IP e subnetting

Ip

● IP (Internet Protocol) sta al livello 2 della scala Tcp/Ip o al livello 3 della scala ISO/OSI.

● Un indirizzo IP identifica in modo logico (non fisico come nel caso del MAC Address) una macchina (anche un'interfaccia....) all'interno della rete.

● Fornisce anche le informazioni utili all'instradamento del pacchetto.

Intestazione Ip

Intestazione Ip

● Vers: 4 bit che indicano la versione dell'Ip, al momento la Ipv4

● IHL (Internet Header Lenght): 4 bit che indicano la lunghezza dell'intestazione

● TOS (Type of Service): tipo di servizio, indica la priorità

● Lunghezza totale: 16 bit, include l'header e i dati

● Identificativo: serve ad identificare in modo univoco un datagramma

Intestazione Ip

● Flag: il primo bit è posto sempre a 0; il secondo bit posto a 0 indica se si può frammentare; il terzo bit posto a 0 indica che è l'ultimo frammento

● Offset: posizione del frammento nel datagramma

● TTL Time to Live (tempo di vita): indica il numero massimo di tratti di rete che un segmento può attraversare: ad ogni router viene decrementato, appena arriva a 0 si distrugge il pacchetto

Intestazione Ip● Protocollo: indica il protocollo di livello

superiore● Checksum dell'intestazione: controllo

dell'errore:– Il checksum contenuto all’interno dell’intestazione IP e’

calcolato solo sull’intestazione IP (20 byte). Il calcolo del checksum non viene eseguito su nessuno dei byte che seguono l’intestazione IP. Per calcolare il checksum IP di un frame in uscita per prima cosa il valore viene posto a zero, quindi la somma a 16bit con complemento a uno dell’intera intestazione viene calcolata (l’intestazione viene considerata sempre come sequenze di parole a 16bit). Il complemento a 1 di questa somma viene quindi memorizzata nel campo checksum dell’intestazione IP. Quando il frame IP viene ricevuto la somma a 16bit con complemento a uno viene calcolata.

Intestazione Ip

Essendo il checksum calcolato da chi ha trasmesso il frame, gia’ compreso nel frame stesso, il checksum calcolato dal ricevitore dovra’ avere tutti i bit a 1 (ffff in notazione esadecimale, cioe’ uno dei due possibili valori di 0 nella rappresentazione dell’aritmetica a complemento a 1) se l’intestazione e’ stata ricevuta correttamente. Se il checksum contiene un solo bit diverso da 1 allora il frame viene scartato e non viene generato nessun errore. Sara’ compito di uno dei protocolli soprastanti IP (es TCP) a richiedere la ritrasmissione del frame.

● Opzioni IP: registrazione del percorso o altri...● Padding: riempitivo

Ip

● L'IP è formato da 32 bit (4 byte), viene espresso sotto la forma decimale. Ogni byte va da 0 a 255.

● Es: 137.204.213.210

= convertirlo in base 2...

Ip● Da più di 10 anni le comunicazioni di Internet

utilizzano oltre al vecchio sistema IPv4 (il più diffuso, pubblicato nel 1981) anche il nuovo IPv6 (pubblicato nel 1998). Per superare i limiti di IPv4, i progettisti di IPv6 hanno definito un nuovo insieme di regole che introduce diverse migliorie rispetto al precedente. Con IPv6 il limite storico dell'IPv4 (circa 4 miliardi di indirizzi) viene innalzato a circa 340 miliardi di miliardi di miliardi di miliardi di indirizzi. IPv6 contiene numerosi miglioramenti rispetto a IPv4, ma il suo principale valore sta proprio nella quantità quasi inesauribile di indirizzi. Con IPv6 gli indirizzi pubblici non sono più un lusso e tutti gli apparati possono avere un indirizzo univoco sull'intera rete. L'indirizzamento univoco faciliterà enormemente la crescita della rete e la comparsa di nuove modalità di utilizzo.

Ip● Gli indirizzi IPv6 sono composti di 128 bit e

sono rappresentati come 8 gruppi di 4 cifre esadecimali (ovvero 8 word di 16 bit ciascuna).

Classi di indirizzi IP● L'indirizzo IP si presenta come "spezzato".

● Net-ID: indirizzo di rete● Host-ID: indirizzo dell'host

Classi di indirizzi IP

● Classe A (generalmente assegnate alle WAN): 2^8 indirizzi di rete, ogni rete ha 2^24 host

● Classe B (generalmente assegnate alle grandi LAN): 2^16 indirizzi di rete, ogni rete ha 2^16 host

● Classe C (generalmente assegnate alle piccole LAN): 2^24 indirizzi di rete, ogni rete ha 2^8 host

● Classe D: multicasting● Classe E: usi futuri

Classi di indirizzi IP

Classi di indirizzi IP

● Es. 30.50.18.45 è un indirizzo di classe A● Es. 200.50.18.2 è di classe C● Si è pensato a strutturare le reti per classi per

aumentare il numero di indirizzi IP possibili, anche perchè se 200.50.18.2 appartiene alla rete 200.50.18.0 (ip non utilizzabile per un host), l'indirizzo 200.50.18.255 è definito indirizzo broadcast (ip non utilizzabile per un host)

NAT

● Una rete con una ventina di host usa una classe di indirizzi privati del tipo 192.168.0.0. In qualche punto del path (percorso) che collega la rete ad Internet c’è un dispositivo che fa il NAT (Network Address Translation), tipicamente il firewall o il router, che espone la rete verso Internet con un unico indirizzo IP pubblico. Il device NAT si comporta così: nel pacchetto in uscita toglie l’indirizzo privato ed inserisce il proprio (pubblico), quando il pacchetto di risposta arriva fa il processo inverso, toglie il proprio IP e mette l’indirizzo privato dell’host che ha generato la sessione, e glielo inoltra.

