Plan de la séance. Ports de communication physiques et virtuels. Adressage Internet. Protocoles de communication. Prise de communication : définition

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1 1 Plan de la séance Ports de communication physiques et virtuels Adressage Internet Protocoles de communication Prise de communication : définition Les trois caractéristiques d une prise Les primitives de gestion de prise Modèle client/serveur Application : une connexion HTTP et SMTP Attention à la sécurité

2 Ports de communication physiques et virtuels 2 Il existe des circuits physiques par lesquels des données sont échangées ; on peut citer le port série, qui sert le plus souvent à connecter une souris et le port parallèle pour l imprimante, etc. Ces circuits sont composés : d un registre stockant des shannons ; d un bus permettant d accéder à ce registre ; d une ligne autorisant une interruption du microprocesseur. Les ports sont désignés par des numéros codés sur 16 bits. Un tel numéro peut aussi être associé à un processus et on a alors un port virtuel. Sémantiquement, on associe un port à un service fourni par la machine hôte. Le service ssh est accessible depuis le port 22 sur toutes les machines. La liste des services est maintenue dans le fichier /etc/services. Les numéros standards vont de 1 à 1024, le reste est à la discrétion de l utilisateur.

3 Adressage Internet 3 Pour accéder à une machine, on utilise un point d accès, une carte ethernet par exemple. Dans Internet, une adresse de point d accès est codée sur 32 bits et possède deux niveaux : les bits de poids forts identifient le réseau parmi l ensemble des réseaux fédérés par Internet ; les bits de poids faible permettent de désigner un point d accès particulier dans ce réseau. L attribution des adresses Internet est hiérarchique : le Network Information Control Center distribue des fourchettes d adresses réseau à des organismes officiels (l INRIA pour la france) ; l INRIA alloue des adresses aux organismes demandeurs ; les organismes complètent l adresse pour désigner chaque machine.

4 Adressage Internet 4 Il existe trois classes d adresses Internet : classe format # de réseaux # de points d accès A 0rrrrrrr mmmmmmmm mmmmmmmm mmmmmmmm M B 10rrrrrr rrrrrrrr mmmmmmmm mmmmmmmm 16K 64K C 110rrrrr rrrrrrrr rrrrrrrr mmmmmmmm 2M 256 Le format désigne les shannons constituant l adresse : un r désigne un shannon d adresse réseau et un m un shannon d adresse point d accès. Le réseaux de l USTL est de classe B. Comme les adresses désignent des points d accès, une même machine peut avoir plusieurs adresses associées à différents périphériques physiques. En général, les adresses Internet et les numéros de port de services (ou numéros de services) sont souvent remplacés par des noms. La correspondance entre noms et adresse ou numéro est gérée à partir de bases de données (Domaine Names Server).

5 I Protocoles de communication 5 Dès que l on veut communiquer des valeurs (flottant, matrice, arbre, etc.) se pose le problème du codage de ces valeurs. Plusieurs codages existent selon la nature des processus communicants, du langage d implantation, de l architecture machine et du système d exploitation (pour les entiers, on peut avoir le bits de poids fort à gauche, à droite et des tailles de mot machine différentes). Il est nécessaire d avoir une représentation commune des valeurs que l on appelle représentation externe (par exemple en C la external Data Representation). Une deuxième difficulté provient de la complexité des échanges liée la nécessité de synchroniser les communications mettant en jeu plusieurs programmes. Les protocoles constituent une réponse à ces contraintes.

6 I Structure d un paquet TCP 6 Un paquet TCP est formé par un en-tête, suivi des données. L en-tête comporte 6 mots de 32 bits : port source : port TCP de l émetteur ; port dest. : port TCP du destinataire ; N(S) et N(R) numéros de séquence émission et réception ; offset donne la longueur de l en-tête ; res. est un champ réservé ; flags : Chaque bit du champ flags indique un type de paquet ; fenêtre : taille des données que le destinataire peut accepter.

7 Prise de communication : définition 7 Les IPC présentées jusqu à présent nécessitaient que les processus communiquant partagent les mêmes ressources (unité centrale). Une socket permet la communication entre processus s exécutant soit sur une même machine, soit sur des machines différentes. C est une notion introduite en 1981 dans UNIX BSD 4.1 ; elle est depuin universellement utilisée (UNIX, Linux, Windows, etc). Les sockets forment une Application Program Interface : elles offrent aux programmeurs une interface entre le programme d application et les protocoles de communication. Toute communication met en jeu 2 sockets qui doivent posséder les mêmes caractéristiques : utiliser le même protocole ; avoir le même type de connexion.

8 Les trois caractéristiques d une prise 8 1. Domaine de communication : PF UNIX : la prise ne peut communiquer qu avec une prise sur la même machine ; PF INET : pas de restriction 2. Caractéristique du lien de communication : SOCK DGRAM : chaque paquet est envoyé indépendamment des autres ; SOCK STREAN : la communication fonctionne comme un pipe mais pas de préservation du typage des paquets (le processus émetteur peut envoyer des paquets de 2 octets et le destinaire lire des paquets de 3 octets) ; SOCK RAW : utilise le protocole le plus bas (IP) ; SOCK SEQPACKET : mélange les avantages des deux premiers. 3. Le protocole utilisé par les prises.

