Usługa TIME. 77 8A. Usługa jest dostępna zarówno za pośrednictwem TCP i UDP

Transkrypt

1 1 Plan wykładu 1. Programowanie z wykorzystaniem gniazd usługa TIME, usługa ECHO, 2. Popularne aplikacje TCP/IP poczta elektroniczna protokół SMTP, protokół POP, protokół IMAP.

2 2 Usługa TIME Usługa TIME [RFC 868] służy do synchronizacji czasu pomiędzy komputerami w sieci. Czas jest przesyłany w postaci 32 bitowej liczby całkowitej określającej liczbę sekund od 1 stycznia 1900 roku np. C5 1B 77 8A. Usługa jest dostępna zarówno za pośrednictwem TCP i UDP poprzez port 37. Inne usługi wykorzystywane do synchronizacji czasu to NTP (Network Time Protocol) [RFC 1305] i jego odmiana SNTP (Simple Network Time Protocol) [RFC 1769].

3 Klient usługi TIME (UDP) #include "connectsock.c" #define UNIXEPOCH ul int main(int argc, char **argv){ int s; char msg[] = "ktora godzina?"; time_t now; if ((s = connectsock(argv[1], "time", "udp"))<0) return 0; write(s, msg, strlen(msg)); if (read(s, (char *)&now, sizeof(now))<0) return 0; else{ now = ntohl((u_long)now); now -= UNIXEPOCH; printf("%s\n", ctime(&now)); if (shutdown(s, SHUT_RDWR)<0) return 0; return 1; 3

4 4 Klient usługi TIME (UDP) import java.net.datagrampacket; import java.net.datagramsocket; import java.net.inetaddress; import java.util.date; public class TimeUDPClient { private static final int PORT_TIME = 37; private static final String QUERY = "Ktora godzina?"; private static final int LINELEN = 5; private static final long UNIXEPOCH = L; public static void main(string[] args) { try { byte[] buffer = new byte[linelen]; DatagramSocket sock = new DatagramSocket(); DatagramPacket dp = new DatagramPacket( QUERY.getBytes(), 0, QUERY.length(), InetAddress.getByName(args[0]), PORT_TIME);

5 5 Klient usługi TIME (UDP) sock.send(dp); dp = new DatagramPacket(buffer, LINELEN); sock.receive(dp); long time = 0; int i; for (i=0; i<4; i++){ time *= 256; time += (buffer[i] & 255); time -= UNIXEPOCH; time *= 1000; Date d = new Date(time); System.out.println(d); sock.close(); catch (Exception e) { e.printstacktrace();

6 Usługa NTP / SNTP Usługa NTP (Network Time Protocol) jest współcześnie wykorzystywana do synchronizacji czasu. NTP wykorzystuje protokół UDP oraz port 127. W praktyce, jeśli duża dokładność synchronizacji nie jest wymagana, używa się uproszczonej wersji protokołu: SNTP [RFC 2030]. Przykladowy pakiet wysyłany przez klienta: d9: 11 zegar niezsychronizowany 011 wersja protokołu NTP (3) 001 tryb aktywny symetryczny (1). Tryb klienta: 3 00: wartwa (stratum) komputera klienckiego: nieustalona 0a: odstęp między kolejnymi wiadomościami: 2^10 sekund. fa: dokładność zegara: 2^(-6) sekundy : opóźnienie względem źródła czasu: 0.0 (liczba zmiennoprzecinkowa ze znakiem - kropka pomiędzy bitem 15 i 16) : błąd względem źródła czasu 1.01 s. 6

7 7 Usługa NTP/SNTP : identyfikator zegara referencyjnego brak : czas ostatniej aktualizacji lokalnego zegara : czas w którym żądanie zostało wysłane : czas dotarcia żądania do serwera cc a8 03 c9 aa f: przesyłany czas liczba sekund od , kropka pomiędzy bitem 31 i 32: przykładowa odpowiedź serwera: 1a 01 0a e cc a8 04 2b 12 b4 49 7b cc a8 03 c9 aa f: czas otrzymany od klienta (T1) cc a d fa: czas dotarcia żądania do serwera (T2) cc a d d7: aktualny czas (T3)

