Probleme abordate

Protocolul ICMP(Internet Control Message Protocol)PROTOCOLUL BOOTSTRAP (BOOTP)

PROTOCOLUL DE CONFIGURARE DINAMICA A SISTEMELOR (DHCP)

Alocarea unei adrese de reŃea

Protocolul ICMP(Internet Control Message Protocol)

• În inter-reŃele fiecare router acŃionează autonom, adică distribuie pachetele primite fără a se coordona cu transmiŃătorul mesajului.

• SituaŃii anormale care pot apare în comunicaŃia într-o inter-reŃea:

- Maşina destinaŃie este temporar sau permanent deconectată de la reŃea;

- Timpul de viaŃă al pachetelor IP expiră;- Routerele devin congestionate din cauza aglomerării cu

pachete.• O gazdă dintr-o inter-reŃea nu poate detecta dacă o eroare de

transmitere a pachetelor de date a rezultat dintr-o funcŃionare incorectă locală sau a unui router intermediar.

• Protocolul Internet nu conŃine modalităŃi de tratare a erorilor amintite.

• Pentru a permite routerelor din Internet să raporteze erorile şi infomaŃii despre acestea, a fost elaborat protocolul ICMP.

• FuncŃiile ICMP .- Routerele transmit altor routere sau sistemelor mesaje de eroare sau de control (numai pentru raportarea erorilor, nu pentru cresterea fiabilitaŃii IP);- Pentru pachetele IP fragmentate, mesajele ICMP sunt transmise numai pentru eventuale erori produse în cazul primului fragment;- Mesajele ICMP nu sunt transmise ca raspuns la o problema legata de un pachetIP, care nu are adresa sursa ce desemneaza un sistem unic (unicast); adresa sursa nu poate fi o adresa de transmisie în bucla (loopback-127.0.0.1, utilă în scopuri de monitorizare şi testare), o adresa de difuzare (broadcast) sau o adresa de grup (multicast);

• Fiecare mesaj ICMP este inclus în câmpul de date al unui pachet (în antetul IP numarul de protocol ia valoarea 1 pentru ICMP, iar tipul de serviciu ia valoarea zero).

• Mesajele ICMP sunt împărŃite în două mari categorii: erori de raportare şi mesaje de interogare.

• Mesajele de eroare de raportare comunică problemele cu care un router sau o gazdă (de destinaŃie) le-au se întâlnesc atunci când prelucrează un pachet IP.

• Mesajele de interogare ajuta o gazdă/router sa obŃina informaŃii specifice de la un alt router sau altă gazdă.

• Exemple: • - Routerele pot descoperi vecinii lor.• - Gazdele pot descoperi routere din reŃeaua si pot “invata” despre acestea.• - Un router poate ajuta pe un nod din retea sa redirecŃioneze mesajele sale.

• Erori de raportare.• DestinaŃie inaccesibila (destination unreachable) este transmis de

un router catre sursa, atunci când acesta nu poate trece mai departeun pachet, spre un alt ruter sau direct spre gazda de destinaŃie.

• Mesajul de oprire a sursei (Source quench) este utilizat pentru a semnala unei surse o supraîncarcare a receptorului sau a sistemelorintermediare.

• Expirare timp. Daca acest mesaj este recepŃionat de la un routerintermediar, înseamna ca valoarea din câmpul TTL a unui pachet IP a ajuns la zero. Daca mesajul este recepŃionat de la un sistem dedestinaŃie, înseamna ca timpul TTL dintr-un fragment IP a expirat întimpul reasamblarii, datorita întârzierii unui fragment.

• Mesajul Problema cu parametrii : - Indica producerea unei erori în timpul prelucrarii parametrilor dinantetul IP. - Acest mesaj conŃine un pointer care indica octetul din pachetul IP original unde s-a produs eroarea.

• Mesajul de redirectare:- Este utilizat pentru a anunŃa sursa sa redirecteze pachetele pe o ruta mai buna. - Daca acest mesaj e recepŃionat de la un router intermediarînseamna ca sistemul sursa ar trebui sa trimita urmatoareledatagrame catre ruterul a carui adresa IP este specificata în mesajulICMP.

• Mesaje de interogare.• Mesajele de tip cerere ecou (echo request) si raspuns ecou (echo replay)

- Se poate verifica daca o anumita destinaŃie este accesibila si raspunde. - Un sistem final sau un router poate transmite un mesaj cerere ecoucatre o anumita destinaŃie. - Sistemul sau ruterul de destinaŃie care recepŃioneaza acest mesaj,raspunde prin mesajul raspuns ecou transmis catre sursa.- Cererea conŃine un câmp de date opŃionale. Raspunsul va conŃine o copie a acestor date.

