Il protocollo IP e schemi di indirizzamento

Attribuzione dinamica e statica degli indirizzi

Accesso remoto

Terza parteLe reti e le telecomunicazioniAccesso distribuito a INTERNET (TCP/IP)

Maurizio Lunardi

• IP è un protocollo datagram (non connesso e non affidabile) che ha il compito di:– Ricevere il datagram o il segmento di dati dal

livello superiore e incapsularlo in pacchetti IP– Instradare i pacchetti attraverso le varie

sottoreti– In ricezione riassemblare i vari pacchetti e

passare al livello superiore il datagram o il segmento dati, secondo l’ordine d’arrivo

Le reti e le telecomunicazioniIl protocollo IP (Internet Protocol)

Maurizio Lunardi

Le reti e le telecomunicazioniLa gestione IP

processoIP

datagramgenerati

Maurizio Lunardi

version IHL tipo di servizio lunghezza totale

identificatore segmento DF

MF offset del frammento

time to live protocollo checksum dell’header

indirizzo del destinatario

indirizzo del mittente

campo opzioni

32 bit

Le reti e le telecomunicazioniIntestazione del pacchetto IP

Maurizio Lunardi

Le reti e le telecomunicazioniIndirizzi IP

• Un indirizzo IP è costituito da 2 campi, per un totale di 32 bit:– network number (numero di una rete, una

LAN o una connessione punto-punto tra due router)

– host number (numero caratteristico di ogni stazione o scheda NIC all’interno di una rete)

• Gli indirizzi IP sono suddivisi in classi, in base alle dimensioni dei due campi

Maurizio Lunardi

Rete di classe A : 126 reti con 16.777.214 host

0 network host

1 network host

Rete di classe B : 16.382 reti con 65.534 host

0

1 network host

Rete di classe C : 2.097.150 reti con 254 host

01

1 multicast address011

1 usi futuri0111

8 bit 8 bit 8 bit 8 bit

Le reti e le telecomunicazioniClassi di indirizzi IP

Maurizio Lunardi

1 network host01

1 network host01 subnet

tutti 0tutti 1

Indirizzo di Classe C

maschera di sottorete (subnet mask)

Esempio: IP address = 193.207.121.240 subnet mask = 255.255.255.224 network = 193.207.121. subnet = 7 (o 224) host = 16 (o 240)

Le reti e le telecomunicazioniSubnetting Mask

Maurizio Lunardi

Le reti e le telecomunicazioniIndirizzi IP particolari

0.0.0.0 indirizzo dell’host ospite0.x.x.x l’host x.x.x della rete ospite255.255.255.255 broadcast sulla rete

ospitex.255.255.255 broadcast alla rete x127.x.x.x loopback

Maurizio Lunardi

0 0 -8 0 -2 A -6 6 -0 1 -0 30 0 -8 0 -2 A -6 6 -0 1 -0 2

0 0 -8 0 -2 A -6 A -0 2 -B 0 0 0 -8 0 -2 A -6 A -0 2 -B 1

0 0 -8 0 -2 A -3 3 -4 B -A 2

0 0 -8 0 -2 A -3 3 -4 B -A 10 0 -8 0 -2 A -3 3 -4 B -A 0

0 0 -8 0 -2 A -3 3 -4 5 -2 1 0 0 -8 0 -2 A -3 3 -4 5 -2 2

1 9 2 .1 6 8 .6 .1 2 1 9 2 .1 6 8 .6 .1 3

1 9 2 .1 6 8 .1 1 .1 1 9 2 .1 6 8 .1 1 .3

ro u te r 2

1 9 2 .1 6 8 .7 .1

1 9 2 .1 6 8 .1 1 .2 5 4

1 9 2 . 1 6 8 . 1 1 . 1 l i n k 1 , 0 0 - 8 0 - 2 A - 3 3 - 4 5 - 2 11 9 2 . 1 6 8 . 1 1 . 3 l i n k 1 , 0 0 - 8 0 - 2 A - 3 3 - 4 5 - 2 21 9 2 . 1 6 8 . 6 . 0 l i n k 2 , 0 0 - 8 0 - 2 A - 6 A - 0 2 - B 1d e f a u l t 0 l i n k 3 , 0 0 - 8 0 - 2 A - 3 3 - 4 B - 3 2

l in k 1lin k 2

ro u te r 1

1 9 2 .1 6 8 .7 .2

lin k 1 lin k 21 9 2 .1 6 8 .6 .2 5 4

lin k 3

1 9 2 .1 6 8 .1 7 .1

v e rs o lea ltre re ti

s a lto lo c a le

s a lto re m o to

00-80-2A-33-48-32192.168.17.2

Le reti e le telecomunicazioniRouting IP (1)

Maurizio Lunardi

Le reti e le telecomunicazioniRouting IP (2)

• Un’entità di livello 4 (TCP o UDP) della stazione 192.168.11.1 vuole inviare un pacchetto all’analoga entità della stazione 192.168.6.12: per far questo passa al livello 3 (IP) il pacchetto e specifica tra l’altro l’indirizzo IP del mittente e quello del destinatario.

