GIF 3001 : Réseaux de transmission de données

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1 GIF 3001 : Réseaux de transmission de données Chapitre 2 - Couche Application Florent Parent Département de génie électrique et génie informatique Université Laval Hiver 2016 GIF 3001 Hiver / 85

2 Source du matériel de cours : kurose-ross-ppt-6e/ Matériel original : Material copyright J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved Traduction et matériel supplémentaire par Florent Parent (florent.parent@calculquebec.ca) GIF 3001 Hiver / 85

3 Première partie I Protocoles de la couche Application GIF 3001 Hiver / 85

4 1 Principes des applications réseau 2 Utilitaires TCP/IP 3 Web et HTTP 4 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) 5 DNS 6 Applications poste-à-poste GIF 3001 Hiver / 85

5 Principes des applications réseau Plan 1 Principes des applications réseau 2 Utilitaires TCP/IP 3 Web et HTTP 4 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) 5 DNS 6 Applications poste-à-poste GIF 3001 Hiver / 85

6 Principes des applications réseau Modèles d architecture Client-Serveur Poste-à-poste (P2P) Hybride : entre client-serveur et poste-à-poste GIF 3001 Hiver / 85

7 Principes des applications réseau Architecture client-server serveur client ea Nœud toujours disponible Adresse IP «stable» Grappe de serveurs pour augmenter l échelle Communiquent avec le serveur Connexion peut être intermittente Adresse IP peut être dynamique Ne communiquent pas entre eux GIF 3001 Hiver / 85

8 Principes des applications réseau Architecture P2P serveur Pas de serveur Communications poste-à-poste. Connexion intermittentes entre les postes Adresses IP dynamiques Fortement extensible, mais difficile à gérer. GIF 3001 Hiver / 85

9 Principes des applications réseau Hybride entre client-serveur et P2P Skype Application P2P voix et vidéo sur IP Serveur centralisé : découverte de l adresse du partenaire distant connexion directe client-client (pas de serveur centralisé) Messagerie instantanée Clavardage entre 2 utilisateurs est P2P Service centralisé : détection et localisation des clients utilisateur communique son adresse IP avec un serveur lorsqu il est connecté utilisateur contacte le serveur central pour localiser (adresse IP) ses amis GIF 3001 Hiver / 85

10 Principes des applications réseau Communication entre processus Définition Processus : programme actif sur un poste. Sur un même poste, deux processus communiquent par une communication inter-processus («IPC») gérée par le système d exploitation. Les processus sur des postes différents communiquent par un échange de messages. Processus client : processus qui initie la communication Processus serveur : processus en attente d une connexion GIF 3001 Hiver / 85

11 Principes des applications réseau Sockets serveur Un processus reçoit et envoie des messages par socket Un socket est semblable à une porte Processus pousse des message par la porte Processus se fie sur l infrastructure de transport de l autre côté de la porte pour acheminer le message au bon destinataire (processus). API 1 Choix du protocole de transport ; 2 Capacité d établir quelques paramètres. GIF 3001 Hiver / 85

12 Principes des applications réseau Adressage d un processus Pour recevoir des messages, un processus doit posséder un identifiant Un poste possède un identifiant unique : adresse IP Question/Réponse Q : l adresse IP est-elle suffisante pour identifier le processus? R : Non, plusieurs processus peuvent être actifs sur le poste. L adresse IP et le numéro de port associés au processus forment l identifiant. Exemple de numéros de port : Serveur HTTP : 80 Serveur de courrier : 25 Pour envoyer un message HTTP vers le serveur web Adresse IPv4 : Numéro de port : 80 GIF 3001 Hiver / 85

15 Principes des applications réseau Protocole applicatif Type des messages échangés Requête, résponse Syntaxe des messages : Quels sont les champs dans les messages, etc. Sémantique des messages Signification des informations dans les champs Règles sur quand et comment les processus envoient et répondent aux messages Protocoles domaine public : Spécifications dans les RFCs Permettent l interoperabilité Ex : HTTP, SMTP Protocoles propriétaires : Ex : Skype GIF 3001 Hiver / 85

16 Principes des applications réseau Protocole applicatif Type des messages échangés Requête, résponse Syntaxe des messages : Quels sont les champs dans les messages, etc. Sémantique des messages Signification des informations dans les champs Règles sur quand et comment les processus envoient et répondent aux messages Protocoles domaine public : Spécifications dans les RFCs Permettent l interoperabilité Ex : HTTP, SMTP Protocoles propriétaires : Ex : Skype GIF 3001 Hiver / 85