8 8 Usługa NTP/SNTP Po odebraniu odpowiedzi od serwera, klient ustala aktualny czas w oparciu o: - czas wysłania żądania T1 (wg lokalnego zegara), - czas odebrania odpowiedzi przez serwer T2 (wg zegara serwera), - czas otrzymany z serwera T3 (wg zegara serwera) - czas otrzymania odpowiedzi T4 (wg lokalnego zegara) Różnicę czasów klient oblicza ze wzoru: T = ((T2 T1) + (T3 T4)) / 2. Opóźnienie wyraża się zależnością: D = (T4 T1) (T3 T2).

9 9 Usługa ECHO Usługa ECHO [RFC 347] odsyła klientowi wszystkie otrzymywane od niego dane. Interakcja trwa dopóki klient nie zakończy transmisji. Usługa ECHO jest wykorzystywana głównie do celów diagnostycznych, podobnie jak komenda ping. W przeciwieństwie do niej korzysta z protokołu TCP lub UDP. Do komunikacji wykorzystuje port 7.

10 Klient usługi ECHO (TCP) int main(int argc, char **argv){ int s, i, n1, n2; char buf[linelen+1]; if ((s = connectsock(argv[1], echo, tcp ))<0) return 0; for(i=2; i<argc; i++){ n1 = write(s, argv[i], strlen(argv[i])); while (n1>0 && (n2=read(s, buf, LINELEN))>0){ buf[n2] = '\0'; n1 -= n2; fputs(buf, stdout); fputs( \n, stdout); if (shutdown(s, SHUT_RDWR)<0) return 0; return 1; 10

11 Klient usługi ECHO (UDP) int main(int argc, char **argv){ int s, i, n; char buf[linelen+1]; if ((s = connectsock(argv[1], echo, udp ))<0) return 0; for(i=2; i<argc; i++){ write(s, argv[i], strlen(argv[i])); if ((n=read(s, buf, LINELEN))>0){ buf[n] = '\0'; fputs(buf, stdout); fputs( \n, stdout); if (shutdown(s, SHUT_RDWR)<0) return 0; return 1; 11

12 12 Klient usługi ECHO (TCP) import java.io.inputstream; import java.io.outputstream; import java.net.socket; public class EchoTCPClient { private static final int PORT_ECHO = 7; private static final int LINELEN = 100; public static void main(string[] args) { byte[] buffer = new byte[linelen]; if (args.length<2){ System.out.println("wywolanie java EchoTCPClient serwer argument1 argument2..."); return;

13 13 Klient usługi ECHO (TCP) try { Socket sock = new Socket(args[0], PORT_ECHO); OutputStream os = sock.getoutputstream(); InputStream in = sock.getinputstream(); int i, k, j; for (i=1; i<args.length; i++){ os.write(args[i].getbytes()); for(j=0; j<args[i].length(); j+=k){ k = in.read(buffer); System.out.print(new String(buffer, 0, k)); System.out.println(); sock.close(); catch (Exception e) { e.printstacktrace();

14 Klient usługi ECHO (UDP) public class EchoUDPClient { private static final int PORT_ECHO = 7; private static final int LINELEN = 100; public static void main(string[] args) { try { byte[] buffer = new byte[linelen]; DatagramSocket sock = new DatagramSocket(); DatagramPacket dp; for (int i=1; i<args.length; i++){ dp = new DatagramPacket(args[i].getBytes(), 0, args[i].length(), InetAddress.getByName(args[0]), PORT_ECHO); sock.send(dp); dp = new DatagramPacket(buffer, LINELEN); sock.receive(dp); System.out.println(new String(dp.getData(), 0, dp.getlength())); sock.close(); catch (Exception e) { e.printstacktrace(); 14

