

44 Najważniejsze typy rekordów DNS Rekord PTR, rekord wskaźnika(ang. pointer record)- tworzy powiązanie pomiędzy adresem IP i nazwą hosta w strefach wyszukiwania wstecznego(ang. reverse DNS lookup) RekordNS,rekordserweranazw(ang.nameserverrecord)- mapuje nazwę domenową na listę serwerów DNS dla tej domeny. Każdy serwer DNS, zarówno podstawowy, jak i pomocniczy, powinien zostać zadeklarowany przy pomocy tego rekordu Rekord SOA, rekord adresu startowego uwierzytelnienia(ang. start of authority record)- ustala serwer DNS dostarczający autorytatywne informacje o domenie internetowej

45 Najważniejsze typy rekordów DNS Rekord SRV, rekord usługi(ang. service record)- pozwala na zawarcie dodatkowych informacji dotyczących lokalizacji danej usługi, którą udostępnia serwer wskazywany przez adres DNS TXT-rekordtenpozwaladołączyćdowolnytekstdorekordu DNS

46 Instytucje administrujące DNS na świecie ICANN-IANA- nadzór ogólny nad nazewnictwem i strukturą domen najwyższego poziomu VeriSign Global Registry Services-.net,.org,.com RządUSA-.mili.gov NeuLevel-.biz AfiliasLimited-.info GlobalNameRegistry-.name Rządy poszczególnych krajów: rejestracja i nadzór nad domenami krajowymi

47 Klient DNS, konfiguracja Konfiguracja adresu serwera DNS: Menu Start-> Ustawienia-> Polaczenia sieciowe i telefoniczne

48 Klient DNS, konfiguracja Błąd adresu serwera DNS: Menu Start-> Ustawienia-> Polaczenia sieciowe...

49 Klient DNS, konfiguracja Struktura pliku/etc/resolv.conf: domain kis.p.lodz.pl nameserver nameserver nameserver

50 Narzędzia DNS nslookup host dig NetCrunch...

51 Narzędzia DNS, nslookup Uruchomienie środowiska interaktywnego: nslookup Informacje o hoście/ domenie: [Host Domena] Odpytanie o konkretnego hosta/ domenę(konkretnego serwera nazw) [Host Domena][Serwer] Ustawienie opcji set[opcja]

52 Narzędzia DNS, nslookup Ustawienie domyślnej nazwy domeny set domain=[domena] Ustawienie serwera głównego set root=[serwer] Ustawienie typu kwerendy setquerytype=[a ANY CNAME MX NS PTR SOA SRV] Ustawienie klasy zapytania set class=[in ANY]

53 Narzędzia DNS, nslookup Ustawienie domyślnego serwera używając bieżącego serwera domyślnego server[serwer] Ustawienie domyślnego serwera używając serwera początkowego lserver[serwer] Ustawienie bieżącego serwera domyślnego jako głównego root Wyświetlenie adresów w domenie(kanonicznych nazw i aliasów -a,wszystkierekordy -d,...) ls[-a -d -ttyp][domena][>plik]

54 Narzędzia DNS, nslookup Odpowiedź nieautorytatywna:

55 Narzędzia DNS, nslookup Lista adresów hostów zarejestrowanych w domenie kis.p.lodz.pl:

56 Narzędzia DNS, nslookup Dodatkowe informacje dotyczące hostów w domenie:

57 Dynamiczna konfiguracja sieci DHCP DHCP(ang. Dynamic Host Configuration Protocol)- protokół dynamicznej konfiguracji hosta działający w trybie klient- serwer, umożliwiający klientom DHCP w sieciach IP na uzyskiwanie informacji o konfiguracji sieci z serwera DHCP. Specyfikacja w RFC 2131, 2132, 4242

58 Konfiguracja sieci AdresIP Maska podsieci Adres domyślnej bramy Adres serwera DNS Adres serwera WINS...

59 Dynamiczna konfiguracja sieci Konfiguracja przypisywana jest hostom na określony czas, po upływie którego klient winien odpytać ponownie serwer DHCP o ustawienia sieci Przydziały są blokowane na czas dzierżawy

60 Zwolnienie DHCP(DHCP Release) Poszukiwanie serwera DHCP(DHCP Discover) OfertaDHCP(DHCPOffer) Żądanie DHCP(DHCP Request) Informacja DHCP(DHCP Inform) Potwierdzenie DHCP(DHCP Acknowledge)

61 Sesja DHCP

62 DHCP Release

63 DHCP Discover

64 DHCP Request

65 Mechanizmy przydzielania adresów IP Alokacja automatyczna protokół DHCP przypisuje klientowi stały adres IP Alokacja dynamiczna protokół DHCP dzierżawi klientowi adres IP z puli zdefiniowanych adresów na określony czas Alokacja ręczna adres IP dla klienta jest przydzielany przez administratora, protokół DHCP przesyła adres do klienta

66 Serwer DHCP, przykładowy plik konfiguracyjny dhcpd.conf subnet netmask { range ; default-lease-time 7200; option domain-name"home.pl"; option domain-name-servers ; option routers ; option subnet-mask ; option broadcast-address ; } hostrafal{ hardware ethernet 52:54:05:E1:EE:97; fixed-address ; }