17 Principes des applications réseau Services de transport Besoins selon le type d application Application Tolère perte Débit Sensible au délai? de données? Transfert de fichier non élastique non Courriel non élastique non Documents web non élastique non Audio/vidéo temps oui audio : 5kbps-1Mbps ; vidéo : oui, 100 s msec réel 10kbps-5Mbps Audio/vidéo différé oui même oui, quelques secs Jeux interactifs oui quelques kbps et+ oui, 100 s msec Messagerie instantanée non élastique oui et non GIF 3001 Hiver / 85

18 Principes des applications réseau Services de transport des protocoles Internet Service TCP : Service avec connexion : Établissement de connexion nécessaire entre les processus client et serveur transport fiable entre les processus contrôle de flux : l expéditeur ne submerge pas le destinataire contrôle de congestion : expéditeur réduit la transmission lorsque surcharge sur le réseau Service UDP : transport non-fiable entre les processus n offre aucun de ces services : connexion, fiabilité, contrôle de flux, contrôle de congestion, garantie de bande passante, etc. GIF 3001 Hiver / 85

19 Principes des applications réseau Applications Internet et protocole de transport Application Protocole applicatif Protocole de transport sous-jacent Courriel SMTP[RFC 5321] TCP Accès interactif à distance Telnet [RFC 854] TCP Web HTTP [RFC 2616] TCP Transfert de fichier FTP [RFC 959] TCP Données multimédia en HTTP (ex. Youtube), RTP TCP ou UDP continu [RFC 3550] Téléphonie IP SIP, RTP, propriétaire (ex : Skype) typiquement UDP GIF 3001 Hiver / 85

20 Utilitaires TCP/IP Plan 1 Principes des applications réseau 2 Utilitaires TCP/IP 3 Web et HTTP 4 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) 5 DNS 6 Applications poste-à-poste GIF 3001 Hiver / 85

21 Utilitaires TCP/IP ifconfig Affiche la configuration des interface réseau ipconfig sous Windows Plusieurs options ifconfig -a Affiche toutes les interfaces Certaines variations entre plateformes MacOSX, et *BSD semblables Linux Solaris GIF 3001 Hiver / 85

22 Utilitaires TCP/IP PING Application pour déterminer si un noœd est joignable Utilise ICMP : Internet Control Message Protocol Protocole important au bon fonctionnement de IP ICMP informe la source sur les erreurs rencontrés durant le traitement des paquets IP par les routeurs ou par la destination Le message ICMP Echo est une requête de réponse de la destination PING envoi des messages echo et un numéro de séquence Détermine si la destination et joignable et le temps aller-retour GIF 3001 Hiver / 85

23 Utilitaires TCP/IP PING ICMP est souvent bloqué pour des motifs de sécurité. Mais un filtrage doit tenir compte des différents types de messages ICMP Certains messages d erreurs doivent être acheminés à la source. GIF 3001 Hiver / 85

24 Utilitaires TCP/IP Exemple de PING $ p i n g www. u l a v a l. ca PING www. u l a v a l. ca ( ) : 56 d a t a b y t e s 64 b y t e s from : icmp_seq=0 t t l =252 t i m e =0.442 ms 64 b y t e s from : icmp_seq=1 t t l =252 t i m e =0.507 ms 64 b y t e s from : icmp_seq=2 t t l =252 t i m e =0.431 ms 64 b y t e s from : icmp_seq=3 t t l =252 t i m e =0.467 ms 64 b y t e s from : icmp_seq=4 t t l =252 t i m e =0.524 ms 64 b y t e s from : icmp_seq=5 t t l =252 t i m e =0.533 ms ^C www. u l a v a l. ca p i n g s t a t i s t i c s 6 p a c k e t s t r a n s m i t t e d, 6 p a c k e t s r e c e i v e d, 0.0% p a c k e t l o s s round t r i p min / avg /max/ s t d d e v = / / / ms GIF 3001 Hiver / 85