• Mesajele AnunŃare router si Cerere router :- sunt utilizate numai daca un sistem sau un router suporta un protocol de descoperire a routerelor. - Routerele anunŃa periodic adresele lor IP în toate subreŃelele pentrucare lucreaza. - Aceste anunŃuri se transmit cu adresa de destinaŃie multicast (224.0.0.1) sau cu adresa de difuzare limitata (255.255.255.255). - Sistemele pot trimite, la rândul lor, mesaje de solicitare. - Mesajele de solicitare sunt transmise tuturor routerelor cu adresamulticast (224.0.0.2) sau cu adresa de difuzare limitata(255.255.255.255).

• Mesajele Cerere eticheta de timp si Raspuns etichetade timp:- Sunt utilizate pentru depanarea si masurareaperformanŃelor. - Acestea nu sunt utilizate pentru sincronizarea de ceas. - TransmiŃatorul iniŃializeza identificatorul si numarulde secvenŃa (care se utilizeaza în cazul în care sunttransmite mai multe etichete de timp), stabilesteeticheta iniŃiala de timp si transmite pachetul catredestinaŃie.- StaŃia de destinaŃie actualizeaza etichetele de timpasociate recepŃiei si transmisiei, modifica tipuletichetei de timp din cerere în raspuns si o returneaza staŃiei sursa. - Pachetul conŃine doua etichete de timp daca existao diferenŃa semnificativa de timp între timpul de recepŃie si timpul de emisie.

• Mesajele Cerere de masca de adrese si Raspuns cu masca de adrese. - Cererea de masca de adrese este utilizata de catre un sistem pentru a determina masca subreŃelei folosita încadrul unei reŃele asociate. - Cele mai multe sisteme sunt configurate cu masca (saumastile) de subreŃea asociata.- Unele sisteme, cum ar fi staŃiile de lucru fara disc, trebuie sa obŃina aceasta informaŃie de la un server. - Un sistem foloseste protocolul RARP pentru a obŃineadresa sa IP. - Pentru a obŃine masca de subreŃea, sistemul transmiteprin difuzare cererea de masca de adresa.

• Mai exista si alte mesaje ICMP pentru semnalizareaunor situaŃii de congestie (atunci când un ruter este preaîncarcat pentru a prelucra un nou pachet, care din acestmotiv va fi pierdut), semnalizarea unei rutari ciclice (o ruta infinita, propagare în bucla), etc.

• Pachetele care poarta mesaje ICMP sunt rutate la fel ca si cele care transporta datele utilizatorului doar ca, daca apar erori în transmiterea acestor pachete, ele nu genereaza alte mesaje ICMP.

• Exista mai multe tipuri de mesaje ICMP, fiecare având formatul sau propriu. Câmpul de date din pachetul IP coresp. unui mesaj ICMP conŃine:

- Identificator (tipul mesajului) – Acest câmp poate lua una dintre urmatoarele valori (8 biŃi), în funcŃie de tipul mesajului: 0 - Raspuns ecou; (Echo reply); 3 - DestinaŃie inaccesibila (Destination unreachable); 4 - Oprirea sursei (Source quench);5 – Redirectare; 8 - Cerere ecou; 9 - AnunŃarea unui ruter; 10 - Solicitarea unui ruter; 11 - Depasire timp; 12 - Problema legata de un parametru; 13 - Cerere eticheta de timp; 14 - Raspuns eticheta de timp; 17 - Cerere masca de adrese; 18 - Raspuns masca de adrese; 30 - Descoperire ruta (Traceroute);37 - Cerere nume domeniu;38 - Raspuns nume domeniu

- Numar de secvenŃa (cod) - ConŃine codul erorii pentru datagrama raportata de acest mesaj ICMP. Interpretarea acestui câmp depinde de tipul mesajului. Acest câmp furnizeaza informaŃii suplimentare despre tipul mesajului.- Suma de verificare - ConŃine suma de verificare(16 biŃi), folosind acelasi algoritm ca si IP dar,verificând numai mesajul ICMP, începând cu câmpul dedicat tipului mesajului. Daca valoareasumei nu coincide cu valoarea calculata la recepŃiepe baza conŃinutului recepŃionat, atunci datagramaeste eliminata.- Câmpul de date al mesajului conŃine informaŃiacorespunzatoare mesajului ICMP curent. De cele maimulte ori, acest câmp conŃine o porŃiune din pachetulIP original, cel pentru care a fost generat mesajulICMP curent.

