Masarykova Univerzita Fakulta Informatiky Technologie pro snadnou konfiguraci sítě klienta a service discovery Bakalářská práce Martin Kopecký Brno 2007 Prohlášení Prohlašuji, že tato práce je mým původním autorským dílem, které jsem vypracoval(a) samostatně. Všechny zdroje prameny a literaturu, které jsem při vypracování používal(a) nebo z nich čerpal(a), v práci řádně cituji s uvedením úplného odkazu na příslušný zdroj. Vedoucí práce Mgr. Vlastimil Holer -2- Poděkování Na této straně bych chtěl poděkovat: • rodičům, • Mgr. Vlastimilu Holerovi, vedoucímu mé bakalářské práce, • Lukáši Fryčovi, studentovi, za podnětné připomínky. -3- Shrnutí Tato práce se zabývá technologiemi a protokoly, které vykonávají automatickou konfiguraci zařízení, připojujícího se do počítačové sítě, a poskytují service discovery. Popisuje principy fungování těchto protokolů, jejich implementace a jejich budoucí využití. -4- Klíčová slova service discovery, UPnP, SLP, Zeroconf, DHCP, RARP, Neighbor Discovery -5- Obsah 1 Úvod .................................................................................................................. 8 1.1 Service discovery....................................................................................... 8 2 Service Location Protocol................................................................................. 9 2.1 Popis SLP................................................................................................... 9 2.2 Struktura a fungování SLP......................................................................... 9 2.3 Rozdíly mezi 1. a 2. verzí SLP.................................................................... 10 2.4 Bezpečnost................................................................................................. 11 2.4.1 Útok Denial of Service................................................................... 11 2.4.2 Bezpečnostní politika SLP............................................................. 11 2.5 Použití a implementace.............................................................................. 12 2.6 Porovnání.................................................................................................. 12 3 Zeroconf............................................................................................................. 13 3.1 Popis.......................................................................................................... 13 3.1.1 IPv4 Link Local Addressing.......................................................... 13 3.1.2 Multicast DNS............................................................................... 14 3.1.3 Service discovery........................................................................... 14 3.1.3.1 DNS-SD.......................................................................... 15 3.2 Implementace............................................................................................. 15 3.2.1 Bonjour.......................................................................................... 15 3.2.1.1 mDNSResponder............................................................ 16 3.2.1.2 Zabezpečení.................................................................... 16 3.2.1.3 Využití............................................................................ 16 3.2.2 Howl.............................................................................................. 16 3.2.3 Avahi............................................................................................. 17 4 Universal Plug and Play................................................................................... 18 4.1 Popis.......................................................................................................... 18 4.2 UPnP service discovery............................................................................. 18 4.2.1 Nalezení zařízení – SSDP.............................................................. 18 4.2.2 Popis nalezené entity..................................................................... 18 4.2.3 Kontrola zařízení........................................................................... 19 4.2.3.1 SOAP.............................................................................. 19 -6- 4.2.4 Oznamování událostí a prezentace služby..................................... 19 4.3 NAT............................................................................................................ 20 4.3.1 Internet gateway device................................................................. 20 4.5 Bezpečnost UPnP....................................................................................... 20 4.5.1 Ověřování nalezeného zařízení...................................................... 