This is an old revision of the document!
student@uso:~$ cd /home/student student@uso:~$ rm -rf uso.git student@uso:~$ git clone https://github.com/systems-cs-pub-ro/uso-lab.git Cloning into 'uso-lab'... remote: Enumerating objects: 996, done. remote: Counting objects: 100% (290/290), done. remote: Compressing objects: 100% (206/206), done. remote: Total 996 (delta 88), reused 246 (delta 52), pack-reused 706 Receiving objects: 100% (996/996), 82.24 MiB | 8.99 MiB/s, done. Resolving deltas: 100% (319/319), done.
git pull
în directorul ~/uso-lab
.
Infrastructura laboratorului este bazată pe containere docker ale căror imagini vor fi generate pe propriul calculator. Dacă nu aveți deja instalat Docker Engine pe sistem, rulați comanda ~/uso-lab/labs/03-user/lab-container/lab_prepare.sh install
pentru a vă instala aplicația.
După ce ați terminat de lucrat vă recomandăm să opriți containerele rulând comanda ./lab_prepare.sh delete
în directorul ~/uso-lab/labs/03-user/lab-container
.
În cadrul acestei secțiuni vom învăța cum să reparăm problemele de conectivitate la rețea (sau, informal, rezolvarea problemei “nu-mi merge Internetul”). Pentru a face asta este necesar să parcurgem toate nivelurile de rețea prin care trec datele pentru a fi trimise în Internet.
În continuare vom prezenta pașii pe care îi urmăm ca să verificăm funcționalitatea nivelului de rețea și cum putem să îl configurăm sumar.
Primul nivel cu care interacționăm este nivelul fizic, care are rolul de a trimite date sub formă de semnale prin mediul de transmisie. De exemplu, semnalele electrice sunt transmise prin fir de cupru, pulsurile luminoase prin fibră optică și undele radio prin wireless.
Așa arată un cablu de cupru de tip UTP (Unshielded Twisted Pair):
O altă componentă a nivelului fizic este placa de rețea a sistemului (în engleză, NIC - *Network Interface Card*), care va trimite datele prin mediul de transmisie.
Majoritatea timpului problemele de conexiune la Internet vin de la faptul că nu este conectat cablul de Internet la placa de rețea, sau de la faptul că avem conexiune slabă la rețeaua wireless.
La nivel fizic, putem verifica conexiunea și funcționalitatea unei plăci de rețea uitându-ne la ledurile care reprezintă conexiunea la mediul fizic. Observăm în GIF-ul de mai jos cum arată ledurile unei plăci de rețea funcționale. Dacă acestea nu sunt aprinse, atunci nu vom avea conectivitate la rețea.
~/uso-lab/labs/03-user/lab-container
comanda ./lab_prepare.sh install fizic
. Pentru a ne conecta la infrastructura pentru această secțiune vom folosi comanda ./lab_prepare.sh connect fizic
O interfață de rețea este un mijloc de realizare a configurărilor de rețea asociată de obicei unei plăci de rețea și identificată printr-un nume.
La nivelul sistemului de operare putem verifica dacă o placă de rețea este activă folosind comanda următoare:
root@fizic:~# ip link show 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000 link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00 293: eth0@if294: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP mode DEFAULT group default link/ether 02:42:0a:0a:0a:01 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0 297: eth1@if298: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN mode DEFAULT group default link/ether 02:42:0b:0b:0b:01 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0 299: eth2@if300: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN mode DEFAULT group default link/ether 02:42:0c:0c:0c:01 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0
Starea fiecărei interfețe de rețea este reprezentată de numărul interfeței și numele ei, împreună cu parametrii săi de rulare. Majoritatea informațiilor afișate de comanda de mai sus nu sunt relevante pentru noi. O opțiune relevantă este valoarea ``state``, urmată de starea interfeței de rețea, care poate să fie ``UP``, ``DOWN`` sau ``UNKNOWN``.
ethX
, unde X este un număr. În funcție de distribuția pe care rulăm numele interfețelor poate să se fie într-un format diferit.
Observăm că interfața de rețea cu numele eth0
este pornită, deoarece linia asociată interfeței conține șirul de caractere state UP
. În același timp observăm că interfața de rețea eth1
nu este activă deoarece pe linia sa observăm șirul de caractere state DOWN
.