• Client si serverul pot fi pe aceeaşi reŃealocala sau pe retele local diferite.

• Mesajele BOOTP sunt încapsulate într-un segment UDP,care la rindu-i este încapsulat într-un pachet IP.

• Unul dintre avantajele de BOOTP fata de RARP este faptul că clientul şi serverul lucreaza la nivelul aplicaŃie.

• Ca şi în alte protocoale ale nivelului de aplicaŃie, un client poate fi într-o reŃea şi de server într-un alt, separate prin mai multe reŃele de alte. Cu toate acestea, există o problemă care trebuie rezolvată.

PROTOCOLUL BOOTSTRAP (BOOTP)• BOOTP (Bootstrap Protocol) este un protocol client/server, care permite

unei gazde(client) sa porneasca (iniŃializare) cu o stiva de protocoale IP minimala si sa solicite: o adresa IP, o adresa a ruterului de iesire (gateway) si adresa unui server de nume, toate acestea fiind obŃinute de la un server BOOTP.

• BOOTP este utilizat in acest scop de sistemele fara disc.• BOOTP este un protocol al nivelului aplicaŃie.• De asemenea, BOOTP este utilizat ca un mecanism de livrare a informaŃiei

de configurare a unui client care nu a fost configurat manual.• Procesul BOOTP implica urmatorii pasi:

1. Clientul determina adresa fizica (MAC) proprie; aceasta se afla de obiceisalvata într-o zona de memorie.2. Un client BOOTP transmite adresa sa fizica într-un segment UDP catreserver. - Daca un client cunoaste propria adresa IP sau adresa serverului, atunci le va utiliza; de cele mai multe ori clienŃii BOOTP nu au date de configurareIP. - Daca un client nu îsi cunoaste adresa IP, atunci acesta va utiliza adresa0.0.0.0.- Daca un client nu cunoaste adresa IP a serverului, atunci acestautilizeaza adresa de difuzare limitata (255.255.255.255). Mesajulajunge la un asa zis “releu” (router sau chiar o gazda), care va sti sa-ltransmita serverului BOOTP, folosind o adresa “unicast”.

3. Serverul BOOTP primeste segmentulUDP; el ştie ca mesajul vine de la un agent “releu”, deoarece unul din câmpurile din mesajul de solicitare defineşte adresa IP a agentului releu; releul agent, după primirea răspunsului, il trimite catre clientul BOOTP.4. Atunci când primeste un raspuns, clientulBOOTP va salva propria adresa IP (care îi vapermite sa raspunda la cererile ARP) si saînceapa procesul de iniŃializare.

Câmpurile din mesajul BOOTP au urmatoarele semnificaŃii:- Cod - Indica tipul mesajului, daca este o cerere sau un raspuns:1 – Cerere;2 – Raspuns.- Tip hardware - Indica tipul de reŃea fizica, de exemplu: 1 – Ethernet; 6 –IEEE 802 Networks.- Lungime – Specifica lungimea adresei fizice, în octeŃi. Ethernet si Tokenring utilizeaza ambele lungimea 6.- Hop-uri – Clientul seteaza valoarea acestui câmp la 0. Aceasta valoare este incrementata de catre un router care retransmite cererea unui alt routersi este utilizata pentru a identifica buclele.- Identificatorul tranzacŃiei – Un numar aleator generat pentru a fi utilizat ina identifica aceasta cerere cu raspunsul primit.- Secunde – Fixat de client. Acesta reprezinta timpul în secunde consumat din momentul în care clientul a demarat procesul de iniŃializare.

