practicas/pipi/README

   1 ===============================
   2 Sistemas Distribuidos I (75.74)
   3 ===============================
   4
   5 ------------------------------------------------------------------
   6 TP 2: Sistema de resolución de nombres sobre IP adaptado a sockets
   7 ------------------------------------------------------------------
   8
   9 :Author: Leandro Lucarella (77891)
  10
  11
  12 Organización
  13 ============
  14
  15 En el directorio `src` se encuentra el código fuente del trabajo, con su
  16 correspondiente `Makefile` para compilarlo tan solo ejecutando `make`.
  17
  18 En el directorio `rutas_ejemplo` contiene algunos archivos con descripciones de
  19 rutas de ejemplo para correr los programas. En el directorio `zonas_ejemplo` se
  20 encuentran archivos de configuración de zonas de dominios de nombre para
  21 realizar pruebas.
  22
  23
  24 Uso
  25 ===
  26
  27 El trabajo consta de dos programas, uno llamado `ip` y otro `dns` (más algunas
  28 otras pruebas que no tienen relevancia).
  29
  30 ip
  31 --
  32
  33 El programa `ip` corre 3 procesos (fork(2)eados), uno que recibe paquetes IP
  34 otro que recibe entrada del usuario y envía paquetes IP y otro que redirecciona
  35 (forward) paquetes IP en caso de ser pertinente.
  36
  37 Uso::
  38
  39   ./ip ip [router [forward [route_file [queue_id [proto]]]]]
  40
  41 ip
  42   IP que utiliza este proceso
  43
  44 router
  45   0 si es router, 1 si no lo es (default 0)
  46
  47 forward
  48   0 si puede hacer forwarding, 1 si no (default 0)
  49
  50 route_file
  51   Archivo con las rutas. El formato del archivo es una ruta por línea, cada
  52   línea se compone de red (por ahora sólo soporta IPs puntuales), gateway (si es
  53   cero es que están en la misma red), MTU y métrica (todavía no se usa),
  54   separados por uno o más espacios o tabs (default `route.txt`)
  55
  56 queue_id
  57   Identificador de la cola a usar como medio físico, también establece el
  58   identificador de la cola a usar para comunicarse con el otro proceso
  59   (`test_ipout`) para hacer forwarding, que será queue_id + 1 (default
  60   `DEV_DEFAULT_KEY` obtenido de `dev.h`)
  61
  62 proto
  63   Protocolo que transporta (default 0)
  64
  65
  66 El programa se queda esperando la entrada del usuario, y sale cuando esta se
  67 termina (Ctrl-D). El formato de entrada es::
  68
  69   IP DESTINO
  70   MENSAJE
  71
  72 Es decir, en una línea se pone la IP de destino y en la línea siguiente el
  73 mensaje. Para enviar otro mensaje, nuevamente se pone IP de destino en una línea
  74 y el mensaje en la siguiente.
  75
  76 dns
  77 ---
  78
  79 El programa `dns` corre también 3 procesos (fork(2)eados), uno que recibe
  80 peticiones de nombres, otro que recibe entrada del usuario y envía peticiones
  81 (o mejor dicho encola peticiones para ser enviadas) y otro que realiza el envío
  82 de las peticiones realmente.
  83
  84 Uso::
  85
  86   ./dns ip [route_file [zone_file [port]]]
  87
  88 ip
  89   IP que utiliza este proceso (ídem programa `ip`)
  90
  91 route_file
  92   Archivo con las rutas (ídem programa `ip`)
  93
  94 zone_file
  95   Archivo con la descripción de las zonas. El formato es muy simple. Cada zona
  96   está separada por un renglón en blanco y empieza con una línea con 3 campos
  97   separados por espacios o tab: nombre de la zona, TTL y nodo padre. Luego le
  98   sigue la lista de registros de esa zona, también con 3 campos por renglón:
  99   nombre, tipo de registro (A para indicar una IP, NS para indicar donde buscar
 100   registros de una zona con ese nombre) e IP (ya sea la IP definitiva si es A o
 101   la IP del nameserver al cual recurrir si es NS). Se pueden ver ejemplos de
 102   estos archivos en el disco entregado.