Pentru a porni interfața eth1
vom folosi următoarea comandă:
root@uso:~# ip link set up dev eth1
Mereu, după ce rulăm o comandă, trebuie să verificăm dacă s-a efectuat cu succes, folosind o metodă de verificare. În cazul de față vom folosi tot comanda ip link show
:
root@fizic:~# ip link show 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000 link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00 293: eth0@if294: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP mode DEFAULT group default link/ether 02:42:0a:0a:0a:01 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0 297: eth1@if298: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP mode DEFAULT group default link/ether 02:42:0b:0b:0b:01 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0 299: eth2@if300: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN mode DEFAULT group default link/ether 02:42:0c:0c:0c:01 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0
Porniți interfața de rețea eth2
.
fizic
folosind comanda exit
.
~/uso-lab/labs/03-user/lab-container
comanda ./lab_prepare.sh install internet
. Pentru a ne conecta la infrastructura pentru această secțiune vom folosi comanda ./lab_prepare.sh connect internet
Internetul este o interconectare de dispozitive, numite stații și organizate în rețele, care se extinde pe toată Planeta. Datele trimise în Internet trebuie redirecționate de la un nod la altul, așa incât să ajungă rapid de la o stație la altă stație.
Deci, pentru ca o stație să comunice cu o altă stație din Internet, trebuie ca cele doua stații să fie conectate la Internet.
Mai apoi, cele două stații trebuie să se poată adresa una alteia. Adică fiecare stație are nevoie de un identificator, o adresă. Cum fiecare casă din lume are o adresă cu care poate fi identificată unic, așa și fiecare stație are o adresă unică in Internet numită adresa IP (Internet Protocol).
Fiecare interfață de rețea este o cale diferită către Internet, deci fiecare are nevoie de a avea configurată câte o adresă IP.
Pentru a vedea adresele IP configurate pe interfețele de rețea folosim următoarea comandă:
root@internet:~# ip address show 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000 link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00 inet 127.0.0.1/8 scope host lo valid_lft forever preferred_lft forever 195: eth0@if196: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default link/ether 02:42:0a:0a:0a:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0 inet 10.10.10.2/24 brd 10.10.10.255 scope global eth0 valid_lft forever preferred_lft forever 199: eth1@if200: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default link/ether 02:42:0b:0b:0b:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0 203: eth2@if204: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default link/ether 02:42:0c:0c:0c:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0
Există două tipuri de adrese IP (IPv4 și IPv6), dar în cadrul acestui laborator vom lucra numai cu adrese de tip IPv4. Adresele IP ale interfețelor sunt scrise pe liniile care conțin inet
. Adresele IPv4 sunt de forma A.B.C.D
, unde A, B, C și D sunt numere cu valori între 1 si 255.
Pentru detalii despre adresele de tip IPv6 folosiți urmăriți această1) explicație.
Există două metode pentru configurarea unei adrese IP pe o interfață:
Vom insista pe configurarea dinamică, deoarece este mai simplă. În plus, nu avem cum să aflăm informațiile despre rețea înainte de a configura interfața de rețea.
Faceți modificările necesare astfel încât interfața eth1
să fie în starea UP
.
Pentru a obține o adresă IP în mod dinamic pe o interfață folosim comanda dhclient
:
root@internet:~# dhclient eth1 mv: cannot move '/etc/resolv.conf.dhclient-new.35' to '/etc/resolv.conf': Device or resource busy
mv: cannot move '/etc/resolv.conf.dhclient-new.35' to '/etc/resolv.conf': Device or resource busy
apare mereu în containerele docker atunci când încercăm să obținem o adresă IP folosind comanda dhclient
. NU este o problemă dacă aceasta apare.
Mai sus am rulat comanda pentru a obține o adresă IP pentru interfața eth1
.
Comanda dhclient
este bazată pe protocolul DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Acesta presupune că există un server pe rețea care cunoaște ce IP-uri sunt folosite pe rețea și care poate să ofere adrese IP calculatoarelor care fac cereri pe rețea. dhclient
face o cerere de rezervare a unei adrese IP către serverul DHCP de pe rețea.
Afișați adresele IP de pe toate interfețele.
Observați că am obținut o adresă IP pe interfața eth1
.
Configurați adresa IP pe interfața eth2
.
Pentru a șterge o adresă IP de pe o interfața folosim comanda ip address flush
în felul următor:
root@internet:~# ip address flush eth1 root@internet:~# ip address show eth1 199: eth1@if200: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default link/ether 02:42:0b:0b:0b:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0
ip address show
Ștergeți configurația de rețea de pe interfețele eth1
și eth2
.
Pentru a verifica conexiunea dintre două stații folosim comanda ping
. Această comandă trimite mesaje către o stație și așteaptă un răspuns de la ea.
