RETI DI CALCOLATORI E APPLICAZIONI...

RETI DI CALCOLATORIE APPLICAZIONI TELEMATICHE

Prof. PIER LUCA MONTESSORO

Facoltà di IngegneriaUniversità degli Studi di Udine

Questo insieme di trasparenze (detto nel seguito slide) è protetto dalle leggi sulcopyright e dalle disposizioni dei trattati internazionali. Il titolo ed i copyright relativi alleslides (ivi inclusi, ma non limitatamente, ogni immagine, fotografia, animazione, video,audio, musica e testo) sono di proprietà dell’autore prof. Pier Luca Montessoro,Università degli Studi di Udine.Le slide possono essere riprodotte ed utilizzate liberamente dagli istituti di ricerca,scolastici ed universitari afferenti al Ministero della Pubblica Istruzione e al Ministerodell’Università e Ricerca Scientifica e Tecnologica, per scopi istituzionali, non a fine dilucro. In tal caso non è richiesta alcuna autorizzazione.Ogni altro utilizzo o riproduzione (ivi incluse, ma non limitatamente, le riproduzioni susupporti magnetici, su reti di calcolatori e stampe) in toto o in parte è vietata, se nonesplicitamente autorizzata per iscritto, a priori, da parte degli autori.L’informazione contenuta in queste slide è ritenuta essere accurata alla data dellapubblicazione. Essa è fornita per scopi meramente didattici e non per essere utilizzatain progetti di impianti, prodotti, reti, ecc. In ogni caso essa è soggetta a cambiamentisenza preavviso. L’autore non assume alcuna responsabilità per il contenuto di questeslide (ivi incluse, ma non limitatamente, la correttezza, completezza, applicabilità,aggiornamento dell’informazione).In ogni caso non può essere dichiarata conformità all’informazione contenuta in questeslide.In ogni caso questa nota di copyright e il suo richiamo in calce ad ogni slide nondevono mai essere rimossi e devono essere riportati anche in utilizzi parziali.

Nota di Copyright

Lezione 23

Internetworking in ambito TCP/IP

Lezione 23: indice degli argomenti

• Problemi di internetworking• Il protocollo IP (Internet Protocol)• Indirizzi IP, reti e sottoreti

Problemi di internetworking

Internetworking

• I router possono collegare reti differentiper tipo (LAN, MAN, WAN) e perimplementazione (802.3, 802.5, ecc.),realizzando una “internet”

• Se le reti collegate usano architetture direte differenti i router non bastano: sononecessari i gateway

Internetworking

• I problemi sorgono a causa delledifferenti caratteristiche:• dimensione massima dei pacchetti

• formato dei pacchetti• protocolli connessi o no

• controlli di errore, flusso e congestione

• supporto del traffico real-time• indirizzi

• ...

Frammentazione

• Limitazioni della dimensioni dei pacchetti:• hardware• sistemi operativi• protocolli• conformità a qualche standard• contenimento degli effetti degli errori• aumento della condivisione del canale

• Se il pacchetto da inoltrare è troppogrande è necessaria la frammentazione

Frammentazione trasparentepacchetto

RETE 1

router A router B

RETE 2

router C router D

Frammentazione trasparente

• Controllo dell’avvenuta ricezione di tutti ipacchetti in ogni nodo di uscita

• Tutti i frammenti devono arrivare allostesso nodo di uscita

Frammentazione non trasparentepacchetto

RETE 1

router A router B

RETE 2

router C router D

Frammentazione non trasparente

• Ogni host deve essere in grado diriassemblare i pacchetti

• L’overhead dovuto alla frammentazioneviene mantenuto in tutti i collegamenti,anche attraverso quelli che non neavrebbero bisogno

• I frammenti possono attraversare diversinodi di uscita

• È necessario un meccanismo dinumerazione dei frammenti

Numerazione dei frammenti

• Cosa succede in questo caso?

pacchettoRETE 1

router A router B

RETE 2

router C router D

Numerazione dei frammenti

• Schema di numerazione ad albero• i frammenti possono essere ulteriormente

frammentati• complesso gestire le ritrasmissioni:

possono attraversare reti diverse eessere frammentati differentemente

• Dimensione elementare predefinita• si garantisce che tutte le reti siano in

grado di trasportare i frammenti senzaulteriori suddivisioni

Tunneling

• Tecnica utilizzabile nel caso speciale incui rete di partenza e rete di arrivo sianoomogenee

RETE 2TCP/IP

RETE 1DECnet

RETE 3DECnet

pacchetto DECnetdentro un pacchetto IPpacchetto

DECnetpacchettoDECnet

header IP

Internet Protocol

trasporto (TCP e UDP)

network (IP, ARP, ecc.)

host - rete(non specificato)

applicazione(telnet, FTP, SMTP,DNS, HTTP, ecc.)

Internet Protocol Suite (TCP/IP)

Internet protocol

• Protocollo semplice di tipo datagram, nonconnesso

• Funzioni di:• instradamento dei messaggi basato su

indirizzi 32 bit• frammentazione e riassemblaggio• rilevazione (senza correzione) degli errori

• Versioni:• IPv4 attuale• IPv6 futura, già definita

Header IPv432 bit

vers. HLEN service type total length

identification fragment offsetDF

time to live protocol header checksum

source addresssource address

destination address

options...

Header IPv432 bit

destination address

options...

PER IPv4 VALE SEMPRE 4

Header IPv432 bit

destination address

options...

LUNGHEZZA DEL PREAMBOLO:CONSENTE DI GESTIRE

CAMPI “OPTIONS” DILUNGHEZZA VARIABILE

Header IPv432 bit

destination address

options...

