PROTOKOA
Y Rodziny
TCP/IP
Protokół ARPRFC826 i
RARPRFC894
Typ sprzętu Typ protokołu
HLEN PLEN Działanie
Adres sprzętowy nadawcy (0-3)
Adres sprzętowy nadawcy (4-5) IP nadawcy (0-1)
IP nadawcy (2-4) Adres sprzętowy odbiorcy (0-1)
Adres sprzętowy odbiorcy (2-5)
IP odbiorcy (0-3)
" Typ sprzętu (Ethernet=1)
" Typ protokołu wyższego rzędu, który wysłał żądanie (IP = 0x0800)
" HLEN  długość adresu sprzętowego
" PLEN - długość adresu protokołu, który wysłał żądanie
Protokół ARP i RARP
" Działanie - określa protokół (ARP/RARP) oraz kierunek
(żądanie/odpowiedz
)
 1  żądanie ARP
 2  odpowiedz
ARP
 3  żądanie RARP
 4  odpowiedz
RARP
Protokół IPRFC791
VER IHL Typ usługi Długość całkowita
Identyfikacja Flagi Przesunięcie fragm.
TTL Protokół Suma kontr. nagłówka
Adres z
ródłowy
Adres przeznaczenia
Opcje Wypełnienie
" VER 4b
 Wersja protokołu  4
" IHL 4b
 Długość nagłówka mierzona w 32b słowach
" Długość całkowita 4b
 Długość nagłówka i danych w oktetach (576 - 65535)
Protokół IP
" Identyfikator 8b
 Identyfikator unikalny pakietu
" Flagi 3b
 SterujÄ… fragmentacjÄ…
" Przesunięcia fragmentu
 Mierzony w jednostkach 64b  określa położenie fragmentu
" TTL
 Mierzony w hopach lub sekundach czas życia pakietu
" Protokół
 Wskazuje rodzaj protokołu warstwy wyższej TCP/IP np:
" 1  ICMP 6  TCP 17 - UDP
" 2  IGMP 8  EGP
Protokół IP
" Suma kontrolna nagłówka
 Przeliczana na każdym routerze
" Opcje
 Pozwalają zawrzeć dodatkowe informacje np. o trasie routowania
" Wypełnienie
 Uzupełnia nagłówek do długości równej wielokrotności słowa 32b
Protokół ICMPRFC792
Typ Kod Suma kontrolna
" Typ 8b
 Identyfikacja typu komunikatu
" 0  Echo Reply 4  Source Quench
" 3  Destination Unreachable 5  Redirect
" 8  Echo Request 11  Time Exceeded
" Kod
 Pole zawiera dodatkowe informacje o typie komunikatu
" 0  sieć nieosiągalna 3  Nieosiągalny port
" 1  host nieosiÄ…galny 4  konieczna fragm. ale brak zezw.
" 2  protokół nieosiągalny 5  informacje o trasie niepoprawne
Wykorzystanie ICMP
" ping (Packet InterNet Group Utility)
 Wysyła pakiet ICMP z kodem Echo Request  8  żądanie echa
 Odbiera pakiet z kodem 0  Echo Replay  odpowiedz
echa
 Wyświetla statystki czasów odpowiedzi i ew. Kody odpowiedzi np.
" Host nieosiągalny, sieć nieosiągalna ...
" traceroute (tracert w MS Windows)
 Wykorzystuje pakiet z typ 11 do rozpoznania trasy
 Następnie wysyła pakiety typ 8 (opcja -I) z TTL od 1 w górę lub
pakiety UDP
 Wyświetla statystki czasów odpowiedzi i ew. kody odpowiedzi np. od
poszczególnych routerów
Protokół UDPRFC768
Port z
ródłowy Port docelowy
Długość komunikatu UDP Suma kontrolna UDP
Dane ....
" Protokół bezpołączeniowy
 Nie trzeba nawiązywać połączenia
" krótszy czas
 Nie obsługuje stanów połączenia
" prostsza implementacja
" mniej zasobów serwera
" Można obsłużyć więcej klientów
 Mniejsze rozmiary nagłówka
" Wydajniej wykorzystuje sieć
" Niektóre aplikacje używają domyślnie protokołu UDP (DNS, RIP...)
Protokół TCPRFC793
Port z
ródłowy Port docelowy
Numer sekwencji
Numer potwierdzenia
Długość nagłówka NW Flagi Rozmiar okna odbioru
Suma kontrolna warstwy internetowej Wskaz
nik do pilnych danych
Opcje (0, 1, 2)
Wypełnienie do x32b
" Numer sekwencji
 Pozwala kontrolować przesyłanie dużych porcji danych w
segmentach
" Numer potwierdzenia
 Oznacza następny oczekiwany bajt
" Długość nagłówka
 Długość nagłówka mierzona w 32b słowach
Protokół TCP
" Flagi 6b
 Bity znacznikowe
" URG  pilne dane
" ACK  oznacza konieczność potwierdzenia
" PSH  natychmiast przesłać dane do warstwy wyższej
" RST  zerowanie połączenia
" SYN  nawiązywanie połączenia
" FIN  zamykanie połączenia
" Rozmiar okna odbioru
 Sterowanie przepływem umożliwia zwalnianie lub przyspieszanie
transmisji w zależności od wielkości i zapełnienia okna bufora u obu
stron
" Wskaz
nik pilnych danych
 Położenie ostatniego bajta pilnych danych (jeżeli ustawiono flagę URG)
Protokół TCP
 nawiązywanie połączenia
" Three Way Handshaking (trójstronne potwierdzenie)
S
Y
N
N
Y
S
+
K
C
A
A
C
K
Protokół TCP
 stany połączenia
CLOSED
CLOSED
TIME_WAIT
LAST_ACK
SYN_SENT
LISTEN
ESTABLISHED
FIN_WAIT2 SYN_RCVD
CLOSE_WAIT
FINE_WAIT1
ESTABLISHED
" Klient Serwer
RozwiÄ…zywanie nazw
struct hostent *gethostbyname(char *hostname);
struct hostent {
char* h_name; /* nazwa hosta */
char** h_aliases; /* alias */
int h_addrtype; /* type adresu hosta */
int h_length; /* długość adresu */
char** h_addr_list; /* lista adresów z DNS */
#define h_addr h_addr_list[0]
/* adres, kompatybilność wsteczna */
};
Indianie są wśród nas
" htons() - short integer host byte order -> network byte
order.