Atunci când testăm conexiunea la internet, vrem să verificăm câteva aspecte, odată ce am obținut o adresă IP de la serverul DHCP:
De exemplu, dacă vrem să verificăm conectivitatea la serverul 8.8.8.8
(un server public din Internet), folosim comanda:
student@uso:~# ping -c 4 8.8.8.8 PING 8.8.8.8 (8.8.8.8) 56(84) bytes of data. 64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=1 ttl=61 time=23.0 ms 64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=2 ttl=61 time=25.7 ms 64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=3 ttl=61 time=24.8 ms 64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=4 ttl=61 time=25.2 ms --- 8.8.8.8 ping statistics --- 4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3092ms rtt min/avg/max/mdev = 23.051/24.731/25.707/1.020 ms
Comportamentul implicit al comenzii ping
este să trimită pachete la infinit. Am folosit opțiunea -c 4
în exemplul de mai sus pentru a reduce numărul de pachete trimise la 4.
Atunci când nu pot fi trimise mesaje către stația identificată prin adresa IP, mesajul de eroare va arăta în felul următor:
student@uso:~# ping 10.10.10.10 PING 10.10.10.10 (10.10.10.10) 56(84) bytes of data. From 10.10.10.3 icmp_seq=1 Destination Host Unreachable From 10.10.10.3 icmp_seq=2 Destination Host Unreachable From 10.10.10.3 icmp_seq=3 Destination Host Unreachable From 10.10.10.3 icmp_seq=4 Destination Host Unreachable ^C --- 10.10.10.10 ping statistics --- 4 packets transmitted, 0 received, +4 errors, 100% packet loss, time 3074ms
Pentru verificarea conectivității în interiorul rețelei trebuie să verificăm că putem să trimitem mesaje folosind utilitarul ping
unui calculator din rețea.
În mod implicit comanda ping
trimite mesaje de verificare a conexiunii la infinit. De data aceasta, în loc să rulăm comanda ping
folosind opțiunea -c 4
, am oprit rularea comenzii folosind combinația de taste Ctrl+c
.
O țintă bună de testare pentru trimiterea mesajelor în rețea este (default) gateway-ul. Un gateway este un dispozitiv de rețea care se ocupă de interconectarea rețelelor și care primește mesaje de la toate stațiile din rețea pentru a le trimite în Internet.
Gateway-ul este configurat static sau dinamic, cum este configurată și adresa IP a unei interfețe.
Pentru a identifica gateway-ul, folosim comanda ip route show
în felul următor:
student@uso:~# ip route show default via 10.0.2.2 dev enp0s3 proto dhcp metric 100 10.0.2.0/24 dev enp0s3 proto kernel scope link src 10.0.2.15 metric 100 169.254.0.0/16 dev enp0s3 scope link metric 1000 192.168.56.0/24 dev enp0s8 proto kernel scope link src 192.168.56.4 metric 101
Observăm că adresa IP a default gateway-ului este 10.0.2.2
, deoarece acesta se află pe linia care conține șirul de caractere default
.
Aflați adresa de rețea de pe interfața enp0s3
.
enp0s3
sunt foarte similare. Acest lucru se întâmplă deoarece stațiile se află în aceeași rețea.
Verificați conexiunea cu gateway-ul folosind comanda ping
.
Pentru verificarea conexiunii la Internet este bine să verificăm cu o adresă consacrată, în care avem încredere că nu va avea probleme tehnice. Un astfel de exemplu este serverul oferit de Google de la adresa IP 1.1.1.1
.
Verificați conexiunea la serverul 8.8.8.8
oferit de Google folosind comanda ping
.
Dispozitivele pe care le folosim noi devin din ce în ce mai mici, mai eficiente și ieftine. Asta se întâmplă deoarece multe dintre aplicațiile care până nu de curând rulau pe calculatorul propriu s-au mutat în spațiu online. De exemplu, în loc să descărcăm filme și să le urmărim de pe calculator, folosim o aplicație cum ar fi Netflix pentru a transmite prin Internet filmul pe care vrem să îl urmărim. Un alt exemplu relevant este Google Drive, care ne permite să stocăm, să replicăm și să edităm documente într-o interfață web, în loc să le păstrăm local pe calculatorul pe care îl folosim. Toată puterea de procesare și tot spațiul de stocare s-a mutat de pe calculatorul propriu pe servere aflate în Internet.
Vom numi aceste aplicații care rulează în Internet servicii.