25 Utilitaires TCP/IP Traceroute Tracer la route entre la machine locale et une destination quelconque. Traceroute utilise le champ IP Time-to-Live (TTL) Les paquets IP ont un champ TTL spécifiant le nombre maximum de saut avant que le paquet doit être jeté Chaque routeur décrémente le TTL de 1 Lorsque le TTL est 0, le paquet et jeté et un message d erreur est envoyé à la source. Traceroute Envoie un paquet (UDP ou ICMP) à la destination avec TTL=1 Le premier routeur envoi un message ICMP «time exceeded» Envoie un paquet (UDP ou ICMP) à la destination avec TTL=2 Le deuxième routeur envoi un message ICMP «time exceeded» Et ainsi de suite... GIF 3001 Hiver / 85

26 Utilitaires TCP/IP Netstat Statut TCP/IP État des «sockets» Statistiques d interfaces (compteurs) Statistiques de protocoles (IPv4, IPv6, TCP, UDP, ICMP) Tables de routage netstat -rn Affiche les tables de routage netstat -an [-p] [-tu] Affiche l état de tous les «sockets» -p permet d afficher les processus associés (Linux) -u et -t afficher seulement les sockets TCP ou UDP respectivement (Linux) Recommandation : utilisez l option -n pour éviter la résolution d adresse vers le nom. GIF 3001 Hiver / 85

27 Utilitaires TCP/IP Netstat : État des sockets $ n e t s t a t an A c t i v e I n t e r n e t c o n n e c t i o n s ( s e r v e r s and e s t a b l i s h e d ) P r o t o Recv Q Send Q L o c a l A d d r e s s F o r e i g n A d d r e s s S t a t e t c p : : LISTEN t c p : : LISTEN t c p : : LISTEN t c p : : LISTEN t c p : : LISTEN t c p : : LISTEN t c p : : LISTEN t c p : : LISTEN t c p : : LISTEN t c p : : LISTEN t c p : : LISTEN t c p : : LISTEN t c p : : LISTEN t c p : : TIME_WAIT t c p : : TIME_WAIT t c p : : TIME_WAIT t c p : : TIME_WAIT t c p : : TIME_WAIT t c p : : TIME_WAIT t c p : : CLOSE_WAIT t c p : : ESTABLISHED t c p : : ESTABLISHED t c p : : TIME_WAIT t c p : : CLOSE_WAIT GIF 3001 Hiver / 85

28 Utilitaires TCP/IP dig, nslookup Permet d interroger un serveur DNS. Envoie directement la requête au serveur de votre choix Utile pour valider un problème de configuration, vérifier un serveur DNS précis, etc. Plusieurs types de requête possible : A, AAAA, NS, SOA, MX, SRV, TXT, KEY, ANY... dig ] [ name ] [ type ] [ queryopt... ] GIF 3001 Hiver / 85

29 Utilitaires TCP/IP Exemple de dig $ d i g g e l. u l a v a l. ca mx ; <<>> DiG P1 <<>> g e l. u l a v a l. ca mx ; ; g l o b a l o p t i o n s : +cmd ; ; Got a n s w e r : ; ; >>HEADER<< opcode : QUERY, s t a t u s : NOERROR, i d : ; ; f l a g s : qr rd ra ; QUERY: 1, ANSWER: 2, AUTHORITY : 2, ADDITIONAL : 4 ; ; QUESTION SECTION : ; g e l. u l a v a l. ca. IN MX ; ; ANSWER SECTION : g e l. u l a v a l. ca. 300 IN MX 10 exch spam01. u l a v a l. ca. g e l. u l a v a l. ca. 300 IN MX 10 exch spam02. u l a v a l. ca. ; ; AUTHORITY SECTION : g e l. u l a v a l. ca. 297 IN NS magpie. g e l. u l a v a l. ca. g e l. u l a v a l. ca. 297 IN NS s t l a u r e n t. g e l. u l a v a l. ca. ; ; ADDITIONAL SECTION : exch spam01. u l a v a l. ca. 626 IN A exch spam02. u l a v a l. ca IN A magpie. g e l. u l a v a l. ca IN A s t l a u r e n t. g e l. u l a v a l. ca IN A GIF 3001 Hiver / 85