● Da sottolineare come in NAT sia completamente trasparente per gli host in comunicazione. Inoltre non esiste alcun modo per stabilire se e quanti host privati ci siano dietro un IP pubblico “nattato”. In parole povere il vostro provider non è in grado di sapere se in casa vostra c’è un solo PC oppure un intero datacenter.

Subnetting

● Le tre classi nelle quali sono suddivise le reti vincolano a usare dimensioni prefissate in termini di indirizzi disponibili e non possono certo soddisfare le esigenze di tutte le possibili realtà di LAN: in molti casi una rete di classe A o B è troppo grande e una rete di classe C troppo piccola.

● Il subnetting è l'operazione che viene effettuata sul campo host, suddividendolo in due parti per organizzare la rete in parti più piccole: le sottoreti.

Subnetting

● Es. prendiamo una rete di classe B:

137.204.0.0

possiamo assegnare il terzo byte alle sottoreti (creandone quindi 2^8 sottoreti) e l'ultimo byte per gli host (2^8-2 host).

● Per suddividere una rete molto grande in piccole sottoreti si fa uso di uno strumento chiamato Subnet-mask.

● Ad esempio la subnet-mask precedente è 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000 (o anche /24)

Subnetting

Subnetting

● Es. 192.168.8.10/24 (255.255.255.0)

Network-ID = 192.168.8.0 (banalmente...)● Es. 10.10.0.1/13 (255.248.0.0)

la sua subnet è 10.8.0.0

Indirizzo in decimale

10 10 0 1

Indirizzo in binario

00001010 00001010 00000000 00000001

Subnet in binario

11111111 11111000 00000000 00000000

AND 00001010 00001000 00000000 00000000

Subnetting

● Es. 10.0.2.201/30 (255.255.255.252)

la sua subnet è 10.0.2.200

Indirizzo in decimale

10 0 2 201

Indirizzo in binario

00001010 00000000 00000010 11001001

Subnet in binario

11111111 11111111 11111111 11111100

AND 00001010 00000000 00000010 11001000

Subnetting

● Il numero massimo di host che una sottorete può contenere è 2^h-2 dove h è il numero di bit assegnati agli host. Il "-2" si fa per eleiminare dalla conta l'indirizzo di rete e l'indirizzo broadcast.

● In realtà nelle sottoreti non isolate, almeno un indirizzo dovrà essere assegnato al Default Gateway, che è il dispositivo router verso cui instradare tutto il traffico diretto al di fuori della sottorete.

Subnetting

● Ora riguardando l'esercizio precendente, con una mask /24 sarà possibile avere 2^8 sottoreti dalla 137.200.0.0, quindi il numero di sottoreti è uguale a 2^s, dove s è il numero di bit assegnati alla subnet.

● Esempio:

l'host 192.168.10.200 con subnet-mask 255.255.255.192 (/26)

Subnetting

La sua subnet è 192.168.10.192/26, poichè l'indirizzo è di classe C, su 26 bit i primi 24 sono riservati alla rete e 2 alla sottorete: perciò sono possibili quattro sottoreti a 26 bit:

– 192.168.10.00000000=0– 192.168.10.01000000=64– 192.168.10.10000000=128– 192.168.10.11000000=192

Indirizzo in decimale

192 168 10 200

Indirizzo in binario

11000000 10101000 00001010 11001000

Subnet in binario

11111111 11111111 11111111 11000000

AND 11000000 10101000 00001010 11000000

Subnetting● Es. fare lo stesso con 10.143.0.0 con subnet-mask 255.128.0.0

● Indicare l'indirizzo del primo e dell'ultimo host della 30° rete dell'indirizzo 135.12.0.0 in cui 10 bit sono per gli host e i rimanenti per le subnet.

● Indicare l'indirizzo del 15° host della 10° rete dell'indirizzo 194.126.9.0 in cui 4 bit sono per gli host e i rimanenti per le subnet.

● L'indirizzo di rete di classe B 142.8.0.0 è suddiviso in sottoreti dedicando 6 bit alla subnet e 10 bit agli host.

– Specificare l'indirizzo del terzo host della seconda subnet.

– Specificare l'indirizzo valido minimo e massimo degli host della quarta subnet.

● Alla rete di indirizzo 205.12.15.0 si dedicano 4 bit alle subnet e 4 bit agli host. Qual è l'indirizzo del terzo host della quarta subnet?