15 15 Poczta elektroniczna 1. Wysyłanie wiadomości protokół SMTP (Simple Mail Transfer Protocol). 2. Odbiór wiadomości propokół POP (Post Office Protocol) lub IMAP (Internet Mail Access Protocol). nadawca serwer SMTP Serwer SMTP oraz POP lub IMAP adresat

16 Protokół SMTP Protokół SMTP [RFC 2821, 821, 2554] jest wykorzystywany do wysyłania wiadomości . Port 25. Przykładowe połączenie: [serwer] 220 theta.uoks.uj.edu.pl ESMTP Sendmail /8.13.1; Mon, 11 Oct :19: (CEST) [klient] EHLO [ ]<CRLF> [serwer] 250-theta.uoks.uj.edu.pl Hello rhamnus.if.uj.edu.pl [ ], pleased to meet you 250-ENHANCEDSTATUSCODES AUTH LOGIN PLAIN HELP [klient] AUTH PLAIN <BASE64(login<0x00>hasło)><CRLF> 16

17 Kodowanie Base64 Alfabet Base64 [RFC 1521] 0 A 8 I 16 Q 24 Y 32 g 40 o 48 w B 9 J 17 R 25 Z 33 h 41 p 49 x C 10 K 18 S 26 a 34 i 42 q 50 y D 11 L 19 T 27 b 35 j 43 r 51 z E 12 M 20 U 28 c 36 k 44 s F 13 N 21 V 29 d 37 l 45 t G 14 O 22 W 30 e 38 m 46 u H 15 P 23 X 31 f 39 n 47 v / (pad) = kodowanie: ala ma kota a (0x61) l (0x6C) a (0x61) (0x20) m (0x6D) a (0x61) (0x20) k (0x6B) o (0x6F) t (0x74) a (0x61) wynik: YWxhIG1hIGtvdGE= 17

18 18 Protokół SMTP [serwer] OK Authenticated [klient] MAIL [serwer] Sender ok [klient] RCPT [serwer] Recipient ok [klient] DATA<CRLF> [serwer] 354 Enter mail, end with "." on a line by itself

19 Protokół SMTP [klient] Date: Mon, 11 Oct :19: <CRLF> User-Agent: cokolwiek<crlf> X-Accept-Language: en-us, en<crlf> MIME-Version: 1.0<CRLF> From: ktokolwiek To: Subject: jakis temat<crlf> Content-Type: text/plain; charset=us-ascii<crlf> Content-Transfer-Encoding: 7bit<CRLF><CRLF> tekst testowego maila<crlf>.<crlf> [serwer] Message accepted for delivery [klient] QUIT<CRLF> [serwer] theta.uoks.uj.edu.pl closing connection [serwer] Zakończenie połączenia. 19

20 Protokół POP Protokół POP [RFC 1939] jest używany do odbierania wiadomości znajdujących sie na serwerze. Port 110. Przykładowe połączenie: [serwer] +OK [klient] USER użytkownik<crlf> [serwer] +OK<CRLF> [klient] PASS hasło<crlf> [serwer] +OK<CRLF> [klient] STAT<CRLF> [serwer] 2 540<CRLF> //ilość wiadomości i ich rozmiar w oktetach 20

21 Protokół POP [klient] LIST<CRLF> [serwer] +OK<CRLF>1 120<CRLF>2 420<CRLF> [klient] LIST 3<CRLF> [serwer] +ERR ewentualnie powód błędu<crlf> [klient] RETR 1<CRLF> [serwer] +OK<CRLF> <wiadomość ><crlf> [klient] DELE 1<CRLF> [serwer] +OK<CRLF> [klient] QUIT<CRLF> [serwer] +OK<CRLF> [serwer] Zakończenie połączenia 21

22 22 Protokół POP Inne komendy: RSET odznacza wszystkie wiadomości przeznaczone do skasowania, NOOP podtrzymuje połączenie, Komendy opcjonalne: TOP msg n zwraca nagłówek oraz n początkowych lini wiadomości msg, UIDL msg zwraca unikalny identyfikator wiadomości, APOP login kod inny sposób autoryzacji. Pierwszy argument stanowi nazwę użytkownika, drugi to kod MD5 z połączenia <processid.clock@hostname> oraz ustalonego wcześniej wyrażenia znanego klientowi i serwerowi.