" ntohs() - short integer network byte order -> host byte order.
" htonl() - long integer host byte order -> network byte order.
" ntohl() - long integer network byte order -> host byte order.
"
short host_port = 1234;
net_port = htons(host_port);
Tworzenie Adresu
/usr/include/netinet/in.h
struct sockaddr_in {
short int sin_family; /* Rodzina adresów */
unsigned short sin_port; /* Numer portu */
struct in_addr sin_addr; /* Adres internetowy */
/* Wypełnienie do rozmiaru `struct sockaddr'. */
/* Wypełnienie */
};
Tworzenie adresu
char* hostname; /* nazwa hosta */
short host_port; /* port */
struct hostent* hen; /* Serwer DNS*/
struct sockaddr_in sa; /* Struktura adresowa */
/* Zbieranie informacji od mechanizmu rozwi
zywania nazw
(hosts/DSN/NIS)*/
hen = gethostbyname(hostname_ser);
if (!hen) {
zlokalizowaŹ
perror("Nie mog
}
Tworzenie adresu
/* Tworzenie struktury adresowej maszyny */
/* wyczyszczenie struktury */
memset(&sa, 0, sizeof(sa));
/* U¨
sa.sin_family = AF_INET;
/* Uzgodnienie Indian dla portu*/
sa.sin_port = htons(host_port);
/* Skopiowanie adresu IP do struktury */
memcpy(&sa.sin_addr.s_addr, hen->h_addr_list[0],
hen->h_length);
gniazdka
" Wywodzi się z systemów UNIX (BSD 4.3)
 Pozwala na komunikację między aplikacją i
sieciÄ… (zapis i odczyt)
 Rodzaje
" Stream - SOCK_STREAM
" Datagram (krótkiego zasięgu -UDP) -
SOCK_DGRAM
" Raw (niskopoziomowe dostęp do protokołu IP lub
warstwy 2 i 1 OSI)
gniazdka
int socket(int address_family, int socket_type,
int proto_family);
// implementacja
int s; /* descriptor gniazdka */
/* Internetowy , Stream socket */
s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (s < 0) {
perror("socket: b
}
połączenie
" Skojarzenie gniazdka z połączeniem
 Podłączenie do lokalnego lub zdalnego adresu
int bind(int socket, struct sockaddr *address, int addrlen);
int connect(int socket, struct sockaddr *address, int addrlen);
 4 możliwe scenariusze
" Określony port i adres
" Określony adres IP, port wybierany przez system
" Określony port wszystkie lokalne adresy
sockaddr_in = INADDR_ANY
" Adres i port wybierany przez system
bind()
Wysyłanie i odbieranie danych
int read(int socket, char *buffer, int buflen);
" socket  deskryptor gniazdka
" buffer  bufor do zapisu danych
" buflen  wielkość bufora w bajtach
 Wyniki
" 0  połączenie zamknięte przez zdalny host
" -1  wywołanie zostało przerwane
" n  ilość bajtów odczytanych
Wysyłanie i odbieranie danych
int write(int socket, char *buffer, int buflen);
" socket  deskryptor gniazdka
" buffer  bufor do zapisu danych
" buflen  wielkość bufora w bajtach
 Wyniki
" 0  połączenie zamknięte przez zdalny host
" -1  wywołanie zostało przerwane
" n  ilość bajtów wysłanych
Zamykanie połączenia
int close( int socket );
"
Prosty klient
#include /* funkcje we/wy */
#include /* standardowe systemowe typy danych */
#include /* Stuktury adresowe IP */
#include /* funkcje obs ugi gniazdek */
#include /* rozwi zywanie adresów hostów */
#define HOSTNAMELEN 40 /* maks. d */
nazwy
hosta
#define BUFLEN 1024 /* maks. wielko
#define PORT 13 /* port serwera daytime */
int main(int argc, char *argv[])
{
int rc; /* zwracana warto */
int s; /* deskryptor gniazdka */
char buf[BUFLEN+1]; /* bufor odpowiedzi */
char* pc; /* wska
struct sockaddr_in sa; /* Internet adres strukt*/
struct hostent* hen;/* strukt. T
na adres IP */
/* Address resolution stage */
hen = gethostbyname("tempus");
if (!hen) {
perror("Nie mog rozwi
}
/* inicjacja struktury internetowej maszyny */
/* zerowanie pami ci */
memset(&sa, 0, sizeof(sa));
/* U¨
sa.sin_family = AF_INET;
/* Indianie */
sa.sin_port = htons(PORT);
 /* kopiujemy adres IP do struktury */
memcpy(&sa.sin_addr.s_addr, hen->h_addr_list[0],
hen->h_length);
/* allokacja wolnego gniazdka */
/* Adres internetowy, gniazdo typu stream socket */
s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (s < 0) {
perror("socket: b
}
rc = connect(s, (struct sockaddr *)&sa, sizeof(sa));
pc = buf;
while (rc = read(s, pc, BUFLEN - (pc-buf))) pc += rc;
close(s); *pc=''; print ( %s , buf); return 0; }