Un serviciu este o aplicație care oferă o funcționalitate utilizatorilor care apelează la ele. Serviciile în domeniul calculatoarelor lucrează folosind paradigma server-client. Un avantaj major al acestei abordări este că reduce puterea de calcul necesară pentru rularea aplicațiilor de către utilizatori. Aceștia au nevoie doar de o aplicație client care știe să comunice cu serverul. Astfel, aplicația client trimite o cerere către aplicația server, serverul primește cererea, procesează cererea și servește răspunsul aplicației client care a făcut cererea.
Această paradigmă poate fi observată în schema următoare:
Atunci când noi vrem să urmărim un film pe Netflix aplicația client Netflix de pe calculator sau smart TV va trimite o cerere de descărcare a filmului de pe serverul Netflix aflat la distanță.
În viață de zi cu zi aplicația pe care o folosim cel mai mult este browserul web, deoarece majoritatea aplicațiilor pe care le folosim au fost transformate în pagini web cu care noi interacționăm. Browserul web este o aplicație care execută o cerere HTTP către un server web, identificat printr-o adresă, un link, prin care face o acțiune și primește un răspuns. De exemplu, când accesăm pagina www.facebook.com
se trimite o cerere către serverul HTTP, iar acesta trimite un răspuns către browser sub forma unei pagini web, în formatul HTML, pe care browserul o afișează.
Pentru interacțiunea cu serverele web putem folosi și clienți web în linie de comandă. Clienții web folosiți în linie de comandă sunt folositori atunci când nu avem acces la o interfață GUI, sau când încercăm să automatizăm un proces. De exemplu, pentru a verifica automat starea unui site avem nevoie să descărcăm pagina site-ului.
Există mai multe implementări de clienți web în linie de comandă. Vom folosi comanda wget
pentru descărcarea unei pagini web.
student@uso:~$ wget elf.cs.pub.ro --2020-10-20 23:01:02-- http://elf.cs.pub.ro/ Resolving elf.cs.pub.ro (elf.cs.pub.ro)... 141.85.227.116 Connecting to elf.cs.pub.ro (elf.cs.pub.ro)|141.85.227.116|:80... connected. HTTP request sent, awaiting response... 200 OK Length: 168 [text/html] Saving to: ‘index.html’ index.html 100%[===========================================================>] 168 --.-KB/s in 0s 2020-10-20 23:01:02 (7,61 MB/s) - ‘index.html’ saved [168/168] student@uso:~$ cat index.html <html> <head> <meta name="google-site-verification" content="gTsIxyV43HSJraRPl6X1A5jzGFgQ3N__hKAcuL2QsO8" /> </head> <body> <h1>It works!</h1> </body> </html>
Comanda wget
primește ca parametru link-ul către pagina pe care vrem să o descărcăm.
Am folosit comanda cat
pentru afișarea conținutului fișierului index.html
. Fișierul index.html
este fișierul descărcat în mod implicit, dacă nu descărcăm o pagină specifică.
www.facebook.com
. Afișați conținutul fișierului descărcat.
http://wttr.in/
. Afișați conținutul fișierului descărcat.http://elf.cs.pub.ro/uso/res/final/07-feb/heroes.csv
. Ce tip de fișier este acesta?
~/uso-lab/labs/03-user/lab-container
comanda ./lab_prepare.sh install ssh
. Pentru a ne conecta la infrastructura pentru această secțiune vom folosi comanda ./lab_prepare.sh connect ssh
În multe situații atunci când lucrăm cu sisteme, este necesar să rulăm aplicații pe alte stații în afara calculatorului nostru fără să avem acces fizic la stații.
Protocolul cel mai folosit pentru accesul la stații la distanță este protocolul SSH. SSH permite autentificarea la o stație pe care rulează un server SSH. Când ne conecta la o stație, trebuie să precizăm utilizatorul cu care vrem să ne logăm. Pentru autentificare introducem parola utilizatorului, sau folosim o cheie de acces la stație.