23 Kod MD5 MD5 (Message Digest Algorithm) [RFC 1321] oblicza 128 bitowy kod dla zbioru danych. Kod ten może być traktowany jak cyfrowy podpis (fingerprint) danych. Na podstawie kodu praktycznie nie można odtworzyć oryginalnych danych ponieważ wygenerowanie informacji posiadającej określony kod MD5 wymaga w praktyce operacji. Opis algorytmu: dane wejściowe: m[0] m[1] m[2]... m[b-2] m[b-1] b bitów 1. Uzupełnianie danych. Dopisujemy na końcu bity tak aby długość danych modulo 512 była równa 448. Uzupełnienie wykonujemy także wtedy, gdy dane wejściowe mają już taką długość. 23

24 Kod MD5 2. Podział na 32 bitowe słowa. Dopisujemy początkowy rozmiar danych (b) zapisany w dwóch 32-bitowych słowach, mniej znaczące słowo najpierw (1TB = 2 43 bitów). Niech M[0] M[1]... M[N-1] oznaczają kolejne 32 bitowe słowa otrzymanych danych. N jest wielokrotnością Inicjalizacja obliczeń. Niech: A = B = 89 ab cd ef C = fe dc ba 98 D = F(X,Y,Z) = X and Y or not(x) and Z G(X,Y,Z) = X and Z or Y and not(z) H(X,Y,Z) = X xor Y xor Z I(X,Y,Z) = Y xor (X v not(z)) T[i] = abs( sin(i) ) // 0 < i < 65; 24

25 Kod MD5 4. Obliczenia. For i = 0 to N/16-1 do For j = 0 to 15 do Set X[j] to M[i*16+j]. end /* pętla po j */ AA = A; BB = B; CC = C; DD = D /* Część 1. */ /* Niech [abcd k s i] oznacza operację a = b + ((a + F(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). Wykonaj:*/ [ABCD 0 7 1] [DABC ] [CDAB ] [BCDA ] [ABCD 4 7 5] [DABC ] [CDAB ] [BCDA ] [ABCD 8 7 9] [DABC ] [CDAB ] [BCDA ] [ABCD ] [DABC ] [CDAB ] [BCDA ] /* Część 2. */... /* Część 3. */... /* Część 4. */ A = A + AA; B = B + BB; C = C + CC; D = D + DD end /* pętla po i */ 25

26 26 Kod MD5 4. Wynik. Kodem MD5 jest wyrażenie A B C D zapisane w kolejności od najmniej znaczącego bitu A do najbardziej znaczącego bitu D. W systemie linux istnieje komenda md5 wyliczająca kod dla podanego pliku.

27 Protokół IMAP Protokół IMAP [RFC 2060] jest używany do przeglądania wiadomości przechowywanych na serwerze. Port 143. Przykładowe połączenie: [serwer] * OK IMAP4rev1<CRLF> [klient] 1 capability [serwer] * CAPABILITY IMAP4REV1 AUTH=LOGIN<CRLF> 1 OK CAPABILITY completed<crlf> [klient] 2 authenticate login<crlf> [serwer] + VXNlciBOYW1lAA==<CRLF> [klient] <Base64(użytkownik)><CRLF> [serwer] UGFzc3dvcmQA<CRLF> // Base64(User Name) // Base64(Password) [klient] <Base64(hasło)><CRLF> 27

