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

Serviços

Arquitectura Cliente-Servidor

DNS

DHCP

TELNET

FTP

HTTP (WWW)

E-Mail

SNMP

Modelo cliente - servidor

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.

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)

Sintaxe dos nomes de domínio

Exemplo dum nome

www.dcc.fc.up.pt.

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

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

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

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

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.

Exemplo – hierarquia I

Exemplo – hierarquia II

Exemplo – hierarquia III

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

Remote Name Servers DB Cache DB Cache Cache

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

Resolução de nomes

Resolução de nomes de forma abreviada (método não

recursivo): Query:dcc.fc.up.pt Name Resolver Name Server “.” Name Server pt Name Server up.pt Name Server fc.up.pt pt com es up ul fc fe Name server dept

Name server deup.pt

Name server defc.up.pt

Endereço IP de dcc.fc.up.pt ua 1 6 7 8 9 10 11 12 . 5 4 Local Name Server 2 3

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

Resolução de nomes

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

Formato das tabelas de nomes

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

Internet tem o código IN).

Tipo - identifica o tipo de resource record

(mnemónica ou número).

Informação - descreve o record e depende

do campo Tipo.

Nome (comprimento varável)

Tipo (16 bits) Classe (16 bits)

TTL (32 bits)

Formato das tabelas de nomes

Alguns campos Tipo

Número Código Descrição 1 2 A 5 6 10 11 12 13 14 15 NS CNAME MX SOA NULL HINFO WKS PTR MINFO 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

Formato das tabelas de nomes

Alguns campos de informação

Data Type A NS CNAME MX NULL HINFO WKS PTR MINFO

Address: A network address

MSDNAME: The domain name of host

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 EMAILBOX: A mailbox for error messages

PREFERENCE: Specifies the precedence for delivery

EXCHANGE: The domain name of the host that acts as a mail exchange CNAME: An alias for the machine

Anything can be placed in the data field Address: A network address

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

Formato das mensagens DNS

Cabeçalho

Question Section

Answer Section

Authority Section

Formato do cabeçalho

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

Identificação

Number of Questions Number of Answers Number of Authority

0 15

OP QueryType AA MT RD RA Reserved ResponseType

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 classe e do tipo da query e da resposta.

Query Domain Name

Query Type (16 bits)

Query Class (16 bits)

Resource Domain Name

Type (16 bits)

Class (16 bits)

TTL (16 bits)

Resource Data Length (16 bits)

Resource Data QUESTION

Dynamic Host Configuration

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

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

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

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

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,

Formato do pacote

(16 bytes) Server host name

(64 bytes) Boot file name

(128 bytes) Options (312 bytes)

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

0.0.0.0; Server IP address – Preenchido pelo Servidor.

Your IP address – Preenchido pelo Servidor se o campo anterior era

0.0.0.0; 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

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

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, 855

-(Telecommunications network) para implementar um serviço de login remoto

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

HTTP

Cliente

(browser)

Servidor

Web

Protocolo

HTTP

(TCP porto 80)

E-mail

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

Protocolos de acesso a

Mailboxes

de E-mail 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

Simple Network Managment

Protocol

(SNMP)

Necessidade de gestão de redes TCP/IP automatizada

WAN WAN WAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN