Serveur SMTP en C

Sommaire

• 1 Présentation du projet
  • 1.1 Contexte
  • 1.2 Objectif
  • 1.3 Description du projet
  • 1.4 Validation de l'épreuve
  • 1.5 Matériel nécessaire
  • 1.6 Planning prévisionnel
    • 1.6.1 Introduction (semaines 1&2)
    • 1.6.2 Gestion des fichiers (semaine 3)
    • 1.6.3 Envoi des messages (semaine 4)
    • 1.6.4 Aspects multithread (semaine 5)
    • 1.6.5 Finalisation et Améliorations (semaines 6&7)

• 2 Travail effectué
  • 2.1 Période 1 (du 11/07 au 3/07)
  • 2.2 Période 2 (du 24/07 au 25/07)
  • 2.3 Période 3 (du 25/07 au 31/07)
  • 2.4 Période 4 (du 01/08 au 08/08)
  • 2.5 Période 5 (dernière période)

• 3 Utilisation du code
  • 2.1 Fonctionnement
  • 2.2 Paramétrage client Thunderbird
  • 2.3 Test du code

• 4 Bilan
  • 2.1 Réalisations
  • 2.2 Aspects manquants
  • 2.3 Environnement technique

Présentation du projet

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Contexte

La validation du semestre S8 dépend de la validation de cette épreuve.

Objectif

Le but est de développer un système de messagerie personnelle très léger. Vous développerez plus particulièrement un serveur SMTP fonctionnant à la fois en IPv4 et en IPv6.

Description du projet

Vous développerez ce serveur SMTP sur le même modèle que le projet système réseau, en particulier concernant l'aspect structuré et multi-threadé.

Quelques directives spécifiques au serveur SMTP :

• Les messages sont stockés dans un répertoire. On trouve dans ce répertoire un sous-répertoire par utilisateur. Les messages sont stockés sous la forme d'un fichier de nom numérique représentant l'ordre de réception des messages. Un fichier d'extension .status est associé à chaque message pour indiquer les états de ce message (voir l'épreuve complémentaire sur le serveur IMAP pour trouver l'état à préciser pour les messages nouvellement arrivés). Il faut prendre soin de gérer les messages arrivant simultanément en utilisant la fonction système lockf sur le répertoirecorrespondant à la boite aux lettres.
• Le serveur doit gérer deux sockets d'écoute. Une limitée à l'interface loopback et l'autre à l'interface permettant la connexion au réseau. Les deux sockets seront gérées par deux threads différents (utilisation de la fonction lanceThread). Seuls les clients connectés sur la première socket pourront envoyer des messages en externe. Les clients connectés à la seconde socket ne pourront qu'envoyer des messages locaux à la machine.
• Pour préciser le répertoire de stockage des messages (/var/spool/mail/ par défaut) et les suffixes des adresses locales utilisez des options courtes et longues (fonction getopt_long). L'option pour le suffixe peut être utilisée plusieurs fois (serveur local gérant plusieurs noms de domaines).
• Il vous est rappelé que pour distribuer un courriel, il faut trouver l'adresse du serveur SMTP du correspondant. Cela peut être fait en utilisant la fonction système res_search et ses fonctions annexes.
• Vous devez implanter les commandes SMTP suivantes : EHLO, MAIL, RCPT, DATA et EXIT. N'oubliez pas de retourner le code d'erreur ad hoc pour toute commande non implantée. Il est fortement conseillé de lire la RFC 5321.

Validation de l'épreuve

L'épreuve est validée si les sources sont lisibles et si le serveur supporte un test. Le test en question consistera à lancer le serveur sur une machine accessible d'Internet et à faire plusieurs essais d'envoi de messages. Un client de messagerie comme thunderbird sera configuré avec votre serveur STMP comme serveur d'envoi. Des messages à diverses adresses de courriels seront envoyés. Des messages seront aussi envoyés d'ailleurs sur Internet à destination de la machine sur laquelle se trouve votre serveur. Il sera vérifié que les messages sont bien sauvés sur le disque dans le format demandé.

Matériel nécessaire

Aucun.

Planning prévisionnel

Attention: planning susceptible d'évoluer

Introduction (semaines 1&2)

• documentation et compréhension du cahier des charges
• squelette du fonctionnement du serveur, avec gestion minimale des commandes EHLO, MAIL, RCPT, DATA et QUIT
• configuration d'un client sur thunderbird

Gestion des fichiers (semaine 3)

• liste des différents expéditeurs
• stockage des messages ainsi que leur statut avec le format spécifié
• gestion d'arrivée simultanée de messages avec lockf

Envoi des messages (semaine 4)

• résolution d'adresse avec res_search pour la distribution des courriels
• gestion des codes d'erreur
• gestion de plusieurs destinataires
• gestion des messages provenant de serveurs différents

Aspects multithread (semaine 5)

• gestion des sockets d'écoute pour les 2 interfaces (loopback et réseau)
• terminaison des threads

Finalisation et Améliorations (semaines 6&7)

• modularité des codes
• constantes, variables globales et arguments
• résultats des tests finaux

Travail effectué

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Période 1 (du 11/07 au 23/07)

Durant cette période, j'ai tout d'abord commencé par me documenter sur le protocole SMTP ainsi que sur la RFC (toujours en cours). Ce qui me permet de définir un planning prévisionnel sans date butoir que j'aurai certainement à ajuster selon mon avancement et les priorités. Par la suite, en gardant l'architecture des sockets utilisée pour le projet PSR, j'ai pu établir une squelette de mon serveur smtp pour la gestion des mails envoyés. Ainsi, en configurant un client sur Thunderbird avec localhost pour serveur local, j'arrive à me connecter et à afficher les messages envoyés par les clients et à gérer les réponses qu'il faut fournir.

Les réponses ainsi que les traitements liés sont dans des fonctions permettant de gérer les commandes smtp de base à savoir: EHLO, MAIL, RCPT, DATA et QUIT.

Etant donné qu'il s'agit du début, il manque certains éléments à gérer dans le code, notamment:

• fonctionnement du serveur en IPv6
• résolution d'adresse pour l'envoi des mails
• gestion du port "loopback"
• gestion des codes d'erreur
• gestion de la terminaison des threads
• arrivée simultanée de messages
• gestion de plusieurs destinataires
• SAUVEGARDE DES MESSAGES par répertoire pour chaque utilisateur

Période 2 (du 24/07 au 25/07)

Amélioration de la version 1. La configuration thunderbird se fait comme suit:

• Unix Mailspool, Movemail
• compte: mseck@localhost
• serveur: localhost

Par ailleurs, des tests ont été réalisés et les mails sont bien considérés comme envoyés et sauvegardés via thunderbird (voir photo) Fichier:Capture requetes

Période 3 (du 25/07 au 31/07)

Version actuelle (version 3) Serveur SMTP fonctionnant en IPv4 et IPv6 Ajout du stockage des messages envoyés:

• Fichier listant tous les utilisateurs, et rajoutant les nouveaux
• Dossier pour chaque utilisateur avec les fichiers de noms numériques contenants les messages par ordre d'arrivée

Par ailleurs, j'ai tenté d'utiliser la fonction système res_search pour la résolution d'adresse mais pour l'instant j'ai des erreurs. J'ai également un problème de descripteur de fichier lorsque j'implémente lafonction lockf, mais cela sera très prochainement résolu. Concernant cette partie, il me reste à tenir des fichiers contenant le statut des messages et de renvoyer les codes d'erreurs relatives aux commandes (après résolution d'adresse)

Période 4 (du 01/08 au 08/08)

Version actuelle (version 4) Serveur SMTP fonctionnant en IPv4 et IPv6 mais n'écoutant que sur la socket liée à localhostsur le port 4444. Lorsqu'un client se connecte, il entame la discussion avec le serveur qui vérifie que l'adresse spécifiée dans la commande MAIL est bien un utilisateur du réseau local. En effet, il faut saisir manuellement les utilisateurs dans un fichier dont le chemin est le suivant Messages/Users.txt. Ainsi, le message n'est envoyés que si l'utilisateur existe, sinon un code d'erreur est envoyé (suivi d'un seg fault). Lors de la réception de RCPT, on récupère le nom de domaine pour savoir s'il faut traiter le message en interne ou se comporter comme un serveur relais. Dans ce cas, on utilise la fonction système res_search pour trouver l'adresse du serveur à contacter, et établir ainsi la communication pour relayer le message. Pour chaque utilisateur, il existe un dossier avec les fichiers de noms numériques contenants les messages par ordre d'arrivée ainsi que des fichier .status pour l'état des messages.

