Informatique et gestion Sujet n 3

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1 Informatique et gestion Sujet n 3 PROTOCOLE DHCP Ce sujet présente une description partielle et simplifiée du protocole DHCP. Pour une description complète, se reporter aux RFCs 2131, 2132 et Le protocole DHCP est utilisé pour la configuration automatique de l environnement IP des hôtes d un réseau. On s intéresse ici successivement à trois points de vue sur ce protocole : Le point de vue de l administrateur d un réseau. Le point de vue du développeur d un client DHCP. Le point de vue du développeur d un serveur DHCP. A. Le point de vue de l administrateur L administrateur d un réseau Ethernet important, composé de nombreux segments IP souhaite construire une base de données qui lui permettrait de mémoriser l ensemble des informations concernant les segments IP, les routeurs et les serveurs DHCP du réseau (un segment IP correspond à un réseau local Ethernet). Un serveur DHCP (ci-après appelé serveur) délivre à un client DHCP (ci-après appelé client) tous les paramètres nécessaires à sa configuration IP : adresse, masque de réseau, adresse de passerelle par défaut, adresses des serveurs DNS Ce serveur peut-être installé sur un routeur ou sur un simple poste. Un serveur délivre une adresse en la prenant dans son pool d adresses configuré par l administrateur. Un pool d adresses est constitué d une ou plusieurs étendues (s) d adresses contiguës. Il est possible d exclure une ou plusieurs plage(s) d adresses contiguës d une étendue afin qu elles ne soient jamais attribuées. Lorsqu une configuration IP est attribuée à un client, on dit que le serveur lui a délivré un bail. Ce bail est acquis pour une certaine durée. Il est cependant possible de créer des réservations, c est-à-dire de réserver certaines adresses d une étendue pour des machines particulières. Dans ce cas, le bail est permanent et ces machines possèderont toujours la même adresse. Il est possible de paramétrer la durée des baux pour tout le pool d adresses, ou étendue par étendue. Un agent relais est chargé de transmettre les requêtes des clients DHCP vers un autre segment IP du réseau. Il transmet les requêtes à l ensemble des serveurs DHCP dont il connaît l adresse IP (ces adresses IP lui sont fournies par l administrateur réseau lors de sa configuration). L utilisation d agents relais évite l activation du transfert de diffusion sur les routeurs. Pour diminuer les coûts des machines sur lesquelles sont installés les agents relais, il est possible de créer des agents relais multi résidents, installés sur des machines possédant plusieurs cartes réseaux, chacune étant connectée à l un des segments IP hébergeant des clients DHCP. Les agents relais multi résidents ne jouent pas le rôle de routeur.

2 Un agent relais peut être installé sur un routeur ou sur un simple poste. Toutes les interfaces (cartes réseau) des serveurs DHCP, des agents relais DHCP et des routeurs ont une et une seule adresse IP fixe qui doit être mémorisée. Les autres postes du réseau sont munis d une seule carte réseau et sont clients DHCP. Les options DHCP qui peuvent être délivrées par un serveur en plus de l adresse IP sont nombreuses. En voici quelques exemples : Code Longueur Contenu Remarque 1 4 Masque sur 4 octets Si l option routeur est également présente, l option masque doit être transmise avant. 3 Multiple de 4 Adresses IP des routeurs 5 Multiple de 4 Adresses IP des serveurs de noms 6 Multiple de 4 Adresses IP des serveurs de noms de domaine 8 Multiple de 4 Adresses IP des serveurs de cookies 10 Multiple de 4 Adresses IP des serveurs d impression Les adresses des routeurs sont délivrées dans l ordre de préférence. Les adresses des serveurs de noms sont délivrées dans l ordre de préférence. Les adresses des serveurs de noms de domaine sont délivrées dans l ordre de préférence. Les adresses des serveurs de cookies sont délivrées dans l ordre de préférence. Les adresses des serveurs d impression sont délivrées dans l ordre de préférence. 12 N Nom du client Chaîne de caractères, longueur minimale de N Nom de domaine Chaîne de caractères, longueur minimale de Aucun Obligatoire, marque la fin de la configuration, doit donc toujours être la dernière. Remarque : le code d une option est codé sur un octet. Certaines options (ainsi que leurs valeurs) peuvent être communes à toutes les étendues. Elles sont dans ce cas définies au niveau du serveur DHCP. D autres options peuvent être spécifiques à une étendue, d autres encore spécifiques à une réservation. Pour une même option, les valeurs définies pour une réservation se substituent aux valeurs définies pour l étendue, elles mêmes se substituant aux valeurs définies pour le serveur. Travail à faire Représentez les données à prendre en compte pour la construction de la base de données souhaitée par l administrateur du réseau. B. Le client DHCP Une version simplifiée des échanges entre clients et serveurs est décrite ci-dessous. Obtention d une configuration IP Le client émet par diffusion (broadcast) un message DISCOVER qui signifie sa demande de configuration. Les serveurs qui reçoivent cette demande et qui sont en