Pentru a rula comenzi pe o altă stație putem folosi programul SSH (Secure Shell) pentru a ne conecta la acesta în felul următor:
student@uso:~$ hostname uso student@uso:~$ ssh root@10.10.10.3 The authenticity of host '10.10.10.3 (10.10.10.3)' can't be established. ECDSA key fingerprint is SHA256:I3Ybkkk7nF2FjwVHMzjkyujDnhlRlnSwPRVwUKm6OCM. Are you sure you want to continue connecting (yes/no/[fingerprint])? yes Warning: Permanently added '10.10.10.3' (ECDSA) to the list of known hosts. root@10.10.10.3's password: Welcome to Ubuntu 18.04.5 LTS (GNU/Linux 5.4.0-51-generic x86_64) * Documentation: https://help.ubuntu.com * Management: https://landscape.canonical.com * Support: https://ubuntu.com/advantage This system has been minimized by removing packages and content that are not required on a system that users do not log into. To restore this content, you can run the 'unminimize' command. The programs included with the Ubuntu system are free software; the exact distribution terms for each program are described in the individual files in /usr/share/doc/\*/copyright. Ubuntu comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY, to the extent permitted by applicable law. root@ssh:~# ls / bin boot dev etc home lib lib64 media mnt opt proc root run sbin srv sys tmp usr var root@ssh:~# hostname ssh
Unde root
este numele utilizatorului și 10.10.10.3
este adresa IP, sau hostname-ul stației la care vrem să ne conectăm.
Atunci când ne conectăm la o stație, clientul SSH va încerca să autentifice stația la care ne-am conectat. Dacă ne conectăm pentru prima oară la un sistem trebuie să spunem clientului că am verificat datele clientului la care ne-am conectat.
În mod implicit protocolul SSH va folosi autentificarea cu parolă. Parola introdusă în exemplul de mai sus este parola root
.
Odată ce ne-am conectat la calculator, avem acces la un shell în care rulăm comenzi ca mai sus. Putem observa că ne-am autentificat pe un calculator diferit deoarece s-a schimbat promptul terminalului de la student@uso:~$
la root@ssh:~#
și s-a afișat un mesaj numit Message of the Day.
În exemplul de mai sus am rulat comanda hostname
care afișează numele stației la care ne-am conectat pentru a ne asigura că ne-am conectat pe un nou calculator. Putem observa numele stației și din prompt.
11.11.11.3
folosind utilizatorul root
și parola root
.12.12.12.3
folosind utilizatorul student
și parola student
.Observație:
Atunci când ne conectăm la o stație folosind protocolul SSH este necesar să precizăm un nume de utilizator valid. Dacă utilizatorul nu există, serverul nu va preciza faptul că utilizatorul nu există pe sistem, ci va cere parola utilizatorului, dar nu va permite autentificarea la stație. De ce serverul SSH nu specifică dacă utilizatorul exista sau nu?
Pentru a transfera fișiere la distanță folosim scp
(secure copy). Comanda
scp
se folosește de protocolul SSH pentru transferul de date între stații,
astfel ne putem folosi de modelul de autentificare de la SSH, ca în comanda de
mai jos:
student@uso:~$ scp /bin/bash student@10.10.10.3:~/ student@10.10.10.3's password: bash 100% 1156KB 30.5MB/s 00:00 student@uso:~$ ssh student@10.10.10.3 ls ~ student@10.10.10.3's password: bash
Fișierul /bin/bash
a fost copiat de pe stația uso
pe stația de la adresa IP 10.10.10.3
în directorul home al utilizatorului student
. Am rulat comanda ls ~
prin SSH pentru a verifica că s-a efectuat copierea cu succes.
Trimiterea fișierelor poate fi realizată în orice direcție:
Pentru descărcarea fișierelor de pe un server folosim comanda scp
:
student@uso:~$ scp root@10.10.10.3:/etc/resolv.conf . root@10.10.10.3's password: resolv.conf 100% 38 19.3KB/s 00:00 student@uso:~$ cat resolv.conf nameserver 127.0.0.11 options ndots:0 student@uso:~$ ssh root@10.10.10.3 cat /etc/resolv.conf root@10.10.10.3's password: nameserver 127.0.0.11 options ndots:0
Comanda rulată anterior a descărcat fișierul resolv.conf
din directorul /etc/
de pe stația 10.10.10.3
în directorul curent (.
).
Descărcați fișierul /etc/passwd
de la adresa 10.10.10.3
folosind utilizatorul student
și parola student
în directorul /home/student/Downloads
.
Pentru copierea unui director folosim opțiunea -r
:
student@uso:~$ scp -r ./Downloads/ root@10.10.10.3:~/ root@10.10.10.3's password: macos.txt 100% 18 4.2KB/s 00:00 index.html 100% 168 168.4KB/s 00:00 teamviewer_15.10.5_amd64.deb 100% 14MB 48.1MB/s 00:00
Comanda anterioară a copiat directorul Downloads
și conținutul său din directorul curent în directorul home al utilizatorului root
de la adresa 10.10.10.3
.
Copiați directorul /usr
de pe stația de la adresa 10.10.10.3
în directorul home al utilizatorului curent. Vă veți autentifica pe stația de la distanță folosind utilizatorul root
și parola root
.