-Fanioane – bitul cel mai semnificativ al acestui câmp este utilizatca fanion de difuzare. ToŃi ceilalŃi biŃi trebuie setaŃi cu valoarea zero, fiind rezervaŃi pentru utilizari ulterioare. În mod normal, servereleBOOTP încearca sa livreze mesajele BOOTP de raspuns direct unuiclient folosind adresa de destinaŃie unica. Adresa destinaŃie din cadrul antetului IP este fixata cu valoarea adresei IP proprieBOOTP, iar adresa MAC este fixata cu valoarea adresei fizice –client BOOTP. Daca un sistem nu este capabil sa primeasca un pachet IP cu destinaŃie unica înainte de a-si afla adresa sa IP, acestbit de difuzare trebuie setat cu valoarea 1, pentru a indica serveruluica raspunsul BOOTP trebuie transmis sub forma de difuzare la nivelIP si MAC. În caz contrar, acest bit va avea valoarea 0.-Adresa IP client – Fixat de client, fie cu valoarea adresei IP proprii(pe care o cunoaste) sau cu 0.0.0.0.-Adresa IP proprie – Fixat de server daca câmpul de adresa IP client are valoarea 0.0.0.0.-Adresa IP server – Fixat de server.-Adresa IP ruter –Adresa agentului releu ( de redirectare BOOTP).

- Adresa fizica client – Fixată de catre client si utilizată de server pentru a identifica clientul înregistrat care a demaratiniŃializarea.- Numele server-ului – Numele opŃional al serverului.- Numele fisierului de iniŃializare – Clientul fie lasa acestcâmp cu valoarea nula, fie specifica un anumit nume, astfelîncât sa indice tipul de iniŃializare care trebuie demarata. Serverul va returna numele fisierului de iniŃializare, care estecel potrivit pentru cererea clientului.- Identificatorul furnizorului – câmp opŃional. AcesteopŃiuni pot fi furnizate clientului la momentul iniŃializariiîmpreuna cu adresa sa IP. De exemplu, clientul poaterecepŃiona, în plus adresa unui router implicit, adresaserverului de nume de domeniu si masca subreŃelei.

• Dupa ce clientul BOOTP a procesat raspunsul, acesta poatedemara transferul fisierului de iniŃializare si sa execute procesele de iniŃializare.

PROTOCOLUL DE CONFIGURARE DINAMICA A SISTEMELOR (DHCP)

• Protocolul de configurare dinamica a sistemelor (gazdelor) DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) ofera un cadru pentru transferul informaŃilor de configurare catre sisteme într-o reŃea TCP/IP.

• DHCP se bazeaza pe protocolul BOOTP, adaugând capabilitatea de a aloca automat o adresa de reŃea şi opŃiuni de configurare suplimentare.

• DHCP este constituit din doua componente:-Un protocol care livreaza parametrii pentru o configuraŃie specifica gazdei, de la un server DHCP catre o gazdă.-Un mecanism de alocare temporara sau permanenta a unei adrese de reŃea unei gazde.

• DHCP suporta trei mecanisme de alocare a adresei IP:-Alocare automata: DHCP atribuie permanent o adresa IP unei gazde.-Alocare dinamica: DHCP atribuie temporar o adresa IP. O astfel de adresaeste numita lease. Acesta este unicul mecanism care permite utilizareaautomata a unei adrese care nu mai este necesara gazdei careia îi fuseseatribuita.-Alocare manuala: Adresa gazdei este atribuita manual de catre un administrator de reŃea.

• Formatul mesajului DHCP. Majoritatea câmpurilor se regasesc înmesajul BOOTP (cod, tip hardware, hop-uri, secunde, fanioane, adresa IP client, adresa IP proprie, adresa IP server, adresa IProuter).

• Câmpurile care la DHCP au o seminficaŃie diferita sunt urmatoarele:- Adresa fizica client – Este setata de client. DHCP defineşte un identificator opŃional pentru client, utilizat pentru identificarea clientului. Daca aceasta opŃiune nu este utilizata, clientul va fi identificat dupa adresa MAC.- Numele fisierului de iniŃializare – Clientul fie lasa acest câmp cu valoarea nula, fie specifica un anumit nume, astfel încât sa indice tipul de iniŃializare care trebuie demarata. Într-o cerere DHCPDISCOVER, este setat cu zero. Serverul returneaza numele complet pentru o cale de directoare în cererea DHCPOFFER. -OpŃiuni - Primii patru octeŃi conŃin valoarea adresei speciale („magic cookie”) 99.130.83.99. Cei ramaşi indica parametrii doriŃi.

• Tipuri de mesaje DHCP . - DHCPDISCOVER: Transmis broadcast de catre un client pentru a gasi un server DHCP disponibil;- DHCPOFFER: Raspunsul unui server la DHCPDISCOVER şi oferirea unui adrese IP şi a altor parametri;- DHCPREQUEST: Mesaj de la un client catre server avânduna dintre semnificaŃiile:● Cerere de parametri oferiŃi de unul dintre servere, declinând orice alta oferta;● Verifica o adresa alocata anterior dupa ce are loc o

modificare de sistem sau reŃea;● Cere prelungirea termenului pentru o adresa temporara.

