Capitolo 2 - parte 5. Corso Reti ed Applicazioni Mauro Campanella Como 2003

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1 Capitolo 2 - parte 5 Corso Reti ed Applicazioni Mauro Campanella Como 2003

2 Richiami sul ritardo A transmissione propagazione B calcoli nel nodo accodamento M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 2

3 Ritardo per ogni nodo r nodo = r proc + r queue + r trasm + r prop r proc = tempo di analisi e smistamento tipicamente alcuni microsecondi r queue = tempo speso nelle code dipende dal carico istantaneo r trasm r prop = ritardo dovuto alla trasmissione = L/V, importante per basse velocità (< 10 Mb/s) = tempo per la propagazione del segnale 7,5 microsecondi a kilometro ( 2, Km/s) M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 3

4 Host A L V Ritardo Router 1 Router 2 V V Host B dim. pacchetto = L bit Velocità linee = V b/s distanza fra nodi = D m ritardo di accodam = r queue ritardo di process. = r proc Commutazione di pacchetto T 0 esce il primo bit da A diretto al router 1 T 0 + L/V = T 0 +r trasm esce l ultimo bit da A T 0 + r trasm + D/2, m/s (=r prop ) arriva l ultimo bit al router 1 R1 memorizza (store), processa ed accoda (1 sola coda per semplicità) T 0 + r trasm + r prop + r queue + r proc il primo bit esce da router 1 T 0 + 2*(r trasm +r prop ) + 2*(r queue +r proc ) il primo bit esce da router 2 T 0 + 2*(r trasm +r prop ) + 2*(r queue +r proc ) + (r tras +r prop ) l ultimo bit arriva all Host B M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 4

5 Host A L V Ritardo Router 1 Router 2 V V Host B Commutazione di circuito dim. pacchetto = L bit Velocità linee = V b/s distanza fra nodi = D m ritardo di accodam = r queue ritardo di process. = r proc RTT fra i nodi = 2*r prop T 0 + RTT la segnalazione fra Host A a router 1 è conclusa T 0 + 3*RTT + RTT il circuito è pronto T 0 esce il primo bit da A diretto al router 1 T 0 + 4*RTT + (r trasm + r prop ) arriva l ultimo bit al router 1 R1 memorizza e reinvia immediatamente il pacchetto (r queue +r proc 0) T 0 + 4*RTT + (r trasm + r prop ) il primo bit esce da router 1 T 0 + 4*RTT + 3*(r trasm +r prop ) l ultimo bit arriva all Host B Per N*(r queue +r proc ) < 2*N*RTT è più veloce la commutazione di pacchetto! M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 5

6 Agenda - Posta elettronica - Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) - Post Office Protocol v3 (POP3) - Internet Message Access Protocol (IMAP) - Sicurezza M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 6

7 La Posta elettronica Nel 1982 venne definita da una RFC l attuale applicazione (SMTP) per trasferire posta via Internet ( ). Nel 1984 CCITT :-( ora ITU-T), cioè tutti i telecom, molti governi e ditte di calcolatori, definì le raccomandazioni X.400 per rendere standard il trasferimento dei messaggi via rete. Dopo circa 20 anni, finalmente :-) SMTP è lo standard di fatto, mentre i sistemi X.400 sono praticamente scomparsi. IMHO, merito della grande semplicità di SMTP e della astrusità di X.400. M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 7

8 Tre componenti logiche principali: - (mail reader) - mail server - simple mail transfer protocol: SMTP User Agent e mail server possono essere nello stesso nodo od in nodi diversi e possono usare SMTP od altri protocolli per parlarsi. SMTP mail server mail server SMTP SMTP mail server coda in uscita mailbox utente M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 8

9 Lo User Agent, detto anche mail reader permette di leggere, comporre, spedire e gestire i messaggi. Per esempio: elm, pine, Eudora, Outlook, Netscape Messenger mail server SMTP mail server SMTP SMTP mail server M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 9

10 mail servers I Mail Servers svolgono varie funzioni: contenere la casella della posta di un utente mail server contenere la coda dei messaggi in uscita ricezione dei messaggi SMTP SMTP mail server agire da relay intermedio (store and forward) mail server SMTP Utilizzano il protocollo SMTP per smistare fra loro messaggi M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 10

11 SMTP RFC 821 SMTP (storica, resa obsoleta da 2821) RFC 822 ARPA text message format (obsoleta da 2822) RFC 2821 RFC 2822 SMTP (extended) Internet message format la sintassi per messaggi di testo inviati fra utenti RFC Multipurpose Internet mail extensions + M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 11