 103
 104 port
 105   Puerto en el cual escuchará la abstracción de capa física sobre TCP.
 106
 107
 108 El programa es muy similar a `ip`, se queda esperando la entrada del usuario,
 109 y sale cuando esta se termina (Ctrl-D). El formato de entrada es::
 110
 111   HOSTNAME_A_BUSCAR
 112
 113 Es decir, se escribe en una línea el nombre del host del cual se quiera obtener
 114 la IP y se presiona ENTER.
 115
 116
 117 Diseño del trabajo
 118 ==================
 119
 120 El trabajo fue desarrollado en C++, orientado a objetos. Se compone de las
 121 siguientes clases:
 122
 123 Dev
 124   Encapsula la capa física y el dispositivo de red. Es una interfaz abstracta.
 125
 126 DevQue
 127   Implementación de Dev utilizando una cola como medio físico y el id
 128   representaría el cable (si 2 dispositivos tienen cola con id distinto serían
 129   como si no compartieran el mismo cable). Por simplicidad a la cola siempre
 130   se envía el tamaño del MTU completo pero se agrega una cabecera con el
 131   tamaño real del frame.
 132
 133 DevTCP
 134   Implementación de Dev utilizando conexiones TCP. Por cada frame saliente a un
 135   destino en particular se crea una conexión TCP (a menos que ya esté creada, en
 136   cuyo caso se reutiliza) y se escucha por conexiones entrantes para recibir
 137   frames (también guardándolas para reutilizarlas). A diferencia del DevQue se
 138   envía el tamaño del frame exacto (en realidad se agrega una pequeña cabecera).
 139
 140 IPAddr
 141   Clase auxiliar que encapsula una dirección IP.
 142
 143 IPHeader
 144   Encapsula una cabecera IP. El cálculo de checksum se simplificó (haciendo una
 145   suma byte a byte de toda la cabecera) porque cumple con el objetivo didactico
 146   de todas maneras.
 147
 148 RouteTable
 149   Encapsula una tabla de ruteo. Por falta de tiempo y simplicidad por ahora sólo
 150   soporta rutas a un sólo host (no a una red) pero es muy fácilmente extensible
 151   y transparente para el resto de las clases que la usan. Las rutas se componen
 152   de red (en realidad por ahora host), geteway, MTU, metrica y dispositivo de
 153   red por el cual salir (Dev).
 154
 155 IPIn
 156   Es la clase encargada de recibir paquetes IP. Hace chequeos varios y descarta
 157   paquetes según los siguientes criterios:
 158
 159   * Cabecera incompleta o no es IP
 160   * Versión IP incorrecta
 161   * Mal checksum
 162   * TTL=0
 163   * No es para nosotros y no hacemos forward
 164   * Es para nosotros pero somos un router
 165
 166   Si hace forwarding le pasa a IPOut el paquete por una cola y reensabla de ser
 167   necesario.
 168
 169 IPOut
 170   Es la clase encargada de enviar paquetes IP. Tiene una RouteTable para hacer
 171   el ruteo y verifica si hay paquetes a forwardear antes de enviar lo que le
 172   piden. También fragmenta y puede "descartar" paquetes según estos criterios:
 173
 174   * No existe una ruta para el destino
 175   * Tamaño de paquete más grande que MTU y DF=1
 176
 177 libtcp
 178   Es el único componente del TP que no es orientado a objetos ya que se
 179   reutilizó de trabajos anteriores. Es una pequeña abstracción sobre la API de
 180   sockets de BSD para mayor simplicidad.
 181
 182 ResolvProtoRequest
 183   Clase que encapsula una petición de resolución de nombre a enviar via IP.
 184
 185 ResolvProtoResponse
 186   Clase que encapsula una respuesta de resolución de nombre a enviar via IP.
 187
 188 NameServer
 189   Clase encargada de resolver los nombres. Escucha por peticiones y puede
 190   resolverlas recursiva o directamente (según venga de otro NameServer o de un
 191   Resolver la petición). Esta clase se compone de varias otras clases auxiliares
 192   para almacenar las zonas y el cache.