30 Utilitaires TCP/IP Exemple de nslookup $ n s l o o k u p > s e t t y p e=mx > g e l. u l a v a l. ca S e r v e r : Address : #53 Non a u t h o r i t a t i v e a n s w e r : g e l. u l a v a l. ca m a i l e x c h a n g e r = 10 exch spam01. u l a v a l. ca. g e l. u l a v a l. ca m a i l e x c h a n g e r = 10 exch spam02. u l a v a l. ca. A u t h o r i t a t i v e a n s w e r s can be f o u n d from : g e l. u l a v a l. ca n a m e s e r v e r = magpie. g e l. u l a v a l. ca. g e l. u l a v a l. ca n a m e s e r v e r = s t l a u r e n t. g e l. u l a v a l. ca. exch spam01. u l a v a l. ca i n t e r n e t a d d r e s s = exch spam02. u l a v a l. ca i n t e r n e t a d d r e s s = magpie. g e l. u l a v a l. ca i n t e r n e t a d d r e s s = s t l a u r e n t. g e l. u l a v a l. ca i n t e r n e t a d d r e s s = GIF 3001 Hiver / 85

31 Utilitaires TCP/IP Tcpdump et analyseur de protocoles tcpdump capture les paquets IP sur une interface réseau (ex : carte Ethernet) Filtrage possible pour capturer seulement des paquets spécifiques Permet de décoder et afficher les protocoles de couche supérieur Tcpdump utilise un pilote spécial pour accéder au paquets via le système d exploitation (ex : /dev/bpf) Doit être root «Wireshark» est un outil graphique de capture de paquets. Basé sur tcpdump. GIF 3001 Hiver / 85

32 Utilitaires TCP/IP Tcpdump et analyseur de protocoles tcpdump (et autres) doit mettre l interface réseau en mode «espion» (promiscuous) Toutes les trames Ethernet seront lues, pas seulement les trames qui sont destinées à votre adresse Ethernet. Peut générer beaucoup données GIF 3001 Hiver / 85

33 Utilitaires TCP/IP Outils Linux source : http :// GIF 3001 Hiver / 85

34 Web et HTTP Plan 1 Principes des applications réseau 2 Utilitaires TCP/IP 3 Web et HTTP 4 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) 5 DNS 6 Applications poste-à-poste GIF 3001 Hiver / 85

35 Web et HTTP Web et HTTP Une page Web est composé d objets Objet : fichier HTML, image JPEG, applet Java, fichier audio,... Une page web contient un fichier HTML avec des références sur plusieurs autres objets Chaque objet et adressable par un URL Exemple d URL : GIF 3001 Hiver / 85

36 Web et HTTP Survol d HTTP HTTP : «hypertext transfer protocol» protocole applicatif du web modèle client/serveur client : navigateur qui envoie des requêtes, reçoit et affiche des objets web serveur : serveur web qui envoie des objets en réponse à des requêtes GIF 3001 Hiver / 85

37 Web et HTTP Survol d HTTP Utilise TCP : Client initie une connexion, TCP (crée un socket) vers un serveur, port 80 Serveur accepte une connexion TCP du client Messages HTTP (messages du protocole applicatif) sont échangés entre le navigateur (client HTTP) et le serveur web (seveur HTTP) Connexion TCP fermée HTTP est sans-état Le serveur ne maintient pas d information sur les requêtes passées des clients Protocoles qui maintiennent un «état» sont complexes... Historique (état) doit être maintenu Si le serveur ou client plante, les états doivent être re-synchronisés GIF 3001 Hiver / 85

40 Web et HTTP Connexions HTTP HTTP non persistent Un objet est envoyé par connexion TCP. HTTP persistent Plusieurs objets peuvent être envoyés sur une connexion TCP. GIF 3001 Hiver / 85

41 Web et HTTP HTTP non persistent Utilisateur tape l URL (Page contient du text, et références à 10 images jpeg) GIF 3001 Hiver / 85

42 Web et HTTP HTTP non persistent (suite) GIF 3001 Hiver / 85

43 Web et HTTP HTTP non persistent : Temps de réponse Définition du RTT : «round-trip time». Temps «aller-retour» entre deux nœuds. Temps de réponse : Un RTT pour l établissement de la connexion TCP Un RTT pour la requête HTTP et les premiers quelques octets de la réponse HTTP Temps de transmission du fichier total = 2RTT+ temps de transmission du fichier. GIF 3001 Hiver / 85

44 Web et HTTP HTTP persistent HTTP non persistent : HTTP persistent : Requiert 2 RTTs par objet Temps système pour chaque connexion TCP Navigateur ouvrent souvent plusieurs connexion TCP en parallèle pour télécharger les objets référencés Serveur laisse la connexion ouverte après avoir envoyé la réponse Messages HTTP subséquents entre le même client et serveur sont envoyés sur la connexion ouverte Un RTT pour tous les objets référencés GIF 3001 Hiver / 85