12 SMTP SMTP utilizza TCP e la porta 25 per il traferimento affidabile dei messaggi. Un indirizzo di posta ha la forma Mentre all inizio corrispondeva ad un account reale sul calcolatore entity, sempre di più oggi si tende ad usare per un nome logico slegato dal reale account (tipicamente Nome.Cognome) e usare per la parte entity il nome del dominio. Questo è reso possibile dai record MX del DNS e da programmi (sendmail) sul name server che hanno un database che lega indirizzi logici a fisici. Per esempio Filippo.Rossi@rossi.it viene trasformato in frss@hp1.rossi.it M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 12

13 Indirizzi Gli indirizzi X.400 sono invece del tipo: /C=IT/ST=LOMBARDIA/L=MILANO/PA=VIA VERDI 1/CN=LUCIO ROSSI/ M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 13

14 SMTP A seconda della presenza e del valore del record MX nel DNS e della struttura dei mail server, il trasferimento della posta può avvenire direttamente dal (nodo del) mittente al (nodo del) destinatario, oppure attraverso server intermedi. Nei colloqui fra ogni coppia di server vi sono tre fasi: riconoscimento reciproco transferimento del messaggio chiusura Il colloquio è basato su commandi e risposte commandi: testo ASCII :-) risposte: codice di stato e messaggi in ASCII (7-bit) M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 14

15 Scenario: Alice manda un messaggio a Bob 1) Alice usa uno User Agent per comporre il messaggio 2) Lo UA invia il messaggio al mailer che lo pone nella coda di uscita 3) Il server apre come cliente SMTP una connessione con TCP al server mail di Bob. 4) Il messaggio è inviato con SMTP 5) Il mail server di Bob mette il messaggio nella casella della posta di Bob 6) Bob usa il suo User Agent per leggere il messaggio 1 mail server mail server 5 6 M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 15

16 Indirizzi: esempio Nel server DNS autoritativo per garr.it vi è il record MX che punta alla macchina ax2.dir.garr.it. Un mail spedito a mauro.campanella@garr.it viene spedito ax2.dir.garr.it. che ha nel database del programma di gestione posta (sendmail) un record che lega mauro.campanella@garr.it. a mauro.campanella@mi.infn.it Nel server DNS autoritativo per mi.infn.it, c è un record MX che punta a ptt.mi.infn.it. La posta per mauro.campanella@mi.infn.it viene quindi finalmente smistata a cmp@ptt.mi.infn.it ed io la leggo con Netscape. M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 16

17 I comandi di SMTP S: 220 hamburger.edu C: HELO crepes.fr (oppure EHLO se rfc2881) S: 250 Hello crepes.fr, pleased to meet you C: MAIL FROM: S: 250 Sender ok C: RCPT TO: S: 250 Recipient ok C: DATA S: 354 Enter mail, end with "." on a line by itself C: Do you like ketchup? C: How about pickles? C:. S: 250 Message accepted for delivery C: QUIT S: 221 hamburger.edu closing connection M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 17

18 Si può provare: telnet serverdiposta 25 attendere la risposta con codice 220 dal server usare i comandi HELO, MAIL FROM, RCPT TO, DATA,. e QUIT per inviare un messaggio senza usare nessun User Agent, ma solo il trasporto via telnet. M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 18

19 SMTP SMTP usa connessioni persistenti SMTP impone che il messaggio (header e corpo) sia in ASCII a 7-bit SMTP uses la sequenza di caratteri CRLF.CRLF per stabilire la fine di un messaggio il server agisce in modalità STORE and FORWARD il sistema può essere automatico (senza umani) Confronto con HTTP: HTTP: pull (tirare) SMTP: push (spingere) Entrambi hanno una logica basata su comandi e risposte in ASCII HTTP: ogni oggetto è incapsulato in un messaggio di risposta SMTP: oggetti multipli inviati in un messaggio a molte parti M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 19

20 Formato dei messaggi (rfc2822) Header: header Corpo To: del destinatario Subject: una frase che indichi il soggetto del mail Cc: di eventuali altri destinatari Bcc: Blind Cc (destinatario non vede gli altri destinatari) From: il creatore del messaggio Sender: il vero mittente reply-to: se diverso da From: Date: la data di spedizione Return-Path: se deve tornare al mittente Message-Id: numero In-Reply-To: Id del messaggio cui si risponde linea bianca (CR LF) Corpo: il vero messaggio, solo in caratteri ASCII M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 20

21 Formato dei messaggi: multipurpose extensions L evoluzione di Internet a livello mondiale e multimediale ha reso insufficente la comunicazione in ASCII a 7 bit. Vi è la necessità di - usare lingue latine diverse dall inglese - usare caratteri non latini (ebraico, russo) - la sfida delle lingue pittografiche (cinese, giapponese) - spedire non solo testo. MIME definisce una ulteriore strutturazione del corpo del messaggio basata su alcuni header aggiuntivi. M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 21

22 Header MIME versione MIME metodo di codifica dell oggetto tipo dato multimediale sottotipo e dichiarazione dei parametri From: alice@crepes.fr To: bob@hamburger.edu Subject: Picture of yummy crepe. MIME-Version: 1.0 Content-Transfer-Encoding: base64 Content-Type: image/jpeg base64 encoded data base64 encoded data dati codificati M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 22