20 4.5.2 Zabezpečení kontrolního protokolu............................................... 21 4.6 Využití a implementace.............................................................................. 21 5 Další protokoly.................................................................................................. 21 5.1 RARP......................................................................................................... 23 5.2 DHCP........................................................................................................ 23 5.3 NDP – Neighbor discovery protocol.......................................................... 24 5.3.1 Komunikace mezi hostitelským počítačem a routerem.................. 24 5.3.2 Komunikace mezi hostitelskými počítači....................................... 25 5.3.3 Funkce pro přesměrování paketu................................................... 25 5.3.4 Secure neighbor discovery............................................................. 25 6 Závěr.................................................................................................................. 27 -7- Kapitola 1 Úvod S rozvojem sítí a jejich rozšířením do běžného života začaly stoupat i požadavky na snadnou a rychlou konfiguraci počítače připojeného do sítě. Cílem bylo odlehčit správě neustále rostoucích sítí a umožnit pohodlnější připojení do sítě. Zároveň s tím může klient ob­ držet i další informace, charakterizující danou síť. Dokud byly sítě poměrně malé, jevilo se jako nejvhodnější řešení použití protokolu RARP1. S rostoucí rozlehlostí a strukturou sítí, se však tento protokol začal jevit jako nedosta­ čující, zejména kvůli jeho omezení nastavit klientovi pouze IP adresu. Tento problém vyřešily protokoly BOOTP2 a DHCP3, které navíc umožňují nastavit počítači i další informace, nezbytné pro komunikaci v síti, jako jsou maska a brána sítě a adresa DNS4 serveru . Kromě těchto pro­ tokolů, vyvinutých primárně pro konfiguraci počítače, existují i technologie, které tuto službu také poskytují, a navíc umožňují vykonávat tzv. service discovery. 1.1 Service discovery Jedná se o schopnost nalézt bez předchozího nastavení v sítích zařízení poskytující určitou službu. Ta pak může být využita k vyžádaným úkonům. Před nalezením však musí být tato služba registrována v síti. K těmto operacím slouží specifické protokoly, tzv. service dis­ covery protokoly. Hlavními cíli při vytvoření service discovery bylo umožnit nalezení dané služby a zaru­ čit, že vyhledávání a registrování bude probíhat bez předchozího nastavení sítě. Dané poža­ davky však velmi snižují bezpečnost a důvěrnost v dané síti. Tyto problémy částečně řeší servi­ ce discovery protokoly. Ty můžeme rozdělit do tří kategorií. V první skupině jsou protokoly pracující v ad-hoc sítích. Ty používají pro komunikaci broadcast (všesměrové vysílání) a multicast (vysílání pouze pro uzly určité skupiny). Mezi ta­ kové protokoly patří např. Bluetooth SDP, DEAPspace nebo Allia. Dále to jsou protokoly určené pro sítě typu WAN (Wide Area Network). Z důvodu pre­ vence před velkým zatížením komunikačních linek je zakázáno používat broadcast a multicast. Nejznámějšími protokoly, vyvinutými pro tento druh sítí jsou např. Superstring nebo GloServ. Posledním typem jsou protokoly operujících v malých lokálních sítích typu LAN (Lo­ cal Area Network), pro něž byl service discovery původně navržen. Zde jsou použity velice fle­ xibilní a spolehlivé protokoly SLP, Zeroconf a UPnP. Kapitoly dvě, tři a čtyři se zabývají výše zmíněnými protokoly umožňující service dis­ covery v lokálních sítích. V kapitole páté jsou popsány historické, současné a budoucí protoko­ ly, které provádějí automatickou konfiguraci zařízení. Závěrečná kapitola obsahuje přehled této práce a možnosti budoucího využití popisovaných technologií. V přiloženém CD se nacházejí funkční zdrojové kódy protokolů service discovery. 1 Reverse Address Resolution Protocol 2 Bootstrap Protocol 3 Dynamic Host Configuration Protocol 4 Domain Name Service -8- Kapitola 2 Service Location Protocol 2.1 Popis SLP SLP je standardní vyhledávací protokol, který byl vytvořen pro nalezení a využívání za­ řízení v LAN sítích bez předchozího nastavení. Hlavními přednostmi jsou jednoduchá imple­ mentace a nenáročná kontrola. V současné době existují dvě verze tohoto protokolu. Verze č.1 je popsána RFC 2165 dokumentem a specifikaci verze č.2 obsahuje dokument RFC 2608. 2.2 Struktura a fungovaní SLP Struktura SLP se skládá ze tří softwarových entit. Ty tvoří základ SLP, viz. obrázek 2.2a. Komunikace mezi nimi probíhá na protokolech TCP a UDP na portu 427. První entita je User Agent (dále jen UA), což je počítač, který vyhledává služby. Druhou je Service Agent (zkráceně SA), zařízení oznamující existenci jedné nebo více služeb. Poslední volitelným