Systemprogrammierung. Vortrag über Protokolle im Internet

Transkript

1 Systemprogrammierung Vortrag über Protokolle im Internet

2 Agenda Motivation Projektaufgabe Projektgruppe Projektaufteilung Einführung Protokolle im Internet IETF RFC Abschließende Bemerkungen Literatur/Hyperlinks Ende 2

3 Motivation Täglicher Gebrauch der Protokolle im Internet Funktion meinst unbekannt Jetzt sorgen wir für Klarheit 3

4 Projektaufgabe Protokolle im Internet SMTP, FTP, TELNET, HTTP 4

5 Projektgruppe Diplomstudent Christian Krieger Diplomstudent 5

6 Projektaufteilung Diplomstudent Einführung und IETF&RFC (Framework) Diplomstudent Christian Krieger Protokolle im Internet SMTP FTP TELNET HTTP 6

7 Einführung Protokolle im Internet I Was ist ein Protokoll? Der Typische Aufbau eines Protokolls Einsatz von Protokolle OSI-Schichtenmodell Historie der Protokolle michael@sigmapert.com 7

8 Einführung Protokolle im Internet II Was ist ein Protokoll? Ein Netzwerkprotokoll ist eine exakte Vereinbarung (Protokoll), nach der Daten zwischen Computern bzw. Prozessen ausgetauscht werden, die durch ein Netz miteinander verbunden sind (verteiltes System). Die Vereinbarung besteht aus einem Satz von Regeln und Formaten (Syntax), die das Kommunikationsverhalten der kommunizierenden Instanzen in den Computern bestimmen (Semantik). 8

9 Einführung Protokolle im Internet III Der Typische Aufbau eines Protokolls Aufbau eines Datenpakets : Absender und Empfänger Typ des Pakets (z.b. Verbindungsaufbau, Nutzdaten oder Verbindungsabbau) Paketlänge Prüfsumme Header Nutzdaten Trailer michael@sigmapert.com 9

10 Einführung Protokolle im Internet IV Einsatz von Protokolle Bekannteste Nutzung von Protokollen findet man im Internet Anwendung (Protokollbezeichnung): Das Laden von Webseiten (HTTP oder HTTPS) Verschicken von s (SMTP) Herunterladen von Dateien (FTP, HTTP oder HTTPS) Die Funktionen der Protokolle bauen zum Teil aufeinander auf. Das Protokoll SMTP zum Übermitteln von s benötigt wiederum die Funktion, Daten zu versenden und setzt dazu auf das Transmission Control Protocol (TCP) auf. Dieses schichtweise Aufeinander aufbauen der Protokolle wird mit Hilfe des OSI-Schichtenmodells dargestellt. 10

11 Einführung Protokolle im Internet IV OSI-Schichtenmodell Von der International Organization for Standardization (ISO) genormtes 7 Schichten- Modell. Offene Kommunikation zwischen verschiedenen Netzwerkgeräten unterschiedlicher Hersteller. Die meisten frei nutzbaren Netzwerkprotokolle basieren auf diesem Referenzmodell. Bekannteste Netzwerkprotokolle ist TCP/IP. michael@sigmapert.com 11

12 Einführung Protokolle im Internet VI OSI-Schichtenmodell Schicht 7: Anwendungsschicht (Application Layer) Schicht 6: Darstellungsschicht (Presentation Layer) Schicht 5: Sitzungsschicht (Session Layer) Schicht 4: Transportschicht (Transport Layer) Schicht 3: Netzwerkschicht (Network Layer) Schicht 2: Verbindungsschicht (Link Layer) Schicht 1: Physikalische Schicht (Physical Layer) 12

13 Einführung Protokolle im Internet V Historie der Protokolle 1968 wurde vom amerikanischen Verteidigungsministeriums (Department of Defense, DoD) die ersten Erkenntnisse über die Funktionsweise von Rechnernetzen gewonnen Beginn Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET)-Projekt wurde ARPANET in der Öffentlichkeit vorgestellt und in den Folgejahren stetig weiter ausgebaut. Ab 1983 hatten sich die TCP/IP-Protokolle durchgesetzt. Aus dem ARPANET wurde für militärische Belange ein separates Netz abgeteilt, das MILitary NETwork (MILNET). Mit TCP/IP etablierte sich ein Standard zuverlässiger und leistungsfähiger Datenübertragung. Die massenhafte kommerzielle Verwertung begann. michael@sigmapert.com 13