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Le reti e le telecomunicazioniRouting IP (3)

• L’entità di livello 3 (IP) individua mediante una tabella di instradamento se– il destinatario appartiene ad una rete collegata

direttamente al sistema (salto locale);

– il destinatario appartiene ad una rete non raggiungibile direttamente (salto remoto).

• Determina l’indirizzo di livello 2 e lo passa al livello sottostante.

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Le reti e le telecomunicazioniRouting IP (4)

• Nell’esempio si tratta di un salto locale, e quindi l’indirizzo di livello 2 a cui far giun-gere il pacchetto è 00-80-2A-33-4B-A0.

• Il livello 2 del mittente costruisce le trame opportune e le passa al livello 1 per la tras-missione.

• Il pacchetto arriva al livello 2 del router, che lo passa al suo livello 3.

Maurizio Lunardi

Le reti e le telecomunicazioniRouting IP (5)

• Il livello 3 del router controlla la sua tabella di instradamento, riconosce il destinatario come un salto remoto verso il link 2, e quindi passa al suo livello 2 di quel link l’indirizzo MAC 00-80-2A-6A-02-B1.

• Il livello 3 del router 2 controlla la sua tabella di instradamento, riconosce il destinatario come un salto locale verso il link 1, e passa al livello 2 di quel link l’indirizzo MAC 00-80-2A-66-01-02

Maurizio Lunardi

Le reti e le telecomunicazioniIndirizzi fisici e indirizzi IP

mezzo fisico

livel

li 1 e

2

transceiver

scheda di rete

indirizzo IP di livello 3del destinatario192.168.11.37

segnali elettrici

indirizzo MAC di livello 2del prossimo nodo00-40-8A-91-B2-84

driver dellascheda di rete

livel

lo 3

livel

lo 4

transceiver

TCP UDP

IPsegmento

datagram

pacchetto

trama

indirizzo TSAP di livello 4del destinatario

porta 1080

Maurizio Lunardi

Le reti e le telecomunicazioniIndirizzi registrati e privati

Gli indirizzi IP si possono suddividere in:

• Registrati, se coincidono con un indirizzo Internet, attribuiti ufficialmente e forniti staticamente o dinamicamente dall’ISP

• Privati, solo ad uso interno, di valore compreso tra

192.168.0.0 - 192.168.255.255

Maurizio Lunardi

Le reti e le telecomunicazioniTraduzione degli indirizzi

indirizzo IPprivato

indirizzo IPregistrato

indirizzo IP privato

gatewayhost A

1

1= richiesta da host A (PRI) a gateway (PRI) per host B (REG)2= richiesta da gateway (REG) ad host B (REG)3= risposta da host B (REG) a gateway (REG)4= risposta da gateway (PRI) a host A (PRI)

4

2

3

int er n

e t - ho st B

Maurizio Lunardi

Le reti e le telecomunicazioniMascheramento IP

• La connessione attraversa il gateway, il quale corregge i campi di tutti i pacchetti in transito

• Host A è convinto di lavorare con host B, ed il gateway deve mascherare tutti i pacchetti

• Host B colloquia con il gateway e la sua connessione non richiede mascheramenti

Maurizio Lunardi

Le reti e le telecomunicazioniRete LAN a indirizzi privati

192.168.1.252

192.168.1.4192.168.1.3

192.168.1.253

192.168.1.2

192.168.1.254

192.168.1.1

192.168.1.5

192.168.1.6

192.168.1.255

193.207.116.1

Le reti e le telecomunicazioniRete LAN a indirizzi privati

Le reti e le telecomunicazioni Rete LAN a indirizzi privati

Le reti e le telecomunicazioni Rete LAN a indirizzi privati

192.168.3.254

192.168.3.3192.168.3.4

192.168.1.254

192.168.1.2

192.168.2.254

192.168.1.1

192.168.3.2

192.168.3.1

192.168.3.255

192.168.2.255

192.168.1.255193.207.116.1

Le reti e le telecomunicazioni Rete LAN a indirizzi registrati

Dati forniti dal provider:

• Sottorete di classe C a 32 indirizzi:

da 193.207.116.224 a 193.207.116.255

netmask=255.255.255.224

• Il 193.207.116.255 serve da broadcast

• Il 193.207.116.254 è per il router

Le reti e le telecomunicazioniRete LAN a indirizzi registrati

Maurizio Lunardi

Le reti e le telecomunicazioniRete LAN a indirizzi registrati

193. 207. 116. 224Subnet_id 11000001.11001111.01110100.11100000

255. 255. 255. 224Subnet_mask 11111111.11111111.11111111.11100000

sottorete assegnata

net_id 193.207.116.

