Riassunto esame Reti di calcolatori e internet, Prof. De Paola Alessandra, libro consigliato Reti di Calcolatori e Internet: un approccio top-down, James F. Kurose, Keith W. Ross

LA BIBBIA DI RETI DI CALCOLATORI

Formato dei messaggi di posta elettronica

Abbiamo detto che SMTP è un protocollo che serve per scambiare messaggi di

posta elettronica. Questi messaggi rispettano lo standard RFC 5322 per il formato

dei messaggi di testo, che consiste in un numero variabile di righe di intestazione.

Ad esempio:

• To/A: indica il destinatario.

• From/Da: indica il mittente.

• Subject/Oggetto: indica l’argomento del messaggio.

Tali righe sono differenti dai comandi SMTP.

Subito sotto le righe di intestazione abbiamo una riga vuota e poi il corpo del

messaggio costituito da soli caratteri ASCII.

Il BCC (Blind Carbon Copy) è una funzione di posta elettronica che consente di

inviare un’e-mail a più destinatari senza rivelare gli indirizzi email degli altri

destinatari a ciascuno di essi. I Destinatari nei campi “A” e “Cc” possono

visualizzare gli indirizzi e-mail degli altri destinatari, quelli nel campo “BCC”

rimangono nascosti l'uno all'altro. Questa funzione è utile per preservare la

privacy dei destinatari e ridurre il rischio di condivisione senza il consenso degli

interessati. @marco.marino747

39 LA BIBBIA DI RETI DI CALCOLATORI

Protocolli di accesso alla posta

Come già anticipato in precedenza, per recuperare le mail ricevute, il destinatario

utilizza un protocollo di accesso al proprio server di posta elettronica. In

particolare, ne evidenziamo due:

• POP 3: prevede che l'utente si identifichi tramite username e password per

poter accedere alla propria posta. In quanto protocollo di livello applicativo,

non consente cifratura e quindi la trasmissione dei dati avviene in chiaro.

Per un'eventuale cifratura viene utilizzato il protocollo TLS (Transport Layer

Security).

• IMAP: è più complesso rispetto a POP 3 e prevede la creazione di cartelle

all’interno delle quali si possono aggiungere e spostare dati.

I servizi di posta elettronica moderni offrono la possibilità di accedere ai propri

server web (che utilizzano HTTP). Tuttavia, ciò non viene considerato come

protocollo di accesso.

Protocollo POP 3

Il POP 3 si articola in due fasi:

• Fase di autorizzazione: consiste in tutti quei processi che precedono l'invio

effettivo del messaggio e comprende alcuni comandi client:

- User: dichiara il nome dell’utente.

- Pass: dichiara la password dell’utente.

• Fase di transazione: consiste in tutti quei processi che servono ad inviare il

messaggio e chiudere la connessione e comprende altri comandi client:

- List: serve per visualizzare la lista dei messaggi e il loro peso in byte.

- Retr: serve per ottenere il messaggio desiderato tra quelli della lista.

- Dele: serve per cancellare il messaggio desiderato.

- Quit: serve per chiudere la comunicazione.

Entrambe le fasi comprendono delle risposte dal server:

- +OK: operazione andata a buon fine.

- -ERR: errore generico. 40

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Differenze tra POP 3 ed IMAP

POP 3 IMAP

Fornisce due modalità: Permette l’organizzazione dei

1. Scarica e mantieni: la dele viene messaggi in cartelle.

omessa e le mail vengono conservate

sul server, permettendone la copia e

visualizzazione da vari client.

2. Scarica e cancella: la dele viene

utilizzata per cancellare le mail indicate,

non permettendone la lettura da altri

client.

È un protocollo senza stato tra le varie È un protocollo con stato tra le

sessioni. varie sessioni. @marco.marino747

41 LA BIBBIA DI RETI DI CALCOLATORI

ESEMPIO:

Tornando all’interazione 3 dell’esempio sull’SMTP, l’agente utente A2 utilizza il

protocollo di accesso POP 3 per visualizzare le mail ricevute in S2.

In questo esempio si è scelto di utilizzare la modalità scarica e mantieni. 42

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Collocazione degli host in Internet

Gli host Internet possono essere identificati in vari modi:

• Attraverso gli hostname, quali ad esempio www.facebook.com o

www.google.com. Sono facilmente comprensibili dall’uomo ma non ci

danno le informazioni necessarie a scoprire la collocazione degli host

all’interno di Internet.

• Attraverso gli indirizzi IP, che consistono di 4 byte scritti utilizzando una

notazione decimale puntata, in cui ogni punto separa uno dei byte espressi

con numero decimale compreso tra 0 e 255. Gli indirizzi IP hanno struttura

gerarchica in quanto, leggendoli da sinistra a destra, otteniamo informazioni

sempre più specifiche sulla collocazione dell’host in Internet.

Protocollo DNS (Domain Name System)

Il DNS è utile a conciliare i due approcci sopra descritti, in quanto permette di

tradurre gli hostname nei loro indirizzi IP. DNS è in primo luogo un database

distribuito implementato in una gerarchia di DNS server, così come è anche un

protocollo a livello di applicazione che consente agli host di interrogare tale

database. DNS viene comunemente utilizzato insieme ad altri protocolli di livello

applicativo quali HTTP ed SMTP. È evidente che questo protocollo introduca un

ritardo aggiuntivo, anche se, come vedremo, nella maggior parte dei casi

l’indirizzo IP desiderato si trova nella cache di un DNS server vicino, il che aiuta a

ridurre il traffico e il ritardo del servizio. Oltre alla traduzione degli hostname in

indirizzi IP, DNS mette a disposizione altri importanti servizi:

• Host aliasing: un host dal nome complicato può avere uno o più sinonimi

(alias). L'hostname originale è chiamato hostname canonico. Generalmente

i sinonimi sono più semplici da ricordare rispetto ai nomi canonici, tuttavia il

DNS può anche essere usato per ottenere l'hostname canonico di un alias.