 193
 194
 195 Ejemplo de corrida
 196 ==================
 197
 198 Archivo de configuración de zonas de 10.10.10.2::
 199
 200   homero.casa   600     10.10.10.1
 201   tito  A       10.10.100.1
 202   juan  A       10.10.100.2
 203   juan  A       10.10.100.3
 204   pepe  A       10.10.100.4
 205   juan  A       10.10.100.5
 206   pepe  A       10.10.100.6
 207   marge NS      10.10.10.3
 208   todos NS      10.10.10.1
 209   todos NS      10.10.10.3
 210   todos NS      10.10.10.141
 211
 212 Línea de comandos::
 213
 214   ./dns 10.10.10.2 ../rutas_ejemplo/mi_lan.txt ../zonas_ejemplo/10.10.10.2.txt
 215
 216 Resolución de un nombre local con una sola IP
 217 ---------------------------------------------
 218
 219 Línea de comandos::
 220
 221   ./dns 10.10.10.2 ../rutas_ejemplo/mi_lan.txt ../zonas_ejemplo/10.10.10.2.txt
 222
 223 Salida::
 224
 225   tito.homero.casa
 226   Resolviendo tito.homero.casa...
 227   resolv_direct -> tratando de resolver: tito.homero.casa
 228   resolv_direct found (local/hijo): ResolvProtoResponse(ret=2, ttl=600, 10.10.100.1)
 229   resolv_recursive -> gotcha! ResolvProtoResponse(ret=2, ttl=600, 10.10.100.1)
 230   Resultado: ResolvProtoResponse(ret=2, ttl=600, 10.10.100.1)
 231
 232 Resolución de un nombre local con múltiples IP
 233 ----------------------------------------------
 234
 235 Salida::
 236
 237   juan.homero.casa
 238   Resolviendo juan.homero.casa...
 239   resolv_direct -> tratando de resolver: juan.homero.casa
 240   resolv_direct found (local/hijo): ResolvProtoResponse(ret=2, ttl=600, 10.10.100.2, 10.10.100.3, 10.10.100.5)
 241   resolv_recursive -> gotcha! ResolvProtoResponse(ret=2, ttl=600, 10.10.100.2, 10.10.100.3, 10.10.100.5)
 242   Resultado: ResolvProtoResponse(ret=2, ttl=600, 10.10.100.2, 10.10.100.3, 10.10.100.5)
 243
 244 Resolución de un nombre local no existente
 245 ------------------------------------------
 246
 247 Salida::
 248
 249   none.homero.casa
 250   Resolviendo none.homero.casa...
 251   resolv_direct -> tratando de resolver: none.homero.casa
 252   resolv_direct NOT FOUND (es local pero no existe)
 253   Resultado: ResolvProtoResponse(ret=4, ttl=0)
 254
 255 Resolución de un nombre remoto con múltiples IP y 2 niveles de indirección
 256 --------------------------------------------------------------------------
 257
 258 Archivo de configuración de zonas de 10.10.10.1::
 259
 260   casa  600 0.0.0.0
 261   burns A 10.10.10.1
 262   homero  A 10.10.10.2
 263   marge A 10.10.10.3
 264   manuk A 10.10.10.141
 265   juan  A 100.10.100.5
 266   pepe  A 100.10.100.6
 267   homero  NS  10.10.10.2
 268   marge NS  10.10.10.3
 269   manuk NS  10.10.10.141
 270
 271   burns.casa  600 0.0.0.0
 272   tito  A 100.10.100.1
 273   juan  A 100.10.100.2
 274   juan  A 100.10.100.3
 275   pepe  A 100.10.100.4
 276   juan  A 100.10.100.5
 277   pepe  A 100.10.100.6
 278
 279   todos.homero.casa 9500  0.0.0.0