14 Spezielle Protokolle SMTP FTP TELNET HTTP 14

15 Spezielle Protokolle I SMTP SMTP-Befehle 15

16 SMTP Befehle SMTP-Kommando HELO/EHLO (Hello/Extended Hello) MAIL RCPT (Recipient) RS ET (Re set) VRTY (Verify) EXPN (Expand) NOOP NOOP QUIT Be schreibung HELO bzw. EHLO startet die SMTP-Sitzung und identifiziert den Client am Server. MAIL leitet die Mailübertragung ein und liefert gleich die Absender-Adresse mit. RCPT gibt die Adresse eines oder mehrere Empfänger an. Dieses Kommando kann deshalb gekennzeichnet. Mit RSET wird die bereits eingeleitete Mailübertragung abgebrochen. Die Verbindung zwischen Client und Server bleibt bestehen. Mit VRFY kann die Empfänger-Adresse überprüft werden. Die meisten MTAs behandlen EXPN wie VRFY. NOOP NOOP bewirkt bewirkt eine eine Antwort Antwort vom vom Server. Server. Damit Damit wird die Verbindungstrennung durch einen Timeout verhindert. QUIT beendet die Verbindung zum SMTP-Server. Der Server liefert eine letzte Antwort zurück. 16

17 Spezielle Protokolle II FTP Fakten FTP-Verbindung FTP Active/Passive Mode 17

18 FTP - Fakten Entwickelt 1971 am M.I.T. als Filetransfer Mechanismus (RFC114) Später, definiert als Protokoll zur Dateiübertragung zwischen Host-Rechnern und dem ARPANET (RFC354) Seit 1985 bis Heute ein Internetprotokoll zur Kommunikation mit einem Internetserver um Dateien hoch- bzw. herunter zu laden 18

19 FTP Verbindungsaufbau Authentifizierung des Benutzers Aufbau Steuerkanal über Port 21 Aufbau Datenkanal über Port 20 Eigentliche Datenübertragung Verbindungsabbau durch Client oder Server 19

20 FTP Active-Mode 20

21 FTP Passive-Mode Active Mode Passive Mode 21

22 FTP Beispiel Status: Auflösen der IP-Adresse für ftp.heise.de Status: Verbinde mit :21... Status: Verbindung hergestellt, warte auf Willkommensnachricht... Antwort: 220 Hallo auf ftp.heise.de. Befehl: USER anonymous Antwort: 331 Please specify the password. Befehl: PASS ************** Antwort: 230 Login successful. Befehl: SYST Antwort: 215 UNIX Type: L8 Befehl: FEAT Antwort: 211-Features: Antwort: EPRT // Extended Data port. Antwort: EPSV // Extended Passive. Antwort: MDTM // File modification time. Antwort: PASV // Passive mode. Antwort: REST STREAM // Restart of interrupted transfer. Befehl: PASV Antwort: SIZE Antwort: 227 Entering Passive Mode (193,99,144,79,159,185) Antwort: TVFS Befehl: LIST Antwort: 211 End Antwort: 150 Here comes the directory listing. Status: Verbunden Antwort: 226 Directory send OK. Status: Empfange Verzeichnisinhalt... Status: Berechne Zeitzonenabweichung des Servers... Befehl: PWD Befehl: MDTM ls-lr Antwort: 257 "/" Antwort: Befehl: TYPE I Status: Zeitzonenabweichungen: Server: 0 Sekunden. Antwort: 200 Switching to Binary mode. Lokal: 7200 Sekunden. Differenz: 7200 Sekunden. 22

23 Spezielle Protokolle III TELNET (Telecommunication Network) Arbeitsweise des TELNET-Protokolls TELNET in der Praxis Sinn: bidirektionale, 8-bit-pro-Byte-orientierte Kommunikation 23

24 TELNET Arbeitsweise Zugriff auf einen anderen Computer Kommandozeilenorientiert Unsicher Echo-Funktion Verbindung zu anderen Internetdiensten (Putty ist ebenfalls ein telnet Programm) 24

25 TELNET Arbeitsweise Befehle: * help oder? - Gibt eine Liste der möglichen Befehle aus, mit "help befehl" gibt es nähere Informationen zu dem Befehl * chmod 755 dateiname.ext - Ändert den Zugriffsstatus. * locate pfadname/dateiname - Locate gefolgt von einem * Verzeichnisnamen oder einem Dateinamen findet dieses auf dem Server. Beispiele: locate sendmail, locate date, locate * pwd - Zeigt Ihnen, wo Sie sich augenblicklich befinden * mkdir - erstellt ein Verzeichnis * mutt - startet den -Client 25

26 TELNET Praxis 26

27 Spezielle Protokolle IV HTTP HTTP-Adressierung HTTP-Methoden HTTP-Request HTTP-Response 27

28 HTTP Adressierung Gibt das verwendete tranfer Protokoll an Www - World Wide Web Informatik. - Unterdomainname Fh-wiesbaden - Hauptdomainname.de - Top Level Domain 28

29 HTTP Methoden 29

30 HTTP Request Anfrage des http Clients an den Server Darunter: Get, Post, Head, Put, Delete,Link,Unlink,Trace Get Request GET /index.php HTTP/1.1 Host: User-Agent: Mozilla/4.0 Accept: image/gif, image/jpeg, */* Connection: close Post <form action="/send.php" method="post"> Vorname: <input type="text" name="vorname" value="max"><br> Name: <input type="text" name="name" value="mustermann"><br> <input type="text" name="mail" <input type="submit" value="abschicken"> </form> 30