• Mail server aliasing: per ovvi motivi è auspicabile che un indirizzo di posta

elettronica sia facile da ricordare, per questo motivo DNS mette a

disposizione questo servizio.

• Load distribution: i siti che ospitano molto traffico distribuiscono il carico

tra vari server replicati, ognuno dei quali eseguito su un host diverso con

@marco.marino747

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indirizzo IP differente. In questo caso va associato ad ogni hostname

canonico un insieme di indirizzi IP, che saranno salvati nel database DNS.

Quando i client effettuano una query DNS per un nome associato a un

insieme di indirizzi, il server risponde con l’intero insieme di indirizzi,

variandone però l’ordinamento ad ogni risposta. Infatti generalmente un

client invia il suo messaggio di richiesta HTTP al primo indirizzo IP elencato

nell’insieme, quindi la rotazione distribuisce il traffico sui server replicati,

permettendo anche ad esempio che più server di posta condividano lo

stesso nome.

Ad alto livello, il funzionamento del DNS segue questi passi:

1. Un’ applicazione in esecuzione sull’host di un utente ha necessità di

tradurre un hostname in indirizzo IP.

2. L’applicazione invoca il lato client DNS, utilizzando la chiamata di funzione

gethostbyname() per ottenere il servizio di traduzione per l’hostname

desiderato.

3. Il DNS sull’host prende il controllo ed invia una query sulla rete all’interno di

un datagramma UDP diretto alla porta 53.

4. Dopo un ritardo che varia dai millisecondi ai secondi, il client DNS sull'host

dell'utente riceve un messaggio di risposta contenente la corrispondenza

desiderata, che viene poi passata all'applicazione che ne ha fatto richiesta.

Da queste premesse si può già intendere che un database centralizzato su un

singolo DNS server contenente tutte le corrispondenze non sarebbe scalabile. Tra i

problemi legati a uno schema centralizzato di questo tipo ricordiamo:

• Un singolo point of failure: se il DNS server si guasta, ne soffre l'intera

Internet.

• Volume di traffico: un singolo DNS server dovrebbe gestire tutte le richieste

generate da centinaia di milioni di host.

• Database centralizzato distante: un singolo DNS server non può essere

vicino a tutti i client. Le query che provengono dall'altra parte del mondo,

magari su collegamenti lenti e congestionati, causerebbero ritardi

significativi.

• Manutenzione: il singolo DNS server dovrebbe contenere record relativi a

tutti gli host di Internet, quindi non solo tale database sarebbe vasto, ma 44

LA BIBBIA DI RETI DI CALCOLATORI

dovrebbe essere aggiornato frequentemente per tener conto di ogni nuovo

host.

Per trattare il problema della scalabilità il DNS utilizza un grande numero di server,

organizzati in maniera gerarchica e distribuiti nel mondo. In prima

approssimazione, esistono tre classi di DNS server:

• Root server: In Internet esistono più di 1000 root server, dislocati in tutto il

mondo. Tali server sono copie di 13 differenti root server gestiti da 12

diverse organizzazioni, coordinate attraverso la IANA. I root server

forniscono gli indirizzi IP dei TLD server.

• Top-level domain server (TLD): questi server si occupano dei domini di

primo livello quali com, org, net, edu e gov e di tutti quei domini relativi ai

vari paesi come it, uk, fr, ca, jp. I TLD server forniscono gli indirizzi IP dei

server autoritativi.

• DNS server autoritativi: ogni organizzazione dotata di host pubblicamente

accessibili tramite Internet deve fornire record DNS pubblicamente

accessibili che associno i nomi di tali host a indirizzi IP. Tali record sono

ospitati dal DNS server autoritativo della stessa organizzazione.

Un'organizzazione può scegliere di implementare il proprio server

autoritativo o pagare un fornitore di servizi per ospitare questi record su un

suo server. La maggior parte delle università e delle grandi società

implementa e gestisce i propri server autoritativi primario e secondario (di

backup).

Oltre a questi tre tipi di DNS server ne esiste un altro importante, ovvero il DNS

server locale (o default name server), che non appartiene strettamente alla

@marco.marino747

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gerarchia di server DNS. Ciascun ISP ha un DNS server locale: quando un host si

connette a un ISP, questo gli fornisce un indirizzo IP tratto da uno o più dei suoi

DNS server locali, generalmente tramite protocollo DHCP (capitolo 4). Solitamente

il DNS server locale si trova in prossimità dell’host. Infatti, quando esso effettua

una query DNS, questa viene inviata al DNS server locale che si comporta da proxy

e la inoltra alla gerarchia di DNS server. Tali query DNS possono essere sia iterative

(figura 1) sia ricorsive (figura 2), tuttavia si preferisce l’utilizzo delle iterative in

quanto possono ridurre il carico del traffico di rete effettuando richieste mirate

solo ai server DNS necessar