Des tests on été effectués et le code est fonctionnel pour envoyer des mails vers les adresses de Polytech sur le port 25 par exemple. Cependant, je suis confronté à des problèmes de sécurité sur la couche de transport lorsque j'essaie de me connecter sur les serveurs Gmail ou Yahoo.

NB: un seul destinataire par message

Période 5 (dernière période)

Version actuelle (version 5) En cette fin de période, j'ai pu mettre en place un serveur SMTP fonctionnant à la fois en IPv4 et IPv6 et se comportant aussi comme un serveur relais.

UTILISATION DU CODE

Fonctionnement

• Lorsque le client se connecte, le serveur entame la discussion avec lui en répondant aux requêtes smtp EHLO, MAIL, RCPT, DATA et QUIT
• Le contenu du message est stocké temporairement dans un fichier temp_message.txt dans le dossier Serveur et les entêtes du messages dans une structure de données
• Lorsque l'adresse du destinataire n'est pas locale, le serveur se comporte comme un client pour transférer le message vers le serveur correspondant avec un enregistrement MX effectué grâce à la fonction système res_query
• L'enregistrement MX est parsé pour récupérer le nom du serveur mail distant, selon la priorité
• Utilisation de lockf dans la réperoire de la boite aux lettres en cas d'arrivée simultanée de messages
• Il existe un dossier pour chaque utilisateur avec les fichiers de noms numériques contenants les messages par ordre d'arrivée avec l'extension .txt et un fichier .status associé

Paramétrage client Thunderbird

La configuration thunderbird se fait comme suit:

• Unix Mailspool, Movemail
• compte: nom_utilisateur@localhost
• serveur: localhost , port:4444

Test du code

La compilation se fait avec le Makefile dans le répertoire parent. Dans le répertoire Serveur, on peut trouver le programme principal (serveur.c) dans que l'on exécute en mode super utilisateur en lui passant quelques paramètres:

• La fonction main prend en argument obligatoire le nom de domaine correspondant au serveur. Pour cela j'ai dû donner un nom à mon adresse dans le fichier /etc/hosts comme suit par exemeple 192.168.236.100 localserver server.localhost.fr
• Le répertoire correspondant à la boite aux lettres entre côtes et précédé de -R (en option), si celui-ci n'est pas spécifié, /var/spool/mail/ sera pris par défaut
• Les suffixes des adresses locales entre côtes et précédés de -s (en option), la valeur par défaut étant myserv.fr

exemple: sudo ./serveur "192.1.1.1" -R "./BoiteAuxLettres/" -s "localhost.com" -s "localhost.fr" dans le répertoire Serveur

Bilan

Ce projet m'a permis, entre autres, d'approfondir mes connaissances en programmation système et réseaux et de découvrir par l'expérimentation le fonctionnement des serveurs mail. J'ai pu ainsi comprendre les dessous de l'envoi d'un mail, avec les principales étapes nécessaires.

Réalisations

• Création d’un serveur TCP fonctionnant sous IPv4 et IPv6 en C
• Mise en place d’une double socket (loopback et réseau)
• Gestion des codes d'erreur
• Gestion des enregistrements MX
• Résolution d'adresse
• Communication avec serveurs distants (Gmail, Yahoo, ...)
• Gestion des files system
• Tests via Thunderbird

Aspects manquants

• lockf sur le répertoire ne marche pas (bad file descriptor)

Environnement technique

Langage C, TCP/IP, Multithreading, Makefile, Thunderbird, RFC 5321