3 mesure de la satisfaire répondent par un message OFFER contenant une proposition de configuration IP ainsi que leur identifiant de serveur. Le client reçoit cette proposition et, si elle lui convient, le signale en envoyant par diffusion un message REQUEST contenant l identifiant (adresse IP) du serveur DHCP (de cette manière, les éventuels autres serveurs qui ont répondus à la demande savent que le client a décliné leur offre). Si le client ne reçoit aucune offre acceptable, il relance le processus en émettant un nouveau message DISCOVER. Lorsque le serveur retenu reçoit le message REQUEST, il répond par un message ACK s il est toujours en mesure de fournir la configuration IP, et par un message NACK dans le cas contraire. Si le client reçoit un message ACK, il vérifie à l aide d une requête ARP que l adresse reçue n est pas déjà utilisée. Si elle n est pas utilisée, sa configuration est terminée. Si elle l est, il adresse un message DECLINE au serveur qui notera cette adresse comme invalide, et relance le processus de configuration. Si le client reçoit un message NACK, il émet un nouveau message REQUEST. Au bout d un certain nombre de tentatives infructueuses, le processus de configuration est relancé. Renouvellement d un bail Lorsque la moitié de la durée de son bail DHCP est écoulée, le client envoie un message REQUEST au serveur qui le lui a délivré. Si le serveur lui répond par un message ACK, le client enregistre le nouveau bail. S il reçoit un message NACK, il relance le processus de configuration. Si, au trois quarts de la durée de son bail, le client n a toujours pas reçu de message ACK, il émet un nouveau message REQUEST, mais cette fois à destination de l ensemble des serveurs du réseau. Si, à l expiration de son bail, le client n a toujours pas reçu de message ACK, il relance un nouveau processus de configuration. Travail à faire 1. Présentez un schéma mettant en évidence les différents états pris par le client DHCP lors de ces échanges d information. 2. Après avoir rappelé en quoi consiste la programmation événementielle, indiquez de manière précise comment un tel schéma peut être exploité dans ce cadre, en illustrant votre propos à l aide du langage de programmation de votre choix. C. Le serveur DHCP On s intéresse ici à l écriture d un logiciel serveur DHCP à l aide d un langage à objets. Un certain nombre de classes partiellement décrites vous sont proposées. Format des messages DHCP Voici le format (simplifié) d un message DHCP ainsi que son contenu pour les messages DISCOVER et OFFER (seuls les champs utiles pour le traitement du sujet sont indiqués) :