 280   tito  A 10.1.100.1
 281   juan  A 10.1.100.2
 282   juan  A 10.1.100.3
 283   pepe  A 10.1.100.4
 284   juan  A 10.1.100.5
 285   pepe  A 10.1.100.6
 286
 287 Archivo de configuración de zonas de 10.10.10.3::
 288
 289   marge.casa  600 10.10.10.1
 290   tito  A 30.10.100.1
 291   juan  A 30.10.100.2
 292   juan  A 30.10.100.3
 293   pepe  A 30.10.100.4
 294   juan  A 30.10.100.5
 295   pepe  A 30.10.100.6
 296   manuk NS  10.10.10.141
 297   todos NS  10.10.10.1
 298   todos NS  10.10.10.3
 299   todos NS  10.10.10.141
 300
 301   todos.homero.casa 9500  10.10.10.2
 302   tito  A 10.1.100.1
 303   juan  A 10.1.100.2
 304   juan  A 10.1.100.3
 305   pepe  A 10.1.100.4
 306   juan  A 10.1.100.5
 307   pepe  A 10.1.100.6
 308
 309   marge.homero.casa 9500  10.10.10.2
 310   tito  A 10.3.100.1
 311   juan  A 10.3.100.2
 312   juan  A 10.3.100.3
 313   pepe  A 10.3.100.4
 314   juan  A 10.3.100.5
 315   pepe  A 10.3.100.6
 316
 317
 318 La petición se realiza desde 10.10.10.2, quien debe recurir a su nodo padre
 319 (10.10.10.1) que indica que el encargado de resolver esa zona es 10.10.10.3.
 320
 321 Salida de 10.10.10.2::
 322
 323   pepe.marge.casa
 324   Resolviendo pepe.marge.casa...
 325   resolv_direct -> tratando de resolver: pepe.marge.casa
 326   resolv_direct -> evaluando padre 10.10.10.1
 327   resolv_direct found (al padre): 10.10.10.1
 328   resolv_recursive -> redirect a ResolvProtoResponse(ret=3, ttl=600, 10.10.10.1)
 329   query -> pidiendo ResolvProtoRequest(query_type=0, name=pepe.marge.casa) a 10.10.10.1
 330   query -> recibido ResolvProtoResponse(ret=3, ttl=600, 10.10.10.3) de 10.10.10.1
 331   resolv_recursive_r -> redirect a ResolvProtoResponse(ret=3, ttl=600, 10.10.10.3)
 332   query -> pidiendo ResolvProtoRequest(query_type=0, name=pepe.marge.casa) a 10.10.10.3
 333   query -> recibido ResolvProtoResponse(ret=2, ttl=600, 30.10.100.4, 30.10.100.6) de 10.10.10.3
 334   resolv_recursive_r -> gotcha! ResolvProtoResponse(ret=2, ttl=600, 30.10.100.4, 30.10.100.6)
 335   Resultado: ResolvProtoResponse(ret=2, ttl=600, 30.10.100.4, 30.10.100.6)
 336
 337 Salida de 10.10.10.1::
 338
 339   NameServer::send_loop() -> recibido ResolvProtoRequest(query_type=0, name=pepe.marge.casa)
 340   resolv_direct -> tratando de resolver: pepe.marge.casa
 341   resolv_direct found (local/hijo): ResolvProtoResponse(ret=3, ttl=600, 10.10.10.3)
 342   NameServer::send_loop() -> respondo ResolvProtoResponse(ret=3, ttl=600, 10.10.10.3)
 343
 344 Salida de 10.10.10.3::
 345
 346   NameServer::send_loop() -> recibido ResolvProtoRequest(query_type=0, name=pepe.marge.casa)
 347   resolv_direct -> tratando de resolver: pepe.marge.casa
 348   resolv_direct found (local/hijo): ResolvProtoResponse(ret=2, ttl=600, 30.10.100.4, 30.10.100.6)
 349   NameServer::send_loop() -> respondo ResolvProtoResponse(ret=2, ttl=600, 30.10.100.4, 30.10.100.6)
 350
 351 .. vim: filetype=rst sw=2 sts=2 et :