HY335Α Δίκτυα Υπολογιστών Xειμερινό Εξάμηνο 2016-2017 Πανεπιστήμιο Κρήτης, Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών Network Address Translation (NAT) Network Layer
Private IP Addresses Πρόβλημα: o χώρος των ΙΡ διευθύνσεων είναι περιορισμένος και η απόκτηση ενός μεγάλου block καταχωρημένων διευθύνσεων είναι δύσκολη. Λύση: Χρήση Private IP διευθύνσεων εσωτερικά στο δίκτυο μας. Ένα Private IP δίκτυο είναι ένα δίκτυο το οποίο δεν είναι άμεσα συνδεδεμένο στο Internet. Oι IΡ διευθύνσεις σε ένα ιδιωτικό δίκτυο μπορούν να δωθούν 'αυθαίρετα'. Μη καταχωρημένες και δίχως εγγύηση ότι είναι παγκοσμίως μοναδικές
Private IP Addresses Τα ιδιωτικά δίκτυα χρησιμοποιούν διευθύνσεις από τα εξής πειραματικά εύρη διευθύνσεων: 10.0.0.0 10.255.255.255 172.16.0.0 172.31.255.255 192.168.0.0 192.168.255.255
Network Address Translation (NAT) To NAT είναι μια λειτουργία δρομολογητή όπου οι ΙΡ διευθύνσεις αντικαθίστανται μέσα σε ένα ιδιωτικό δίκτυο. Επιτρέπει τους hosts σε ιδιωτικά δίκτυα να επικοινωνούν με hosts στο Διαδίκτυο. Εκτελείται σε routers που συνδέουν ιδιωτικά δίκτυα με το Διαδίκτυο, για να αντικαταστήσει το ΙΡ address-port ζεύγος ενός ΙΡ πακέτου με ένα άλλο ΙΡ address-port ζεύγος. Ένας ΝΑΤ-enabled router δεν μοιάζει ως δρομολογητής στον έξω κόσμο αλλά ως μια απλή συσκευή με μία μόνο ΙΡ διεύθυνση.
Network Address Translation (NAT)
Pooling of IP Addresses Σενάριο: Τα εταιρικά δίκτυα έχουν πολλούς hosts αλλά μικρό αριθμό δημοσίων ΙΡ διευθύνσεων. NAT Solution: Private address space για το εταιρικό δίκτυο Τοποθέτηση ΝΑΤ συσκευής στο όριο μεταξύ του εταιρικού δικτύου κ του Διαδικτύου για την διαχείριση ενός pool δημοσίων ΙΡ διευθύνσεων. Όταν ένας host από το εταιρικό δίκτυο στέλνει ένα ΙΡ datagram σε έναν host στο δημόσιο διαδίκτυο, η ΝΑΤ συσκευή επιλέγει μια δημόσια διεύθυνση από το pool των διευθύνσεων και δεσμεύει αυτή τη διεύθυνση στην ιδιωτική διεύθυνση του host.
Pooling of IP Addresses
Supporting migration between network service providers Σενάριο: Οι ΙΡ διευθύνσεις σε ένα εταιρικό δίκτυο αποκτώνται από το πάροχο υπηρεσιών. Η αλλαγή του ISP απαιτεί αλλαγή όλων των διευθύνσεων στο δίκτυο. ΝΑΤ Solution: Ανάθεση ιδιωτικών διευθύνσεων στους hosts του εταιρικού δικτύου. Στατικές καταχωρήσεις μετάφρασης διευθύνσεων Η μετάβαση σε έναν νέο ISP απαιτεί απλώς ενημέρωση της ΝΑΤ συσκευής. Η μετάβαση δεν είναι εμφανής στους hosts του δικτύου.
Supporting migration between network service providers
Load balancing of servers Σενάριο: Ισορρόπιση του φορτίου σε ένα σετ πανομοιότυπων servers τα οποία είναι προσβάσιμα από μια συγκεκριμένη ΙΡ διεύθυνση. ΝΑΤ Solution: Εκχώρηση ιδιωτικών διευθύνσεων στους servers. Η ΝΑΤ συσκευή λειτουργεί ως proxy για αιτήσεις στον server του δημόσιου δικτύου. Η ΝΑΤ συσκευή αλλάζει την ΙΡ διεύθυνση προορισμού των επερχόμενων πακέτων σε μια από τις ιδιωτικές διευθύνσεις για έναν server.
Load balancing of servers
Concerns about NAT Performance Η τροποποίηση του IP header με την αλλαγή της ΙΡ διεύθυνσης, απαιτεί από τα ΝΑΤ boxes να υπολογίσουν εκ νέου το checksum του header. Η τροποποίηση του port number απαιτεί εκ νέου υπολογισμό του TCP checksum. Fragmentation Χρειάζεται προσοχή ώστε για ένα πακέτο που είναι κατακερματισμένο πριν φτάσει στη συσκευή ΝΑΤ, να μην εκχωρηθούν διαφορετικές ΙΡ διευθύνσεις ή port numbers για κάθε ένα από τα fragments.
Concerns about NAT End-to-end connectivity: To NAT καταστρέφει την universal end-to-end προσβασιμότητα των hosts στο Διαδίκτυο. Ένας host στο δημόσιο Διαδίκτυο συχνά δεν μπορεί να ξεκινήσει επικοινωνία με έναν host σε ένα ιδιωτικό δίκτυο. Το πρόβλημα είναι χειρότερο, όταν δύο hosts που βρίσκονται σε ιδιωτικό δίκτυο πρέπει να επικοινωνούν μεταξύ τους.