4 Champ Contenu pour DISCOVER Contenu pour OFFER OP : type de message 1 (requête) 2 (réponse) XID : id de transaction Valeur unique choisie par le client XID du message DISCOVER auquel le serveur répond B : flag de broadcast 1 si le client souhaite une réponse Flag B du message DISCOVER par broadcast, 0 si il souhaite une auquel le serveur répond réponse unicast YIADDR : adresse IP L adresse IP offerte au client SIADDR : adresse IP Adresse IP du serveur GIADDR : adresse IP Adresse IP de l agent relais ayant GIADDR du message relayé le message ( si le DISCOVER auquel le serveur message n a pas été relayé) répond CHADDR : adresse MAC Adresse MAC du client Adresse MAC du client Le message DHCP OFFER Le comportement d un serveur DHCP qui reçoit un message DISCOVER est décrit ci-dessous (seule la délivrance d une adresse IP est envisagée, les options DHCP ne sont pas traitées). Si le serveur possède une adresse IP disponible, il retourne un message OFFER au client qui a émis le message DISCOVER. L adresse IP offerte est notée «offerte». Elle redeviendra «disponible» si le serveur reçoit un message REQUEST dans lequel l identifiant du serveur n est pas sa propre adresse IP. L adresse passera à l état «attribuée» si le serveur adresse un message ACK la concernant au client. A l expiration du bail, l adresse redeviendra «disponible». Remarques : Avant de proposer l adresse IP au client, le serveur utilise une demande d écho ICMP pour vérifier qu elle n est pas utilisée. Une adresse «offerte» à un client ne peut pas être proposée à un autre client. Choix d une adresse IP par le serveur L adresse IP est choisie parmi son pool d adresses de la manière suivante (la première solution possible met fin à la recherche) : Si le serveur possède une réservation pour ce client (adresse réservée à une machine particulière), il lui attribue l adresse correspondante. Si le serveur possède un bail en cours de validité pour ce client, il lui propose l adresse correspondante. Si le serveur a déjà enregistré un bail pour ce client (un bail expiré est mémorisé pendant un certain temps) et que l adresse est toujours disponible, il lui propose cette adresse. Le serveur propose l une des adresses disponibles de son pool.

5 Dans tous les cas : Si le champ GIADDR vaut , le serveur propose une adresse située dans le même réseau que la carte réseau par l intermédiaire de laquelle il a reçu le message DISCOVER. Si le champ GIADDR est renseigné, l adresse proposée doit être située dans le réseau IP de l agent relais.classes envisagées Il est prévu d utiliser entre autres les classes suivantes : class Quadruplet protected byte D1; protected byte D2; protected byte D3; protected byte D4; class AdrIP : Quadruplet public bool MemeReseau (AdrIP autreadr, Quadruplet masquereseau) ; // retourne vrai si les deux adresses sont dans le même réseau class UtilitairesIP public static bool Ping (AdrIP adresse) ; // l adresse peut-elle être atteinte? class CarteReseau private AdrIP adresse ; private Quadruplet masquereseau ; public AdrIP GetAdresse () ; // retourne le membre privé adresse public Quadruplet GetMasqueReseau () ; // retourne le membre privé masquereseau class Message private int OP ; private string XID ; private int FLAGB ; private AdrIP YIADDR ; private AdrIP SIADDR ; private AdrIP GIADDR ; private string CHADDR ; public Message (int p_op, string p_xid, int p_flagb, AdrIP p_yi, AdrIP p_si, AdrIP p_gi, AdrMAC p_ch) ; // ce constructeur renseigne simplement les membres privés public int GetOP () ; // retourne le membre privé OP

6 public string GetXID () ; // retourne le membre privé XID public int GetFLAGB () ; // retourne le membre privé FLAGB public AdrIP GetYIADDR () ; // retourne le membre privé YIADDR public AdrIP GetSIADDR () ; // retourne le membre privé SIADDR public AdrIP GetGIADDR () ; // retourne le membre privé GIADDR public string GetCHADDR () ; // retourne le membre privé CHADDR class Serveur private ArrayList CartesReseau ; // collection des cartes réseaux du serveur private void envoyermessage (CarteReseau carte, Message msg) ; // CarteReseau carte : interface à utiliser pour envoyer le message // Message msg : message DHCP à envoyer public void TraiterDiscover (Message discover, CarteReseau carte) ; // Message msg : message DHCP à traiter // CarteReseau carte : interface qui a transmis le message Travail à faire 1. Ecrivez le code de la méthode «TraiterDiscover» de la classe «Serveur». Vous ajouterez pour cela la ou les classe(s) que vous jugerez utile(s), notamment pour la représentation du pool d adresses. Vous pouvez également compléter si nécessaire les classes qui vous sont proposées. Remarques : - Vous ne vous préoccuperez pas à ce stade du problème de la persistance des informations manipulées par le serveur. - Vous vous limiterez à ce qui est strictement nécessaire pour la délivrance de l adresse IP (le problème de la durée du bail n est notamment pas à prendre en compte). - Mise à part la méthode «TraiterDiscover», les méthodes proposées dans le sujet n ont pas à être codées. - On ne demande pas une solution particulièrement optimisée. Exposez le principe d une solution pour gérer le problème de la persistance des données.

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