host’s_ip dal 193.207.116.224 al 193.207.116.254

broadcast 193.207.116.255

Maurizio Lunardi

Le reti e le telecomunicazioniRete LAN a indirizzi registrati

subnet_id subnet_mask host’s_ip

193.207.116.224 255.255.255.248 dal 224 al 231

193.207.116.232 255.255.255.248 dal 232 al 239

193.207.116.240 255.255.255.248 dal 240 al 247

LAN 0

LAN 1

LAN 2

LAN 3 193.207.116.248 255.255.255.248 dal 248 al 255

sottoreti desiderate

Maurizio Lunardi

Le reti e le telecomunicazioni Rete LAN a indirizzi registrati

193.207.116.243

193.207.116.242

193.207.116.241

193.207.116.237

193.207.116.236

193.207.116.229193.207.116.235

193.207.116.244

193.207.116.245

193.207.116.246

193.207.116.230

193.207.116.238

193.207.1.1

LAN 0

LAN 1 LAN 2

LAN ext

Le reti e le telecomunicazioni - Esempio

HUB

HUB

192.168.1.11 / 35

192.168.1.200

192.168.0.10

HUB

192.168.2.11 / 36

192.168.2.200

192.168.0.11

HUB

192.168.2.11 / 36

192.168.2.200

192.168.0.11

Le reti e le telecomunicazioniDynamic Host Configuration Protocol

• Permette l’autoconfigurazione del sistema.

• Quando un client si collega alla rete invia un pacchetto broadcast di richiesta.

• I server DHCP offrono un indirizzo.

• Il client seleziona un’offerta e negozia la durata del prestito.

• Il client utilizza e poi rilascia l’indirizzo.

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Le reti e le telecomunicazioniAccesso remoto via RTG

• Utilizzo della rete telefonica ordinaria

• I maggiori protocolli per collegamenti punto-punto di livello datalink sono:– HDLC– PPP– X.25– Frame Relay

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Le reti e le telecomunicazioniHigh level Data Link Control

• Le trame si dividono in:– information frame, per i dati utente– supervisor frame, per la supervisione della

connessione– unnumbered frame, per controllo generico.

• Sono presenti ma non utilizzati gli identificatori del mittente e del destinatario.

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Le reti e le telecomunicazioniPoint to Point Protocol

• adattamento dell’HDLC per il riconoscimento del protocollo veicolato

• formato della trama del tutto analoga alla HDLC, con la sola aggiunta del campo protocollo

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Le reti e le telecomunicazioniX.25

• PSDN, rete pubblica a commutazione di pacchetto.

• Si basa sul protocollo X.25 (standard di connessione tra calcolatore e PSDN).

• X.25 è conforme alle specifiche HDLC.

• Viene visto come un collegamento punto-punto da parte dei livelli superiori.

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Le reti e le telecomunicazioniFrame Relay

• Offrono servizi analoghi all’X.25, ed in più svolge funzioni di instradamento a livello collegamento dati.

• Operano a varie velocità, ma tendono all’utilizzo di un canale T1 (1,544 Mbps).

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Le reti e le telecomunicazioniRete ISDN

• Integrated Services Digital Network

• Offre due servizi:– Basic Rate Interface, due canali B (Bearer) da

64 Kbps più un canale D (Delta) da 16 Kbps per le segnalazioni, per un totale di 144 Kbps

– Primary Rate Interface, fino a 23 canali B e un canale D da 64 Kbps, per un totale di 1,544 Mbps

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Le reti e le telecomunicazioniRete ISDN

• A livello collegamento dati adotta il protocollo IDLC, allineato con l’HDLC.

• A livello rete offre il servizio di creazione e rilascio della connessione ISDN.

• I servizi ISDN includono sia commutazione di pacchetto che di circuito.

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Le reti e le telecomunicazioniRete ADSL

• E’ una tecnologia di modulazione che permette la trasmissione di informazioni multimediali ad alta velocità.

• Usa le linee telefoniche esistenti su doppino di rame.

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Le reti e le telecomunicazioniRete ADSL

• I modem ADSL permettono di trasmettere le informazioni dal centro servizi verso l’utente ad una velocità che può variare da 1,5 Mbps a 9 Mbps.

• Nella direzione opposta i dati viaggiano ad una velocità compresa tra 16 e 640 kbps.

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Le reti e le telecomunicazioniRete ADSL

• Tra i vari metodi di codifica ADSL sperimentati, quello che si è affermato è il DMT (Discrete MultiTone).

• La codifica DMT è stata recentemente accettata dall’utente americano per gli standard ANSI (Standard T1.413).

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Le reti e le telecomunicazioniRete ADSL

• I risultati realmente ottenibili sono inferiori a quelli teorici.

• 1.5 Mbps in download.

• 16 – 256 Kbps in upload.

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Le reti e le telecomunicazioni

ATM

• Asynchronous Transfer Mode.

• Basata sulla commutazione di celle.

• Una cella è un pacchetto di lunghezza fissa (53 byte, di cui 5 di intestazione).

• Permette la configurazione di circuiti virtuali tra singoli utenti o in gruppi.

• Ogni utente richiede la banda necessaria, ed utilizza solo quella effettiva.

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ATM Le reti e le telecomunicazioni

• LAN ATM– Gli host si collegano punto-punto con dei nodi

di commutazione ATM, eventualmente interconnessi tra loro.

• WAN ATM– Mancano ancora le borchie pubbliche ATM.

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