45 Web et HTTP HTTP 1.1 : Les RFCs RFC 7230 : HTTP/1.1 : Message Syntax and Routing RFC 7231 : HTTP/1.1 : Semantics and Content RFC 7232 : HTTP/1.1 : Conditional Requests RFC 7233 : HTTP/1.1 : Range Requests RFC 7234 : HTTP/1.1 : Caching RFC 7235 : HTTP/1.1 : Authentication GIF 3001 Hiver / 85

46 Web et HTTP HTTP 2 Hypertext Transfer Protocol Version 2 (HTTP/2) RFC Publié en mai 2015 Basé sur SPDY (Introduit par Google en 2009) Différences avec 1.1 : rapidité Serveur peut "pousser" des informations aux clients Multiplexage et transferts simultanés dans une connexion TCP Priorisation des flux Plusieurs concepteurs de client HTTP ont déclaré que TLS sera obligatoire avec HTTP/2 GIF 3001 Hiver / 85

47 Web et HTTP Deux types de messages HTTP : requête, réponse HTTP request message : ASCII (format lisible) GIF 3001 Hiver / 85

48 Web et HTTP Message de requête HTTP GIF 3001 Hiver / 85

49 Web et HTTP Types de méthodes HTTP HTTP/1.0 GET POST HEAD demande au serveur de ne pas envoyer l objet dans sa réponse. HTTP/1.1 GET, POST, HEAD PUT télécharge un fichier dans le corps de la requête vers le chemin spéficié dans le champ URL DELETE supprime le fichier spécifié dans le champ URL GIF 3001 Hiver / 85

50 Web et HTTP Message de réponse HTTP GIF 3001 Hiver / 85

51 Web et HTTP Codes de statut de réponse HTTP serveur client 200 OK requête réussie, objet demandé dans le message 301 Moved Permanently objet demandé déplacé, nouvelle localisation spécifiée dans ce message (Location :) 400 Bad Request message de requête non-comprise par le serveur 404 Not Found document demandé n existe pas sur ce serveur 505 HTTP Version Not Supported GIF 3001 Hiver / 85

52 Web et HTTP Essayez les commandes HTTP 1 Établissez une connexion avec telnet vers un serveur web : telnet www2.gel.ulaval.ca 80 Ouvre une connexion TCP sur le port 80 vers Tout ce qui est tapé est envoyé sur le port 80 vers 2 Tapez une requête HTTP GET : GET / HTTP/1.1 Host : www2.gel.ulaval.ca 3 Regardez la réponse HTTP envoyée par le serveur GIF 3001 Hiver / 85

55 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) Plan 1 Principes des applications réseau 2 Utilitaires TCP/IP 3 Web et HTTP 4 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) 5 DNS 6 Applications poste-à-poste GIF 3001 Hiver / 85

56 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) Courrier électronique Trois composants : agents utilisateurs (MUA) serveur de courrier (MTA) protocole SMTP Agent utilisateur (MUA) logiciel de courrier composition, rédaction et envoie de messages ex., Eudora, Outlook, elm, Mozilla Thunderbird messages sortants et entrants sont stockés sur un serveur GIF 3001 Hiver / 85

57 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) Courrier électronique : serveurs Serveurs de courrier (MTA) boîte aux lettres contient les messages entrants pour un utilisateur file de messages sortants Protocole SMTP entre les serveurs de courrier pour envoyer les messages client : serveur qui envoie le message «serveur» : serveur de courrier qui reçoit le message GIF 3001 Hiver / 85

58 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) Courrier électronique : SMTP [RFC 5321] Utilise TCP pour transmettre les messages de façon fiable. Utilise le port 25. Trois phases durant le transfert : établissement de la liaison transfert de message fermeture Interaction command/réponse commandes : texte ASCII réponse : codes de statut et phrase messages doivent être en ASCII 7-bit GIF 3001 Hiver / 85

59 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) Scénario : Alice envoie un message à Bob 1 Alice utilise un logiciel (agent) pour composer un message à bob@someschool.edu 2 L agent d Alice envoie le message à son serveur de courrier ; message placé dans une file de message. 3 Serveur ouvre une connexion SMTP (client SMTP) vers le serveur de Bob 4 Le client SMTP envoie le message d Alice via la connexion TCP 5 Le serveur de courrier de Bob enregistre le message dans la boîte aux lettres de Bob 6 Le logiciel de courrier (agent) de Bob reçoit le message GIF 3001 Hiver / 85