Τεχνολογίες Ηλεκτρονικού Ταχυδρομείου ΗΥ335α Δίκτυα Υπολογιστών
Θέματα Χαρακτηριστικά ηλεκτρονικού Ταχυδρομείου Δομικά Στοιχεία Το πρωτόκολλο SMTP Πρωτόκολλα πρόσβασης Ηλεκτρονικού Ταχυδρομείου POP IMAP Web based E-mail (HTTP)
Χαρακτηριστικά - Μια από τις πρώτες και πιο δημοφιλείς εφαρμογές του διαδικτύου. - Μέσο ασύγχρονης επικοινωνίας. Προσφέρει -Ταχύτητα αποστολής -Εύκολη διανομή -Φθηνό -παρέχει αυξημένες δυνατότητες (αποστολή αρχείων, υπερσυνδέσμους, φωτογραφίες μέσα στα μηνύματα)
Δομικά Στοιχεία Εξυπηρετητής Χρήστη (User Agent) Επιτρέπει την : ανάγνωση, απάντηση, προώθηση, αποθήκευση και σύνταξη μηνυμάτων Διακομιστής Ταχυδρομείου (Mail Server) Αποτελούν την καρδιά της υποδομής εφαρμογών ηλεκτρονικού ταχυδρομείου Απλό Πρωτόκολλο μεταφοράς Μηνυμάτων (SMTP RFC 821, 1982 και RFC 5321, 2008) Πρωτόκολλο επιπέδου εφαρμογής Επιτρέπει την μετάδοση μηνυμάτων μεταξύ διακομιστών Βασίζεται στο TCP (Client Server sides σε κάθε διακομιστή)
Διασύνδεση δομικών στοιχείων
Το Πρωτόκολλο SMTP Απαιτεί κωδικοποίηση 7-bit ASCII για αποστολή μηνυμάτων (και των πολυμέσων, βίντεο, φωτογραφίες) Συνάπτει επικοινωνία Client Server μέσω της θύρας 25(στο διακομιστή λήψης) Κάνει χρήση του πρωτοκόλλου TCP Προτείνεται να χρησιμοποιείται με TELNET ή SSH σύνδεση
Εντολές SMTP HELO : έναρξη συνομιλίας από Client και πιστοποίηση MAIL FROM : απόδοση στοιχείων αποστολέα (from: alice@somedomain.edu) RCPT TO : απόδοση στοιχείων παραλήπτη (to: bob@someotherdomain.edu) SIZE : αναμενόμενο μέγεθος μηνύματος DATA : έναρξη αποστολής του μηνύματος (354 κωδικός απάντησης από τον server) VRFY : ταυτοποίηση ύπαρξης email παραλήπτη AUTH : ταυτοποίηση με χρήση username - password QUIT : λήξη της συνομιλίας μέσω SMTP
Η διαδρομή ενός μηνύματος 1. Η Alice συντάσσει και στέλνει μήνυμα μέσω του User Agent 2. Το μήνυμα αποστέλλεται στο διακομιστή της Alice 3. Ο διακομιστής της Alice (Client) ανοίγει σύνδεση TCP με τον διακομιστή (server) του Bob 4. Το μήνυμα της Alice αποστέλλεται από τον ένα διακομιστή στον άλλο 5. Ο διακομιστής του Bob λαμβάνει το μήνυμα και το τοποθετεί στα εισερχόμενα μηνύματα του Bob 6. Ο Bob διαβάζει το μήνυμα μέσω του εξυπηρετητή του
ρωτόκολλα Πρόσβασης Ηλεκτρονικού Ταχυδρομείο SMTP : αποστολή και αποθήκευση μεταξύ mail servers Πρωτόκολλα Πρόσβασης : ανάκτηση μηνυμάτων από τον διακομιστή στη συσκευή του παραλήπτη Πρωτόκολλα Πρόσβασης POP : Post Office Protocol (RFC 1939, 1996) IMAP : Internet Message Access Protocol (RFC 3501, 2003 Ver4.rev1) HTTP : web mail (webmail.edu.uoc.gr)
Post Office Protocol Πολύ απλό πρωτόκολλο Λειτουργία λήψης και διαγραφής ή λήψης και διατήρησης Μη αποδοτικό στη χρήση πολλαπλών συσκευών ανά χρήστη Διακρίνονται 3 στάδια : 1. Ταυτοποίησης χρήστη 2. Δοσοληψίας (λήψη μηνυμάτων από τον διακομιστή, αιτήσεις διαγραφής μηνυμάτων) 3. Ενημέρωσης (λήξη σύνδεσης, σε αυτό το στάδιο γίνεται η διαγραφή μηνυμάτων που αναφέρεται στο 2.)
Παράδειγμα POP3 Επικοινωνία του εξυπηρετητή χρήστη (c) με τον διακομιστή (s) με χρήση του πρωτοκόλλου POP3. Εντολές List : λήψη μεγέθους κάθε μηνύματος Retr : ανάκτηση μηνύματος προς ανάγνωση Dele : διαγραφή μηνύματος
Internet Message Access Protocol Έχει πολύ περισσότερα χαρακτηριστικά από το POP Είναι πολύ πιο πολύπλοκο από το POP Υποστηρίζει απομακρυσμένη δημιουργία και προσπέλαση φακέλων Διατηρεί ιστορικό πληροφοριών σύνδεσης χρήστη (μέσω συγχρονισμού)
Web Based E-Mail (HTTP) Επικοινωνία εξυπηρετητή χρήστη και απομακρυσμένου γραμματοκιβωτίου μέσω του πρωτοκόλλου HTTP Λήψη μηνυμάτων από τον διακομιστή στον περιηγητή (browser) του χρήστη (με HTTP) Αποστολή μηνυμάτων με HTTP από τον περιηγητή στον διακομιστή