PERMETTE AGLI HOST DI COMUNICARE ALLA RETE IL

SERVIZIO DESIDERATOIN TERMINI DI VELOCITÀ

E AFFIDABILITÀ

Header IPv432 bit

destination address

options...

LUNGHEZZA TOTALEDEL DATAGRAM:HEADER + DATI

Header IPv432 bit

destination address

options...

IDENTIFICATORE DEL DATAGRAME POSIZIONE DEL FRAMMENTOALL’INTERNO DEL DATAGRAM

Header IPv432 bit

destination address

options...

“DON’T FRAGMENT”(IL DESTINATARIO NON È

IN GRADO DI RIASSEMBLARE)

Header IPv432 bit

destination address

options...

“MORE FRAGMENTS”(VALE 0 SOLTANTO NELL’ULTIMO

FRAMMENTO DEL DATAGRAM)

Header IPv432 bit

destination address

options...

CONTATORE PER SCARTAREI PACCHETTI TROPPO VECCHI

Header IPv432 bit

destination address

options...

PROTOCOLLO DI TRASPORTO:SERVE AD INDIVIDUARE IL PROCESSO

A CUI CONSEGNARE I DATI

Header IPv432 bit

destination address

options...

DEVO SPIEGARVIPROPRIO TUTTO?

Header IPv432 bit

destination address

options...

FUNZIONALITÀ AGGIUNTIVEQUALI SICUREZZA, SOURCE

ROUTING, DEBUG DEL ROUTING, ECC.

Indirizzi IP, reti e sottoreti

Indirizzi IP

• 32 bit (4 byte)• Si scrivono come 4 numeri decimali

separati dal carattere “.”

• Ogni numero rappresenta il contenuto diun byte ed è quindi compreso tra 0 e 255

• Esempio:

00001001 000100011 11100001 00101101

9.35.225.45

Indirizzi IP

• Sono organizzati gerarchicamente in reti• Le reti sono raggruppate in classi di

dimensione variabile:• poche reti con molti nodi

• tante reti con pochi nodi

Classi di indirizzamento

030 24 2331

Classe A

0 network

Classe B

host1 network0

Classe C

host1 network01

03031 29

78 03031 29 28

Classi di indirizzamento

Classe D

1 multicast address11 0

Classe E

1 reserved for future use11 1

03031 29 28 27

Indirizzi speciali• “Questo host”:

• 00000000 00000000 00000000 00000000(0.0.0.0)

• Un host di questa rete:• zeri nel campo rete seguiti dal campo host

• Broadcast su questa rete• 11111111 11111111 11111111 11111111

(255.255.255.255)• Broadcast su una rete remota

• identificatore della rete seguito da tutti 1 nelcampo host

Classe A

• Campo rete• 7 bit

• max 128 reti• valori compresi tra 0 e 127

• Campo host• 24 bit

• max 16M host

Classe B

• max 16K reti• valori compresi tra 128 e 191

• max 64K host

Classe C

• max 2M reti• valori compresi tra 192 e 223

• max 256 host

Subnetting

• Consente un ulteriore livello di gerarchia• N bit più significativi del campo host

identificano la subnet

indirizzo di classe B dopo il subnetting

network hostsubnet

Netmask

• Parametro che specifica il subnetting• bit a 1 in corrispondenza dei campi

network e subnetwork

• bit a 0 in corrispondenza del campo host

• Esempio: rete di classe B partizionata in16 subnet da 4096 host• netmask: 255.255.240.0, cioè

11111111 11111111 11110000 00000000

Subnet e reti fisiche

• IP assume una corrispondenza biunivocatra reti fisiche e subnet:• routing implicito all’interno di una subnet

• Realizzazioni più moderne ammettono• più subnet sulla stessa rete fisica• singola subnet su più reti fisiche distinte

(Proxy ARP)• Il routing tra subnet diverse è esplicito e

gestito dai router tramite le tabelle diinstradamento

Assegnazione degli indirizzi

• Gli indirizzi vengono associati alleinterfacce di rete

• Ad ogni interfaccia sono note le seguentiinformazioni:• proprio indirizzo IP• netmask

• indirizzo IP del “default gateway”: il routerda utilizzare per inviare messaggi al difuori della propria subnet / rete fisica

Esempio

routerEthernet

Ethernet router

router bridge

Ethernet

PVCFrameRelay

routerCDN

rete 158.109.0.0netmask 255.255.255.0

router158.109.1.1158.109.1.1

router

router bridge

router

158.109.1.2158.109.1.2

158.109.1.254158.109.1.254

158.109.1.3158.109.1.3

158.109.2.2158.109.2.2

158.109.2.1158.109.2.1

158.109.2.254158.109.2.254

158.109.3.1158.109.3.1

158.109.3.254158.109.3.254

158.109.3.253158.109.3.253

158.109.3.252158.109.3.252

158.109.3.2158.109.3.2

158.109.3.3158.109.3.3

158.109.4.253158.109.4.253

158.109.4.254158.109.4.254

158.109.5.254158.109.5.254

158.109.5.253158.109.5.253

Lezione 23: riepilogo

• Problemi di internetworking• Il protocollo IP (Internet Protocol)• Indirizzi IP, reti e sottoreti

Bibliografia

• “Reti di Computer”• Capitolo 5

• Libro “Reti locali: dal cablaggioall’internetworking”

contenuto nel CD-ROM omonimo• Capitolo 16

Come contattare il prof. Montessoro

E-mail: montessoro@uniud.itTelefono: 0432 558286

Fax: 0432 558251URL: www.uniud.it/~montessoro

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