60 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) Exemple de transaction SMTP S : 220 hamburger. edu C : HELO c r e p e s. f r S : 250 H e l l o c r e p e s. f r, p l e a s e d to meet you C : MAIL FROM: <a l i c c r e p e s. f r > S : 250 a l i c c r e p e s. f r... Sender ok C : RCPT TO: <bob@hamburger. edu> S : 250 bob@hamburger. edu... R e c i p i e n t ok C : DATA S : 354 E n t e r mail, end with ". " on a l i n e by i t s e l f C : Do you l i k e ketchup? C : How about p i c k l e s? C :. S : 250 Message a c c e p t e d f o r d e l i v e r y C : QUIT S : 221 hamburger. edu c l o s i n g c o n n e c t i o n GIF 3001 Hiver / 85

61 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) Expérimentez une interaction SMTP : telnet servername 25 observe réponse 220 du serveur utilisez les commandes HELO, MAIL FROM, RCPT TO, DATA, QUIT Ces commandes vous permettent d envoyer du courrier électronique comme le ferait un logiciel de courrier. GIF 3001 Hiver / 85

62 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) SMTP : conclusion SMTP utilise des connexions persistantes SMTP impose des messages (en-tête et corps) ASCII serveur SMTP utilise CRLF.CRLF pour déterminer la fin d un message Comparaison avec HTTP HTTP : pull SMTP : push Commandes/réponses en ASCII dans les deux cas HTTP : chaque objet encapsulé dans son propre message de réponse SMTP : plusieurs objets envoyés dans un message à plusieurs parties GIF 3001 Hiver / 85

63 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) SMTP : conclusion SMTP utilise des connexions persistantes SMTP impose des messages (en-tête et corps) ASCII serveur SMTP utilise CRLF.CRLF pour déterminer la fin d un message Comparaison avec HTTP HTTP : pull SMTP : push Commandes/réponses en ASCII dans les deux cas HTTP : chaque objet encapsulé dans son propre message de réponse SMTP : plusieurs objets envoyés dans un message à plusieurs parties GIF 3001 Hiver / 85

64 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) Format d un message de courrier SMTP : protocole pour l échange de messages RFC 5322 : standard du format En-tête To : From : Subject : Différents des commandes SMTP Corps Le message GIF 3001 Hiver / 85

65 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) Format d un message : extensions multimédia MIME : multimedia mail extension, RFC 2045, 2046 Lignes supplémentaires dans l en-tête du message indiquent le type de contenu MIME GIF 3001 Hiver / 85

66 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) Protocoles d accès au courrier SMTP : Livraison et stockage au serveur de destination Protocole d accès au courrier : récupération de messages POP : Post Office Protocol [RFC 1939] authentification (agent serveur) et téléchargement IMAP : Internet Mail Access Protocol [RFC 3501] plus de fonctions (plus complexe) manipulation des messages sur le serveur HTTP : gmail, Hotmail, Yahoo! Mail, etc. GIF 3001 Hiver / 85

67 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) Phase d authentification Commandes client : user : username pass : password Réponses du serveur +OK ERR S : +OK POP3 s e r v e r r e a d y C : u s e r bob S : +OK C : p a s s hungry S : +OK u s e r s u c c e s s f u l l y l o g g e d on Phase transactionnelle list : liste des numéros de message retr : récupère message del : supprime quit C : l i s t S : S : S :. C : r e t r 1 S : <message 1 c o n t e n t s > S :. C : d e l e 1 C : r e t r 2 S : <message 1 c o n t e n t s > S :. C : d e l e 2 C : q u i t S : +OK POP3 s e r v e r s i g n i n g o f f GIF 3001 Hiver / 85

68 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) POP3 et IMAP POP3 Mode récupère et supprime Ne peut pas récupérer les (mêmes) messages si on change de logiciel/poste. Si on ne supprime pas les messages du serveur, possible de récupérer sur différents postes POP3 est sans état entre les sessions IMAP Tous les messages sont conservés à un endroit : le serveur Permet d organiser les messages dans différents dossiers IMAP conserve l état entre les sessions GIF 3001 Hiver / 85