23 MIME types Text html Per pagine web, aggiunto da RFC 2854 M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 23

24 Tipo Multipart Permette ad un messaggio di essere composto da più parti From: To: Subject: Picture of yummy crepe. MIME-Version: 1.0 Content-Type: multipart/mixed; boundary=startofnextpart --StartOfNextPart Dear Bob, Please find a picture of a crepe. --StartOfNextPart Content-Transfer-Encoding: base64 Content-Type: image/jpeg base64 encoded data base64 encoded data --StartOfNextPart Do you want the reciple? M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 24

25 Tipo encoding Il contenuto del mesaggio deve essere trasformato in una serie di caratteri alfanumerici e pochi altri per garantirne la trasmissione: - codifica BASE-64: ogni gruppo di 24 bit è spezzato in gruppi di 6 bit, codificati in un carattere ASCII. Ideale per testo arbitrario. CR ed LF sono ignorati. - codifica quoted-printable: i caratteri con codice ASCII maggiori di 127 sono codificati come un segno di = seguito dal valore del simbolo in esadecimale. La codifica quoted-printable è quella migliore per assicurare la massima compatibilità fra gli User Agent. M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 25

26 Agenda - Posta elettronica - Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) - Post Office Protocol v3 (POP3) - Internet Message Access Protocol (IMAP) - sicurezza M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 26

27 Protocolli di accesso al mailer SMTP SMTP protocollo di accesso mail server del mittente mail server del ricevente SMTP è usato per la consegna e memorizzazione. I protocolli di accesso sono usati tra UA e server per l accesso alla mailbox: POP: Post Office Protocol [RFC 1939] autorizzazione ( <-->server) quindi scarico IMAP: Internet Mail Access Protocol [RFC 1730] più sofisticato HTTP: Hotmail, Yahoo! Mail, etc. M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 27

28 POP3 Permette il collegamento con TCP alla porta 110 del server che contiene la posta dopo una fase di autenticazione con name e password. Specificato nella RFC Permette solo di scaricare i messaggi nuovi dal server in ordine di arrivo e per default li cancella dal server. Efficente solo se ri ricevono pochi messaggi, tutti interessanti, e si usa sempre lo stesso calcolatore per leggere la posta. M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 28

29 POP3 protocol Fase di autorizzazione comandi del client : : declare name pass: password Risposte del server : +OK -ERR Fase di transazione, client : list: list message numbers retr: retrieve message by number dele: delete quit S: +OK POP3 server ready C: bob S: +OK C: pass hungry S: +OK ( autorizzato al collegamento) C: list S: S: S:. C: retr 1 S: <contenuto messaggio 1> S:. C: dele 1 C: retr 2 S: <contenuto messaggio 2> S:. C: dele 2 C: quit S: +OK (POP3 server si scollega) M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 29

30 POP3 contro IMAP Caratteristica POP3 IMAP Definito in RFC 1939 RFC 2060 Porta TCP La posta è raccolta nel client server Quando la posta è letta off-line on / off line Tempo di collegamento il tempo di scarico il tempo di scarico o minore Uso risorse del server Medio Medio-alto UA accede a più server NO SI Duplicazione dei mail NO SI (con sincronizzazione Adatto ai portatili NO SI Uso da più nodi NO (difficile) SI Scarico solo Header NO SI Controllo di interazione NO SI Gestione raccoglitori NO SI Supportato da ISP SI In diffusione veloce Implementazione semplice SI Media M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 30

31 Posta - Note a margine E possibile spedire a più utenti contemporaneamente lo stesso oggetto. Esistono sistemi sofisticati di posta per gestire mailing List, cioè nomi logici che sono espansi in una lista di indirizzi di posta fisici. Alcuni di questi sistemi (majordomo per esempio) permettono non solo di gestire in modo sofisticato le mailing list, ma anche di archiviare una copia di tutti i messaggi. Altri programmi permettono di trasforamare la storia dei messaggi della mailing list in un database consultabile via web. Esistono dei tool sui server di posta che controllano tutti i mail che transito per la presenza di virus (amavis per esempio). M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 31

32 Sicurezza Come abbiamo visto SMTP: non fornisce alcuna garanzia sulla identità del sender trasmette in chiaro (ASCII) i messaggi ed il loro contenuto Per risolvere questi problemi, quando sia necessario, si può: criptare il contenuto del messaggio e/o il trasferimento fra i server e fra server e client con Secure Socket Layer (non facilmente applicabile per ora all intera Internet) firmare con chiave (PGP) il messaggio (per ora mancano le autorità che forniscano in modo sicuro le chiavi) Di più sulla sicurezza alla fine del corso... M. Campanella Corso Reti ed Applicazioni - Como 2003 Cap 2-5 pag. 32