31 HTTP Response Trace Dient zur Rückverfolgung eines request bzw. response Proxys hinterlassen einen Vermerk im Header TRACE / HTTP/1.1 Host: server.de Max-Forwards: 3 Via: 1.1 Proxy_1, 1.1 Proxy_2 31

32 Abschließende ende Bemerkung Protokolle werden selten weiterentwickelt FTP wurde inzwischen mit der SecureShell zu SFTP (ältere Systeme laufen aber weiterhin mit FTP) TELNET wurde durch SSH abgelöst SMTP wird ersetzt duch SMTPS HTTPS als Zusatz zum HTTP 32

33 Was ist die IETF? IETF I Wie gliedert sich die IETF? michael@sigmapert.com 33

34 Was ist die IETF? IETF II Die Internet Engineering Task Force (IETF) ist die zentrale Organisation zur technischen Entwicklung und Standardisierung des Internets. Die locker organisierte Gruppe arbeitet in erster Linie mit elektronischen Medien, die meisten Konversationen finden per Mail statt. Dreimal in jedem Jahr treffen sich die an der Arbeit interessierten Techniker aus aller Welt an wechselnden Standorten, meist in den USA. Die IETF ist eine selbst organisierte Gruppe von Personen, die technisch oder in anderer Art zur Entwicklung und zum Bestand des weltweiten Internets beitragen. Aus dieser Gruppe heraus wurden und werden nahezu alle heute im Internet verwendeten Standards entwickelt. Die IETF startete ihre Aktivitäten 1986 als kleine, meist akademisch ausgerichtete Gruppe. Bei der ersten Sitzung 1986 waren nur 15 Personen anwesend. Nach kurzer Zeit kamen Vertreter kommerziell am Internet interessierter Firmen und Anbieter hinzu. Das Interesse an einer Mitwirkung im Rahmen der IETF wuchs von Jahr zu Jahr. Beim Treffen in Minneapolis im Frühjahr 2002 wurden 1800 Teilnehmer gezählt. Zu Zeiten der New Economy über 3000 Interessierte. 34

35 IETF III Wie gliedert sich die IETF? Die IETF ist in Bereiche (Areas) gegliedert, die sich jeweils um einen technischen Themenkomplex kümmern. Dazu kommt noch ein Bereich, der sich mit allgemeinen organisatorischen Belangen beschäftigt. Innerhalb der Bereiche befassen sich Arbeitsgruppen mit den jeweils anliegenden Themen. Arbeitsgruppen werden nach Bedarf gegründet, nachdem sie ihre geplanten Aufgaben dargestellt und hinreichend Interesse und Teilnehmer gefunden haben. 35

36 RFC I RFC-Definition RFC-System RFC-Beispiele michael@sigmapert.com 36

37 RFC II RFC (Request for Comments)-Definition Im Zusammenhang mit Internet-Standards fällt immer der Begriff RFCs. Dabei muss man beachten, dass nahezu alle Internet-Standards als RFCs veröffentlicht wurden, aber nur ein kleiner Teil der RFCs als ein Standard von einem offiziellen Normungsgremium verabschiedet wurde. Viele RFCs sind Texte, die technische Vorgänge, also Protokolle, behandeln, die für die Zusammenarbeit unterschiedlicher Systeme unentbehrlich sind. Konkret sind RFCs eine Sammlung durchnummerierter Dokumente, die einen Bezug zum Internet haben und von der IETF herausgegeben werden. 37

38 RFC III RFC-System RFC steht für Request for Comments, übersetzt: Bitte um Kommentare. Wird die technische Beschreibung zu einem RFC geändert, dann wird dazu ein neuer RFC mit einer neuen Nummer geschrieben und veröffentlicht. Die Einführung eines Systems wie RFC wurde nötig, weil sich die Internet- Protokolle schneller weiterentwickelten, als ein offizieller Standardisierungsprozess gebraucht hätte. Erst später wurden wichtige elementare und nachhaltige RFCs als offizieller Standard verabschiedet. Tatsächlich erreichen nur wenige RFCs den Standard-Status. Die an einem RFC mitwirkenden Personen und Gruppen konzentrieren sich in der Regel auf die Verbesserung des Protokolls, als Zeit für den Standardisierungsprozess zu investieren. 38

39 RFC IV RFC-Beispiele SMTP Alt: RFC 0821 von August 1982 Neu: RFC 2821 von April 2001 FTP Alt: RFC 0114 von April 1971 Neu: RFC 2640 von Juli 1999 HTTP Alt: Neu: RFC 1945 von Mai 1996 (HTTP/1.0) RFC 2616 von Juni 1999 (HTTP/1.1) TELNET RFC 0854 von Mai

40 Abschließende ende Bemerkung Framework bildet eine etwas trockene Materie ab. Es hat dennoch Spaß gemacht sich mit derartigen Dingen zu beschäftigen da die Standardisierung sehr wichtig in unserem Berufszweig ist. Download: 40

41 Literatur/Hyperlinks Dr. Manfred Weiss (Hg.): TCP/IP Handbuch, Franzis Verlag, Poing, Deutschland, 2002, ISBN

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