- DHCPACK: Confirmare de la un server catre un client, conŃinând parametri, inclusiv adresa IP.

- DHCPNACK: Confirmare negativa de la server la client, indicând faptulca adresa temporara a clientului a expirat sau ca cererea de adresa IP este incorecta.- DHCPDECLINE: Mesaj de la client spre server indicând ca adresa oferita este deja în utilizare.- DHCPRELEASE: Mesaj de la client catre server, prin care se cere înlocuirea unei adrese temporare cu una permanenta.- DHCPINFORM: Mesaj de la un client care are adresa IP (configurata eventual manual), dar care dorete parametri de configurare de la un server DHCP.

• Alocarea unei adrese IP.• În continuare este prezentata interacŃiunea client-server, in situaŃia

în care clientul nu îsi cunoate adresa. Presupunem ca serverulDHCP are un bloc de adrese de reŃea din care poate satisface cereride noi adrese. Fiecare server menŃine o baza de date a adreseloralocate (permanent sau temporar).1. Clientul transmite prin difuzare un mesaj DHCPDISCOVER însubreŃeaua fizica locala. În acest moment clientul se gasete înstarea INIT. Mesajul DHCPDISCOVER poate include câteva opŃiunicum ar fi sugestii privind adresa de reŃea sau durata unei adresetemporare (“lease”).2. Fiecare server raspunde cu un mesaj DHCPOFFER care include o adresa de reŃea disponibila şi alte opŃiuni de configurare. Serverulmemoreaza adresa oferita clientului pentru a preveni oferireaaceleiaşi adrese unui client care transmite un mesajDHCPDISCOVER, înainte ca primul client sa-şi încheieconfigurarea.3. Clientul recepŃioneaza unul sau mai multe mesaje DHCPOFFER de la unul sau mai multe servere. Clientul alege unul, bazându-se pe parametrii de configurare oferiŃi şi transmite broadcast mesajulDHCPREQUEST care include identificatorul serverului al caruimesaj a fost ales şi adresa IP luata din câmpul de adresa IP proprie.

4. În cazul în care nu este recepŃionata nici o oferta, daca clientulcunoaşte o adresa de reŃea anterioara, va utiliza acea adresa dacaeste înca valida, pâna când va expira (este vorba despre o adresa“lease”).5. Serverele recepŃioneaza mesajul broadcast DHCPREQUEST. Acele servere care nu au fost selectate prin mesajulDHCPREQUEST utilizeaza mesajul pentru a notifica faptul ca ofertalor a fost declinata de catre client. Serverul selectat înHCPREQUEST marcheaza clientul ca fiind stabil, menŃine datelecorespunzatoare în memorie şi raspunde cu un mesaj DHCPACK conŃinând parametrii de configurare ceruŃi de catre client. CombinaŃia dintre hardware-ul clientului şi adresa de reŃea atribuitaconstituie un identificator unic pentru adresa temporara (lease) a clientului şi este utilizat atât de catre client, cât şi de catre server,pentru a identifica o referire la lease în orice mesaj DHCP. Câmpulde adresa IP proprie din mesajul DHCPACK va fi umplut cu adresade selectata.

6. Clientul recepŃioneaza mesajul DHCPACK cu parametrii de configurare. Clientul realizeaza o verificare finala a parametrilor ( de exemplu cu ARP pentru adresa de reŃea alocata) şi noteaza durata de valabilitate a adresei şi identificatorul adresei din mesajul DHCPACK. În acest moment clientul s-a configurat.

7. Daca detecteaza o problema cu parametrii din mesajul DHCPACK (adresa se afla deja în folosinŃa în reŃea), clientul va transmite catre server un mesaj DHCPDECLINE şi reporneşte procesul de configurare. La recepŃia unui mesaj DHCPDECLINE serverul trebuie sa marcheze faptul ca adresa oferita nu este disponibila (şi eventual informeaza administratorul de sistem ca exista o problema de configurare).

8. În cazul în care clientul recepŃioneaza un mesaj DHCPNACK, va reporniprocesul deconfigurare.

9. Clientul poate alege sa elibereze adresa temporara (lease) printransmiterea unui mesaj DHCPRELEASE catre server. Clientulidentifica adresa lease pe care o vrea eliberata prin includerea înmesaj a adresei de reŃea şi a adresei hardware.