69 DNS Plan 1 Principes des applications réseau 2 Utilitaires TCP/IP 3 Web et HTTP 4 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) 5 DNS 6 Applications poste-à-poste GIF 3001 Hiver / 85

70 DNS DNS : Domain Name System Postes et routeurs Internet : Adresse IP (32/128 bit) - utilisée pour l adressage de datagrammes nom, ex., - pour les utilisateurs Système de Noms de Domaines Base de données distribuée mis en oeuvre par une hiérarchie de serveurs DNS Un protocole applicatif est utilisé par les postes et les serveurs DNS pour résoudre les noms et adresses Internet. (traduction adresse/nom) note : DNS est une fonction importante dans Internet. Implanté comme protocole applicatif complexité en périphérie du réseau GIF 3001 Hiver / 85

71 DNS DNS Services DNS Traduction de nom/ adresse IP Alias de nom, raccourcis Nom de serveur de courrier Partage de charge Plusieurs adresses IP pour un seul nom. Pourquoi ne pas centraliser le DNS? Point de défaillance unique Volume de trafic Maintenance GIF 3001 Hiver / 85

72 DNS DNS Services DNS Traduction de nom/ adresse IP Alias de nom, raccourcis Nom de serveur de courrier Partage de charge Plusieurs adresses IP pour un seul nom. Pourquoi ne pas centraliser le DNS? Point de défaillance unique Volume de trafic Maintenance GIF 3001 Hiver / 85

73 DNS Base de données hiéarchique et distribuée Client désire l adresse IP de ; 1ère approx : client interroge un serveur racine pour trouver le serveur du domaine.com client interroge un serveur DNS de.com pour trouver le serveur DNS de amazon.com client interroge un serveur DNS de amazon.com pour trouver l adresse IP de GIF 3001 Hiver / 85

74 DNS DNS : hiérarchie Racine CA UK FR US cctld arpa gtld d infrastructure AERO ASIA CAT COOP EDU GIV INT com org net info gtld JOBS MIL MOBI museu m TEL TRAV EL xxx gtld sponsorisé que nike 300+ bec nouveaux gtld GIF 3001 Hiver / 85

75 DNS DNS : Serveurs de nom racine GIF 3001 Hiver / 85

76 DNS TLD et serveur d autorité Serveurs «Top-level domain» (TLD) : Deux types : cctld (Country Code TLD) et gtld (Generic TLD) cctld : Responsable des domaines de pays (ca, uk, fr, jp, au,...) gtld : Responsable des domaines génériques tels que com, org, net, edu, etc. Serveur DNS d autorité : Serveur DNS d une organisation, est autoritaire pour les noms et adresses IP de son domaine. Peut être hébergé par un fournisseur de service. Idéalement plusieurs serveurs distribués géographiquement (robustesse aux pannes locales). GIF 3001 Hiver / 85

77 DNS Serveur DNS local Ne fait pas nécessairement partie de la hiérarchie des serveurs de nom Une organisation (FSI résidentiel, companie, université,...) en possède un (ou plusieurs) Lorsqu un poste émet une requête DNS, la requête est acheminée vers le serveur DNS local agit comme mandataire (proxy), réachemine la requête dans l hiérarchie DNS GIF 3001 Hiver / 85

78 DNS Exemple de résolution de nom DNS Poste cis.poly.edu envoie une requête pour la machine requête itérative : Le serveur interrogé retourne la réponse Je ne connais pas la réponse, mais je m occupe de la trouver GIF 3001 Hiver / 85

79 DNS Exemple de résolution de nom DNS requête récursive : Le serveur de nom contacté effectue le travail de trouver la réponse Charge importante sur les serveurs Important : Les serveurs racine et les serveurs TLD n offrent pas de service récursif Les serveurs DNS locaux sont récursifs GIF 3001 Hiver / 85

80 DNS Structure d un message DNS source : TCP/IP Illustrated, Volume 1, second edition GIF 3001 Hiver / 85

81 DNS Record DNS («Resource Record» ou «RR») Format des réponses DNS Un serveur de nom met en mémoire cache les réponses reçues : TTL source : TCP/IP Illustrated, Volume 1, second edition GIF 3001 Hiver / 85

