Lezione 25DNS, HTTP e posta elettronica

Data: mercoledì 23 aprile 2025 · Fonte: slide e laboratori del corso Internet, UniPD

Argomenti trattati

1. DNS: spazio dei nomi gerarchico, server radice, TLD e autoritativi, risolutore locale, risoluzione iterativa e ricorsiva, cache e TTL, record, attacchi.
2. Livello applicazione e Web: URL, messaggi e metodi HTTP, codici di stato, connessioni persistenti e non persistenti, cookie, proxy.
3. Posta elettronica: agenti utente e di trasferimento, SMTP, POP3, IMAP4, MIME.

Teoria

• Livello applicazione - DNSIl DNS (Domain Name System) traduce i nomi (www.amazon.com) negli indirizzi IP, perché le persone preferiscono i nomi e i protocolli TCP/IP usano gli indirizzi. È un database distribuito e gerarchico: albero rovesciato con radice, domini di primo livello e sottodomini (al più 128 livelli); le informazioni sono su tanti server (13 server radice) e i nuovi domini si registrano presso un registrar accreditato ICANN. Ogni ISP ha un DNS locale, il cui indirizzo l'host riceve con DHCP: l'host (resolver) gli manda la richiesta, di solito su UDP, e il DNS locale interroga radice, dominio di primo livello e server dell'organizzazione. Ogni server che impara un'associazione la tiene in cache, marcando la risposta non autoritativa, e la scarta dopo il TTL. Record (nome, tipo, valore, classe, TTL). Con il NAT il DNS deve restituire l'indirizzo pubblico. Quattro attacchi: macchina compromessa, risposta falsa all'host, avvelenamento della cache del DNS locale, server DNS malevolo.Livello applicazione - DNS →
• Livello applicazione - HTTPIl livello applicazione è il più alto della pila: offre servizi all'utente con una connessione logica tra le due applicazioni e riceve servizi solo dal trasporto (DNS, HTTP, e-mail, FTP). Il Web (WWW, nato al CERN nel 1989) è un servizio client-server distribuito di pagine collegate da ipertesti; ogni pagina ha un URL protocollo://host:porta/percorso. HTTP: il client manda una richiesta, il server una risposta, su TCP (server sulla porta 80, client su una porta temporanea); senza stato. Messaggi di testo (riga di richiesta o di stato, intestazioni, riga vuota, corpo), metodi GET, POST, HEAD, PUT, DELETE, codici di stato 2xx-5xx. Una pagina con N oggetti incorporati richiede 2(N+1) RTT con connessioni non persistenti e (N+2) RTT con connessione persistente (trascurando la trasmissione). I cookie danno memoria al protocollo: Set-Cookie nella risposta, Cookie nelle richieste, file nel browser e base di dati nel sito. Un proxy (web cache) tiene le copie delle risposte recenti: meno carico sul server, meno traffico, meno ritardo.Livello applicazione - HTTP →
• Posta elettronica - SMTP, POP3 e IMAPLa posta elettronica è una transazione a senso unico: non ha senso che il destinatario tenga un server sempre acceso, quindi si usano server intermedi. Servono due User Agent (UA, il programma dell'utente), due programmi client/server di spinta (MTA, protocollo SMTP: mittente-suo server e server-server) e un programma client/server di tiro (MAA, POP3 o IMAP4: server del destinatario-destinatario). SMTP usa TCP porta 25, comandi HELO, MAIL FROM, RCPT TO, DATA, QUIT e risposte a tre cifre (220 pronto, 250 ok, 354 inizia il testo, 221 chiusura, 421 non disponibile) in tre fasi: apertura, trasferimento, chiusura. POP3 (porta 110): utente e password, poi elenca e scarica i messaggi uno a uno; non organizza la posta sul server. IMAP4 aggiunge intestazioni prima del download, ricerca, download parziale, cartelle sul server. MIME permette di spedire dati non ASCII (immagini, video, lettere accentate) traducendoli in ASCII a 7 bit, per esempio in base64 (3 byte diventano 4 caratteri).Posta elettronica - SMTP, POP3 e IMAP →
• Protocollo DHCPDopo che a un'organizzazione è stato assegnato un blocco di indirizzi, configurare a mano IP e netmask di ogni host non è efficiente. BOOTP (obsoleto) associa in modo statico un indirizzo MAC a un indirizzo IP; DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) assegna gli indirizzi in modo dinamico, a prestito (lease) per un tempo limitato, anche a sistema operativo già avviato. Il dialogo client-server è su UDP (porta 67 server, 68 client) e usa quattro messaggi: DHCPDISCOVER, DHCPOFFER, DHCPREQUEST, DHCPACK (più DHCPRELEASE a fine uso). Nell'ACK arrivano IP, netmask, default gateway e server DNS.Protocollo DHCP →
• NAT e indirizzi privatiUna rete privata (intranet) usa il protocollo TCP/IP con indirizzi privati ($10.0.0.0/8$, $172.16.0.0/12$, $192.168.0.0/16$), riutilizzabili da intranet diverse ma da non instradare in Internet: i router di bordo scartano i pacchetti con indirizzi privati. Per accedere a Internet servono un proxy applicativo (uno per applicazione) o il NAT (Network Address Translation): un router che traduce indirizzi privati in indirizzi pubblici di un pool, con una tabella NAT e un'associazione dinamica per sessione. Il NAT tradizionale è outbound: Basic NAT traduce solo l'IP (uno a uno, quindi servono tanti indirizzi pubblici quante le sessioni contemporanee), NAPT traduce anche la porta ([IP privato, porta] $\to$ [IP pubblico, porta del NAT]) e permette a molte sessioni di condividere un solo IP pubblico. Il Twice NAT permette sessioni anche dall'esterno, con un DNS interno e associazioni statiche.NAT e indirizzi privati →

Esercizi

Nessun esercizio numerico: i calcoli dei tempi di risoluzione e di trasferimento HTTP sono esempi nelle note.

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