Datakom høsten Datakommunikasjon høsten 2002 Mandag 18. november Repitisjon

Datakom høsten Internet Mail zUser agent, dvs Outlook, Eudora, Pegasus osv zMail transfer Agent, dvs Microsoft Exchange, Sendmail zSMTP - Simple Mail Transfer Protocol yTCP/IP yKun sending av tekst zMIME - Multi-purpose Internet Mail Extension ySending av bilder, video osv zPOP 3 - Post Office Protocol ver 3 zIMAP - Internet Message Access Protocol zMX-records (Mail Exchange records) Del an DNS (Domain Name System)

Datakom høsten SMTP Mail Flyt

Datakom høsten User Agent (mail program) zLese og sende mail zOpsjoner: yVideresending til andre ySvarsfunksjon yFiltrering av innkommende mail til ulike mail bokser ySignatur fil yAdresslister, aliases

Datakom høsten Mail Transfer Agent (MTA) zAnsvarlig for å sende mailen gjennom nettet zBaseres på SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) zSMTP er en enkel ASCII protokoll zBenytter TCP og port 25 for å opprette en forbindelse mellom to MTA-er

Datakom høsten Sammensetning av en mail zEnvelopes yBrukes av Message Transfer Agent zHeaders yBrukes av User Agent zBody yInnholdet i mailen (tekst og vedlegg)

Datakom høsten Envelopes - eksempel Received: from sara.halden.scandpower.no ([ ]) by Received: from sara.halden.scandpower.no ([ ]) by janis.halden.scandpower.no with SMTP (Microsoft Exchange Internet Mail Service Version ) id RCM02KCM; Mon, 20 Aug :41: Received: from fw.scandpower.no (mail.hrp.no [ ]) by sara.halden.scandpower.no (8.9.3/8.9.3) with SMTP id MAA12382 for ; Mon, 20 Aug :43: Received: from mail.hrp.no ([ ]) by fw.scandpower.no via smtpd (for sara.halden.scandpower.com [ ]) with SMTP; 20 Aug :44:06 UT Received: from pcthorbjornb (pc-thorbjornb.hrp.no [ ]) by mail.hrp.no (8.10.1/8.9.0) with SMTP id f7KAlXK14155; Mon, 20 Aug :47: (METDST)

Datakom høsten Header - eksempel zMessage-ID: zFrom: Per Hansen zTo: zSubject: security

Datakom høsten SMTP-kommandoer (RFC 821) zHELO zMAIL FROM: zRCPT TO: zDATA z. zQUIT

Datakom høsten MX-records zBrukes for å fortelle omverdenen om hvem som er mail server zDel av DNS (Domain Name System) zMX-recorden for en domene forteller i prioritert rekkefølge hvor mailen skal sendes

Datakom høsten MX-record eksempel zMX-record for scandpower.no 1. prioritet: bill.halden.scandpower.no 2. prioritet: mail.globalone.no  Mail leveres til mail.globalone.no hvis mailserver bill er nede eller forbindelsen til Internett er nede

Datakom høsten POP 3 zPost Office Protocol number 3 zProtokoll for å hente mail fra mail server til en mail klient (f.eks Outlook eller Eudora) zBruker TCP og port 110 zBaserer seg på enkle ASCII kommandoer USER username PASS password STAT [gir antall uleste meldinger] LIST (n) gir størrelse på melding n] RETR n [hent melding nr n] DELE n [slett melding nr n] QUIT

Datakom høsten Internet Message Access Protocol - IMAP zMail klient zTilsvarende som POP3, men all behandling av mail foregår på mailserveren zPOP3 henter mailen ned til User Agent

Datakom høsten MIME – Multipurpose Internet Mail Extension zUtvidelse av SMTP for å kunne overføre filer som ikke er 7-bit ASCII zMIME informasjon i mail: yMIME-Version yContent-Type yContent-Transfer-Encoding y(Content-Description) y(Content-ID)

Datakom høsten MIME – Content Type zText zImage zAudio zApplication (Word, Postscript, ) zMultipart (Mixed, alternative)

Datakom høsten MIME – Content-transfer encoding zForteller hvordan innholdet av mailen er kodet z Fem forskjellige kode formater er definert y7 bits ASCII yQuoted Printable ybase64 y8 bits som inneholder linjer ybinær koding, 8 bit data uten linjer

Datakom høsten Quoted Printable z7 bit ASCII med alle karakterer 127 kodes som likhetstegn + verdien av tegnet som to hexadecimale tegn zeks. bokstaven ”å” kodes som =E5 zKarakteresettet ISO-8859 gir å=229 desimalt 229= z1110=E z1110=5 z”å” kodes som =E5