28 [serwer] * 1 FETCH (UID 1082 FLAGS (\Seen))<CRLF> * 2 FETCH (UID 1210 FLAGS (\Answered \Seen))<CRLF> 4 OK FETCH completed.<crlf> 28 Protokół IMAP [serwer] * OK [ALERT] Account expires in 14 day(s)<crlf> inna autoryzacja: 2 login użytkownik hasło <CRLF> [klient] 3 select INBOX <CRLF> [serwer] * FLAGS (\Draft \Answered \Flagged \Deleted \Seen \Recent) * 2 EXISTS * 0 RECENT * OK [UIDVALIDITY ] Ok 3 OK [READ-WRITE] Ok<CRLF> [klient] 4 UID FETCH 1:* (FLAGS)<CRLF>

29 Protokół IMAP [klient] 5 UID FETCH 1210 (UID RFC822.SIZE BODY[])<CRLF> [serwer] * 283 FETCH (UID 1583 RFC822.SIZE 1180 BODY[] {1180<CRLF> [serwer] <wiadomość ><crlf> * 283 FETCH (FLAGS (\Seen \Recent))<CRLF> 5 OK FETCH completed.<crlf> [klient] 6 LOGOUT<CRLF> [serwer] * BYE<CRLF> 6 OK logout completed.<crlf> [serwer] Zakończenie połączenia. 29

30 30 Protokół IMAP Wiadomości na serwerze IMAP są grupowane w katalogach, podobnie jak pliki na dysku. Większość komend protokołu IMAP umożliwia poruszanie sie i wykonywanie odpowiednich operacji na tej strukturze: CREATE, DELETE, RENAME operacje na katalogach (folderach), STORE, COPY, EXPUNGE operacje na wiadomościach. X... - komendy rozszerzające funkcje protokołu IMAP. Odpowiedzi serwera: OK operacja wykonana pomyślnie, NO wystąpił problem, BAD niewłaściwa komenda.

31 Popularne serwery pocztowe SMTP (Mail Transfer Agent): Sendmail ( Qmail ( Postfix ( POP, IMAP courier-imap ( Zarządzanie domenami wirtualnymi vpopmail ( mysql ( 31

32 32 Polecenie Telnet Protokół Telnet [RFC 854] jest/był wykorzystywany głównie pracy terminalowej poprzez port 23. Za pomocą programu klienta usługi Telnet można się także połączyć z dowolnym innym portem na serwerze, np. telnet theta.uoks.uj.edu.pl 25 Komendy wpisywane ze standardowego wejścia (klawiatury) są wysyłane bezpośrednio do wskazanej usługi (SMTP) na serwerze zdalnym. Odpowiedzi są kierowane na standardowe wyjście (ekran).

33 33 Podsumowanie 1. Programowanie z wykorzystaniem gniazd - kontynuacja gniazda w Javie, transmisja TCP i UDP, protokół NTP / SNTP. 2. Przegląd popularnych aplikacji TCP/IP poczta elektroniczna rozsyłanie wiadomości protokół SMTP, odbieranie wiadomości z serwera protokół POP, czytanie wiadomości składowanych na serwerze protokół IMAP.

34 Dodatek: Kod MD5 /* Część 2. */ /* Niech [abcd k s i] oznacza operację a = b + ((a + G(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */ [ABCD ] [DABC ] [CDAB ] [BCDA ] [ABCD ] [DABC ] [CDAB ] [BCDA ] [ABCD ] [DABC ] [CDAB ] [BCDA ] [ABCD ] [DABC ] [CDAB ] [BCDA ] /* Część 3. */ /* Niech [abcd k s i] oznacza operację a = b + ((a + H(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */ [ABCD ] [DABC ] [CDAB ] [BCDA ] [ABCD ] [DABC ] [CDAB ] [BCDA ] [ABCD ] [DABC ] [CDAB ] [BCDA ] [ABCD ] [DABC ] [CDAB ] [BCDA ] /* Część 4. */ /* Niech [abcd k s i] oznacza operację a = b + ((a + I(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */ [ABCD ] [DABC ] [CDAB ] [BCDA ] [ABCD ] [DABC ] [CDAB ] [BCDA ] [ABCD ] [DABC ] [CDAB ] [BCDA ] [ABCD ] [DABC ] [CDAB ] [BCDA ]