82 DNS Différents types de record DNS source : TCP/IP Illustrated, Volume 1, second edition GIF 3001 Hiver / 85

83 Applications poste-à-poste Plan 1 Principes des applications réseau 2 Utilitaires TCP/IP 3 Web et HTTP 4 Courrier électronique (SMTP, POP3, IMAP) 5 DNS 6 Applications poste-à-poste GIF 3001 Hiver / 85

84 Applications poste-à-poste Architecture poste-à-poste Distribution de fichiers Recherche d information Cas d étude : Skype GIF 3001 Hiver / 85

85 Applications poste-à-poste Distribution de fichier : client-serveur vs. poste-à-poste Question : Temps requis pour distribuer un fichier d un serveur à N postes? GIF 3001 Hiver / 85

86 Applications poste-à-poste Temps de distribution de fichier : client-serveur Serveur envoie N copies séquentiellement : N F u s Poste i prends F d i pour télécharger Temps requis pour distribuer fichier F à N postes dans une approche client-serveur : ( ) N F F d cs = max, (1) u s Note : d min d cs :augmentation linéaire avec N (lorsque N large) GIF 3001 Hiver / 85

87 Applications poste-à-poste Temps de distribution de fichier : poste-à-poste Serveur doit envoyer une copie : temps F u s Poste i prends F d i en temps pour télécharger N F bits doivent être téléchargés (agrégation) Taux de téléversement N maximal : u s + u i i=1 F d p2p = max, u s F d min, N F ( u s + N i=1 ) u i (2) GIF 3001 Hiver / 85

88 Applications poste-à-poste Comparaison client-serveur et poste-à-poste Taux téléversement (poste) = u, F u = 1heure, u s = 10u, d min u s GIF 3001 Hiver / 85

89 Applications poste-à-poste Distribution de fichier : BitTorrent Distribution de fichier P2P GIF 3001 Hiver / 85

90 Applications poste-à-poste BitTorrent Fichier divisé en morceaux de 256KB. Poste se joint au torrent : N a aucun morceau, mais en fera l accumulation avec le temps S enregistre avec un tracker pour obtenir une liste de postes. Se connecte à un sous-ensemble de postes «voisins». Pendant le téléchargement, un poste téléverse des morceaux vers d autres postes. Les postes peuvent quitter, et de nouveaux postes peuvent s ajouter. GIF 3001 Hiver / 85

91 Applications poste-à-poste BitTorrent Pulling Chunks À un temps donné, les noeuds ont différents sous-ensembles de morceaux du fichier Le noeud A demande périodiquement à ses voisins la liste des morceaux qu ils détiennent Le noeud A demande à ses voisins pour ses morceaux manquants Le plus «rare» en premier Sending Chunks : tit-for-tat Le noeud A envoie des morceaux à quatre de ses voisins (ceux dont le taux de transfert est le plus élevé) Ré-évalue les 4 voisins tous les 10 secondes À chaque 30 secs : choisi aléatoirement un autre voisin et envoie des morceaux Nouveau voisin peut rejoindre la liste des top 4 optimistically unchoke GIF 3001 Hiver / 85

92 Applications poste-à-poste P2P : recherche d information L index d un système P2P : correspondance entre information et localisation du poste (adresse IP & numéro de port) Échange de fichiers (ex. e-mule) Index piste dynamiquement la localisation des fichiers partagés par les postes. Postes doivent indiquer ce qu ils possèdent. Postes consultent l index pour déterminer où se retrouve les fichiers recherchés. Messagerie instantanée Index établi la correspondance entre le nom d un utilisateur et sa localisation. Lorsqu un utilisateur démarre son logiciel de messagerie instantanée, l application informe l index de sa localisation. Postes consultent l index pour déterminer l adresse IP d un utilisateur. GIF 3001 Hiver / 85

93 Applications poste-à-poste Cas d étude P2P : Skype Protocole applicatif propriétaire (protocole expliqué par ingénierie inverse) Hiérarchie superposée avec les SN Index pour établir la correspondance entre le nom d utilisateur et l adresse IP ; distribué aux SN GIF 3001 Hiver / 85

94 Applications poste-à-poste Skype : Poste de relai Problème lorsque Bob et Alice sont derrière un NAT NAT empêche un poste externe d initier une connexion vers un poste interne. Solution : À l aide du super-nœud d Alice et Bob, un relai est choisi Chaque poste établi une session avec le relai Les postes peuvent maintenant communiquer à travers le NAT via le relai GIF 3001 Hiver / 85