9 I Les primitives de gestion de prise 9 Création et destruction d une prise (extrait de socket.h) : int socket(int domain, int type, int protocol); int close(int fd); /* la prise est accessible comme un descripteur de fichier */ Réduire les fonctionnalités d une prise int shutdown(int s, int how); la variable how peut être 0 (write), 1 (read). Association d une socket à une adresse (extrait de netdb.h) : int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, socklen_t addrlen); struct sockaddr_in{ short sin_family; /* AF_INET en general */ struct in_addr{ u_short sin_port; /* numero de port */ u_long s_addr; struct in_addr sin_addr; /* adresse IP */ }; /* adresse IP char sin_zero[8]; }; /* non utilise */ en format entier */ Lecture et écriture : les sockets peuvent recevoir et envoyer des informations grâce aux primitives : int recvfrom( int s, void *buf, size_t len, int flags, int struct sockaddr *from, socklen_t *fromlen); sendto( int s, const void *msg, size_t len, int flags, const struct sockaddr *to, socklen_t tolen);

10 II Modèle client/serveur 10 Un processus serveur ouvrira un service sur un port donné et se mettra en attente de connexions de la part de futurs processus clients. Un client peut se connecter (connect) à un service si, après avoir créer une file d attente de connexion (listen), le serveur est dans la phase d acceptation de connexions (accept). Pour cela il devra connaître le numéro IP de la machine serveur et le numéro de port du service. int connect( int sockfd, const struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen ); int listen( int s, int backlog ); int accept(int s, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); Une fois la connexion acceptée par le serveur, chaque processus pourra communiquer via les canaux d entrées-sorties des prises créés de part et d autre.

11 II Modèle client/serveur 11 Plus précisément, on a la succession de phase : pour le serveur : création d une prise (socket) ; attachement de la prise à un port (bind) ; ouverture du service (listen) ; attente des demandes (accept) ; traitement des demandes par la socket créé par accept. pour le client : création d une prise ; connexion au service (connect) ; présentation d une demande.

12 Application : une connexion HTTP et SMTP 12 Le protocole HTTP est utilisé pour transporter les requêtes émises par les buttineurs et pour retourner le contenu de la page demandée. Ce protocole est assez simple tout en véhiculant une information dans le langage HTML qui lui est plus complexe. Une requête contient le nom du protocole (HTTP), le nom de la machine (www.lifl.fr), et l arborescence de la page demandée (/index.html). Cet ensemble de trois composants permet de définir une Uniform Ressource Locators. Une connexion via une socket est établie entre le buttineur et un serveur s exécutant sur la machine indiquée, par défaut sur le port 80. Le buttineur envoie une requête au format HTTP, proche de la suivante : GET /index.html HTTP/1.0

13 Application : une connexion HTTP et SMTP 13 Alors le serveur lui répond dans le protocole HTTP, avec l en-tête : HTTP/ OK Date: Thu, 29 Apr :59:44 GMT Server: Apache/ (Unix) mod_ssl/ OpenSSL/0.9.7a PHP/4.3.4 mod_jk/1.2.5 Expires: Wed, 31 Mar :59:38 GMT Last-Modified: Wed, 24 Mar :59:38 GMT Accept-Ranges: bytes Content-Length: 2711 Connexion: close Content-Type: text/html Ceci indique que la requête est acceptée (code 200 OK), la nature du serveur, la date de modification de la page, la longueur de la page envoyée et le type du contenu qui va suivre. La connexion se referme dès la page copiée. Le protocole de base et le langage à interpréter HTML sont de l ASCII. Les images ne sont pas transmises dans ce mode : lors de l analyse syntaxique de la page, le butineur remarque les ancres et les balises associées aux images. Il lui faut alors envoyer de nouvelles requêtes, etc.

14 Application : SMTP 14 En utilisant telnet, on peut envoyer des messages relayés par un serveur Send Mail Transfert Protocol : % telnet malonne.lifl.fr 25 Trying Connected to malonne ( ). Escape character is ^]. 220 malonne.lifl.fr ESMTP ready at Wed, 6 Oct :27: (MEST) HELO 250 malonne.lifl.fr Hello espoir.lifl.fr [ ], pleased to meet you MAIL FROM: Sender ok RCPT TO: Recipient ok DATA 354 Enter mail, end with "." on a line by itself Je quitte la politique i96gsuu11665 Message accepted for delivery QUIT

15 Application : SMTP malonne.lifl.fr closing connexion Connexion closed by foreign host. % Remarquez que le serveur garde une trace de votre connexion. et donc reçoit le message : Return-Path: Received: from malonne.lifl.fr (malonne [ ]) by lazarus.lifl.fr with ESMTP id i96gtsk23697 for Wed, 6 Oct :29: (MEST) Received: from (espoir.lifl.fr [ ]) by malonne.lifl.fr with SMTP id i96gsuu11665 for Wed, 6 Oct :29: (MEST) Date: Wed, 6 Oct :29: (MEST) From: Message-Id: Je quitte la politique. Sans signature électronique, c est sans valeur.

16 Attention à la sécurité 16 Un intru, après usurpation de vos droits peut très bien ouvrir un service sur votre machine. Pour contrer ce genre de situation, une solution consiste à interposer entre le client et le serveur un service mandataire (une machine, le proxy) auquel un certain nombre de taches sont déléguées. Par exemple, cette machine peut servir de cache aux accès web pour économiser la bande passante du réseau. En protection, les providers n autorisent à passer par le proxy que les paquets accédant à un numéro de port standard ; les autres sont bloqués. Le proxy sert dans ce cas de fire wall.

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