Datakom høsten Base 64 Encoding

Datakom høsten Base 64 encoding zTre bytes med data kodes som fire 6 bits karakterer zOrginale data: Hi! H i ! (24 bit) S G k h zDatamengden øker med 25%

Datakom høsten MIME - eksempel zMIME-Version: 1.0 zX-Mailer: Internet Mail Service ( ) zContent-Type: text/plain; zcharset="iso " zContent-Transfer-Encoding: quoted-printable

Datakom høsten MIME eks. Word fil som vedlegg MIME-Version: 1.0 Content-Type: multipart/mixed; Content-Type: text/plain; charset="iso " Content-Type: application/msword; Content-Transfer-Encoding: base64

Datakom høsten Kommunikasjonslagene (referert til OSI) ApplicationPresentationSession Ethernet IP ARP ICMP TCPUDP NetworkTransportData LinkPhysicalApplicationTransportNetworkData Link PPP FTPHTTP DNS OSI Internet-TCP/IP SMTP

Datakom høsten Ethernet Header Ethernet Checksum Data Innkapsling IP Header Data TCP Header Data ‘Protocoll type’ identifiserer neste protokoll som IP (=0800) ‘Protocol’ definerer neste protokoll som TCP (=6) ‘Destination port’ definerer applikasjon, f.eks. HTTP (=80)

Datakom høsten TCP & UDP zTransmission Control Protocol yForbindelsesorientert yRFC 793 zUser Datagram Protocol (UDP) yForbindelsesløs (datagram tjeneste) yRFC 768

Datakom høsten Eks. på brukere av TCP zTelnet yport 23 zFTP (File Transfer Program) yport 20 og 21 zSMTP (Simple Mail Transfer Program) yport 25 zDNS (Domain Name System) yport 53 zHTTP (WEB-trafikk) yport 80

Datakom høsten Eks. på brukere av UDP zTFTP (Trivial File Transfer Protocol) yport 69 zDHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) yport 67 og 68 zNTP (Network Time Protocol) yport 123 zDNS (Domain Name Sytem) yport 53

Datakom høsten Sockets begrepet zSending socket yAvsender IP-adresse + port nummer zReceiving socket yMottaker IP-adresse + port nummer zBenyttes ifm API-er yAPI-Application Program Interface

Datakom høsten TCP zTCP overfører data mellom en klient og en tjener (client/server) zData overføres i segmenter zBrukerene av TCP leverer data som en strøm av data (stream oriented) zTCP sørger for feilretting og at data leveres videre til brukeren av TCP i korrekt rekkefølge zForbindelsesorientert yOppkoblingsfase yDataoverføringsfase yNedkoblingsfase

Datakom høsten TCP pakke

Datakom høsten Oppgaver til TCP zAdressering yhost, port •Kalles en socket i TCP •Port representerer en bruker av TCP, dvs en applikasjon zMultipleksing, en TCP prosess må kunne håndtere flere applikasjoner zFlytkontroll yMottaker ikke kan motta data så raskt som avsender sender zFeilkontroll zOpp og nedkobling

Datakom høsten Credit Scheme zVindusstørrelse og ACK er ikke lenger koblet sammen yKan gi ACK uten å gi kreditt og vice versa zHver oktett har et sekvensnummer zHvert transport segment har sekvens nummer, ack nummer og vindusstørrelse i header

Datakom høsten TCP oppkobling Maskin A Maskin B TID SYN (SYNchronize sequence numbers) SYN, ACK ACK Kalles for: Three-way handshake

Datakom høsten TCP sekvens nummer Maskin A Maskin B TID SYN=1, Sequence=X SYN=1, ACK=1, Sequence=Y, Ack no=X+1 ACK=1, Ack no=Y+1

Datakom høsten Netstat –s (gir protokollstatistikk) TCP Statistics Active Opens = 696 Passive Opens = 39 Failed Connection Attempts = 46 Reset Connections = 363 Current Connections = 3 Segments Received = Segments Sent = Segments Retransmitted = 285

Datakom høsten TCP - Transmission Control Protocol Source Port TCP Header Destination Port Sequence Number Acknowledge Number Header Length Reserved URGURG ACKACK PSHPSH RSTRST SYNSYN FINFIN Window Size TCP ChecksumUrgent Pointer Options RFC793

Datakom høsten URG (Urgent mode) flagg zUrgent mode yGir mulighet for den ene part å fortelle at ”urgent data” er sent innimellom den normale datastrømmen zUrgent mode aktiveres ved å yURG bit settes = 1 y16 bir urgent pointer settes til et positivt offset yUrgent data befinner er da i de oktettene som angis av sequence number + urgent pointer offset zBenyttes av telnet, rlogin og FTP.