67 Serwer DHCP, przykład zaawansowanej konfiguracji subnet netmask { option routers ;... # Pula dla nieznajomych pool{ option domain-name-servers ; max-lease-time 300; range ; allow unknown-clients; }

68 Serwer DHCP, przykład zaawansowanej konfiguracji... } # Pula dla znajomych pool{ option domain-name-servers ; max-lease-time 28800; range ; deny unknown-clients; }

69 Klient DHCP, konfiguracja Automatyczna konfiguracja hosta: Menu Start-> Ustawienia-> Polaczenia sieciowe i telefoniczne

70 Klient DHCP, konfiguracja Weryfikacja ustawień sieci: MenuStart->Uruchom->cmd->ipconfig/all Zwolnienie konfiguracji klienta DHCP Menu Start-> Uruchom-> cmd-> ipconfig/release Odnowienie konfiguracji klienta: MenuStart->Uruchom->cmd->ipconfig/renew

71 Klient DHCP, konfiguracja Uruchomienie klienta DHCP: dhcpcd[urzadzenie] Zwolnienie konfiguracji klienta DHCP dhcpcd-k[urzadzenie] Odnowienie konfiguracji klienta: dhcpcd-n[urzadzenie]

72 DoSDHCP... Wyczerpanie puli adresów formac_1in abcdef do formac_2in abcdef do ifconfig eth0 down ifconfigeth0hwether\ 00:00:00:00:00:${mac_1}${mac_2} up dhcpcd-n eth0...

73 HTTP HTTP(ang. Hypertext Transfer Protocol)- protokół opracowany przez IETF oraz WWWC umożliwiający wymianę informacji poprzez ogólnoświatową sieć WWW. Oryginalnie, protokół być wykorzystywany do pobierania stron HTML. Specyfikacja w RFC 2616

74 HTTP jest protokołem opartym na dialogu żądanie/odpowiedź przeprowadzanym pomiędzy klientami a serwerami Klient(aplikacja kliencka, agent- przeglądarka WWW lub inne narzędzie) generuje żądanie pobrania zasobów udostępnianych przez docelowy serwer(w postaci stron WWW,obrazów,plików,...) Pomiędzy klientem a serwerem może występować szereg urządzeń pośrednich- bram, serweró proxy, tuneli,...

75 Właściwy dialog między serwerem a klientem poprzedza zestawienie połączenia TCP(potrójny uścisk ręki) na porcie 80(domyślny port HTTP) Serwer HTTP nasłuchuje na porcie 80 żądań klientów, po otrzymaniu komunikatu żądania generuje odpowiedź(status + specyficzna informacja) Zasoby udostępniane poprzez HTTP są identyfikowane poprzez identyfikatory URI(Uniform Resource Identifiers) bądź URL(Uniform Resource Locator)

76 Struktura dokumentu HTML <HTML> <HEAD>... </HEAD> <BODY>... </BODY> </HTML>

77 Żądania HTTP HEAD- żądanie nagłówka(bez sekcji BODY ) GET- żądanie pobrania określonego zasobu POST- żądanie akceptacji przetwarzanych danych(np. formularzy) PUT- transfer określonego zasobu DELETE TRACE- podgląd otrzymanego żądania(możliwość przejrzenia informacji dołączanych do żądań) OPTIONS CONNECT

78 Odpowiedzi statusowe HTTP 1xx- informacje(otrzymano żądanie, kontynuacja procesu) 2xx- operacja wykonana pomyślnie(zrozumiana bądź zaakceptowana) 3xx- przekierowanie(klient musi podjąć dodatkową akcję w celu zakończenia żądania) 4xx-błądklienta(złaskładnia,...) 5xx- błąd serwera(błąd wykonania zapytania)...

79 HTTP GET

80 HTTP Document Found

81 Wersje HTTP 0.9(wycofana)- wsparcie jedynie dla żądania GET HTTP/1.0- pierwsza oficjalna wersja protokołu, częściowo jeszcze w użyciu. Specyfikacja zezwalała na nawiązywanie stałych połączeń(podtrzymywanie połączeń, więcej niż jedno żądanie/odpowiedź podczas połączenia). Protokół nie współpracował dobrze z serwerami PROXY HTTP/1.1- obecna wersja protokołu. Wsparcie dla stałych połączeń(keep-alive) i łączenia żądań(wysyłanie wielu żądań równolegle) celem przyspieszenia pracy systemu, poprawna praca z PROXY

82 Cechy szczególne i dodatki HTTP HTTP jest protokołem bezstanowym- brak przechowywania informacji o poprzednich transakcjach z klientem popularyzacja ciasteczek(cookies) Możliwe jest również wprowadzenie szyfrowania SSL/TLS do protokołu HTTP HTTPs(specyfikacja w RFC 2817)

83 Aplikacje klienckie, przeglądarki WWW

84 Aplikacje klienckie, połączenia na port 80 Pobranie zasobu index.html zgodnie z protokołem HTTP 1.1 telnet 80 GET/index.html HTTP/1.1 Pobranie nazwy serwera z nagłówka strony głównej echo GET/HTTP/1.0 nc-vwww.kis.p.lodz.pl80\ grep Server

85 Koniec Dziękujęzauwagę...