Datakom høsten ACK – Acknowledge number zBenyttes til å si at dette er kvittering for mottatte data

Datakom høsten PSH (PUSH) flagg zAvsender side: yBrukeren av TCP setter PUSH flagget for at TCP skal sende data som er mottatt med en gang, dvs ikke vente til at bufferet f.eks. er fullt. zMottaker side: yTCP skal sende de mottatte data umiddelbart til brukeren av TCP zEksempel på bruk er telnet

Datakom høsten RST (RESET) flagg zRESET flagg benyttes til å yresette en forbindelse yavbryte en forbindelse zOppsett til en ikke eksisterende port yTCP sender RESET yUDP sender ICMP port unreachable zEksempel telnet til en ikke eksisterende port

Datakom høsten SYN (SYNCHRONIZE) flagg zSynkronisering av sekvens nummer ifm initiering av en forbindelse zAvsender sender et SYN segment som inneholder ”initial sequence number” zMottaker returnerer et syn segment som også inneholder ”initial sequence number”

Datakom høsten FIN flagg zIndikerer at forbindelsen skal kobles ned, dvs det skal ikke overføres flere data zTCP avslutter forbindelsen zTCP foretar en såkalt ”half close” når en forbindelse kobles ned zDette betyr at selv om den ene siden har sendt FIN kan fortsatt den andre siden sende data

Datakom høsten TCP Mekanismer (1) zOppsett yThree way handshake yMellom to porter (source og destination port) zData transfer yLogisk strøm av oktetter yOktettene er nummerert modulo 2 23 yFlyt kontroll basert på kreditt av nummer av oktetter yData buffres hos avsender og mottaker

Datakom høsten TCP Mekanismer (2) zNedkobling yGraceful close yTCP bruker sender CLOSE primitive yTransport entity setter FIN flagg på siste segment som sendes yABORT primitive xAll sending og mottak av data opphører xRST sendes

Datakom høsten TCP - Sekvens opp- /nedkobling RFC793 SYN SYN, ACK ACK FIN ACK SYN, detaljer FIN ACK detaljer Sekvens detaljer - Data - FIN

Datakom høsten TCP half close - nedkobling FIN ACK FIN DATA Applikasjon avslutter Applikasjon sender data Applikasjon leser data A B

Datakom høsten UDP zUser datagram protocol zRFC 768 zForbindelsesløs tjeneste yDet settes ikke opp noen forbindelse mellom avsender og mottaker som med TCP yUpålitelig yGaranterer ikke at data kommer frem zLite overhead

Datakom høsten UDP og fragmentering zEt UDP datagram resulterer hos avsender i et IP datagram zEt IP datagram kan imidlertid bli fragmentert dersom MTU (Maximum Transfer Unit) er mindre enn størrelsen på IP datagrammet zDette settes i sammen hos mottakeren, men hvis det er feil forkastes alle fragmenter zIP ber ikke om retransmisjon, og heller ikke UDP zTjenesten som benytter UDP må derfor ta ansvar for all retransmisjon

Datakom høsten UDP - User Datagram Protocol UDP Header Source PortDestination Port RFC768 Eksempel UDP length UDP length = lengden av hele datagrammet UDP checksum UDP checksum = sjekksum av hele datagrammet

Datakom høsten IP – Internet Protocol

Datakom høsten IP Header VersionIHLType of ServiceTotal length Source Address Destination Address Options Version -Hvilken verson av IP som benyttes, her vil det stå 4, siden dette er en IPv4 header IHL -Internetwork Header Length - headerens lengde i 32-bits ord (er 5 for header uten opsjoner) Type of Service -Precedence (3 bit), Delay (low/normal), Throughput (normal/high), Reliability (normal/high), Cost (normal/maximize) Total Length -Totalt antall oktetter (IP-header + data) Identification 0 DFDF MFMF Fragment Offset Identification -Benyttes for å identifisere sammenhørende fragmenter (når opprinnelig IP-pakke var for stor for link-laget). DF -Don’t Fragment - settes hvis det ikke ønskes at pakker skal fragmenteres.0 - Null - Alltid satt til 0MF - More-flag;1 hvis flere fragmenter, 0 hvis siste fragment (eller hvis ikke fragmentert). Fragment Offset -Offset i antall 64-bits ord; plassering av dette fragmentet i opprinnelig pakke (= 0 for første fragment eller hvis ikke fragmentert) Time to LiveProtocolHeader Checksum Time To Live -Maxverdi for søkets levetid. Angis i sekunder, men blir i praksis antall ruterhopp; telles ned i hver ruter det passerer inntil det når 0, da sendes det ikke videre. Protocol -Angir det overliggende lags protokoll, f.eks. TCP. RFC791 Eksempel

Datakom høsten IP Addresses 0 network host 10 network host 110 networkhost 1110 multicast address A B C D class to to to to bits “class-full” addressing:

Datakom høsten IP-adresser zSpesielle adresser yBroadcast - en til alle Lokaladresse har alle bit satt til 1 yLoopback (tilgang til tjenester på egen maskin) yAlle bit 0; ukjent IP-adresse (eller default rute) zMåter å adressere yUnicast - en til en yBroadcast - en til alle yMulticast - en til mange

Datakom høsten Subnett zKlasseinndelingen er lite fleksibel, og gir mange ubrukte adresser zBedre utnyttelse av adresseområdet oppnås ved bruk av subnettmasker. zEn subnettmaske angir hvor stor del av adressen som er nettprefikset (nett+subnett) og dermed også hvor stor del lokaladressen er RFC950

Datakom høsten Subnett, eksempel RFC NettLokal Opprinnelig klasse B (1 nett med lokaladresser) Nå: 64 subnett, hvert med 1022 lokaladresser 01 NettSubnettLokal Subnettmaske: eller /22

Datakom høsten Subnett zVariabel Length Subnet Mask yMan kan ha subnett av forskjellig størrelse yMer effektiv utnyttelse av organisasjonens adresseområde. zMåter å angi subnettmasker: y , subnettmaske y /24 y/24 betyr at 24 bit benytttes til å angi nettadressen yTotalt tilgjengelig 32 bit y32 – 24 = 8 bit til host adresser RFC950

Datakom høsten IP addressing: CIDR zclassful addressing: yinefficient use of address space, address space exhaustion ye.g., class B net allocated enough addresses for 65K hosts, even if only 2K hosts in that network zCIDR: Classless InterDomain Routing ynetwork portion of address of arbitrary length yaddress format: a.b.c.d/x, where x is # bits in network portion of address network part host part /23

Datakom høsten IP addresses: how to get one? Hosts (host portion): zhard-coded by system admin in a file zDHCP: Dynamic Host Configuration Protocol: dynamically get address: “plug-and-play” yhost broadcasts “DHCP discover” msg yDHCP server responds with “DHCP offer” msg yhost requests IP address: “DHCP request” msg yDHCP server sends address: “DHCP ack” msg

Datakom høsten IP addresses: how to get one? Network (network portion): zget allocated portion of ISP’s address space: ISP's block /20 Organization /23 Organization /23 Organization /23... ….. …. …. Organization /23

Datakom høsten Adresseoversetting zBedre kjent som NAT (Network Address Translator) zIP-adresser innenfor et nettverk yikke er gyldige for bruk utenfra yskal skjules for utenverdenen zEn organisasjon har færre eksterne adresser enn størrelsen på det interne nettverket tilsier  Noen adresseområder er reservert til privat bruk y y y  Disse adressene kan fritt benyttes bak en brannmur uten å komme i konflikt med andre sine IP-adresser på Internett. RFC2663

Datakom høsten ICMP - Internet Control Message Protocol zBrukes for feilmeldinger, rutinginformasjon og test zBenytter IP for å sende pakker (på samme måte som TCP og UDP), men er samtidig en nødvendig del av IP zEksempler: yICMP redirectICMP redirect yICMP echoICMP echo yICMP time exceededICMP time exceeded RFC792

Datakom høsten ICMP message types Type FieldMessage Type 0Echo Reply (Svar på Ping) 3Destination Unreachable 4Source Quench (Flyt kontroll) 5Redirect 8 Echo Request (Ping) 11Time Exceeded for a Datagram (Traceoute) 12Parameter Problem on a Datagram 13Timestamp Request 14Timestamp Reply 15Information Request 16Information Reply 17Address Mask Request 18Address Mask Reply

Datakom høsten ICMP eksempel PC Internett Ruter Fefault GW = WEB-server ICMP redirect Intranett

Datakom høsten ARP - Address Resolution Protocol zFinne fysisk adresse fra IP-adresse zBenyttes i lokale nett zARP request sendes som broadcast zSvar på denne lagres (og kan benyttes senere) zEn host kan svare på vegne av en annen (proxy ARP) zEksempler yARP request, ARP replyARP requestARP reply RFC826

Datakom høsten IP Addressing Interconnected system consisting of six networks

Datakom høsten Getting a datagram from source to dest A B E Dest. Net. next router Nhops Starting at A, dest. E: zlook up network address of E zE on different network yA, E not directly attached zrouting table: next hop router to E is zlink layer sends datagram to router inside link- layer frame zdatagram arrives at zcontinued….. misc fields data

Datakom høsten Getting a datagram from source to dest A B E Arriving at , destined for zlook up network address of E zE on same network as router’s interface yrouter, E directly attached zlink layer sends datagram to inside link-layer frame via interface zdatagram arrives at !!! (hooray!) misc fields data network router Nhops interface Dest. next