Tecnologie dell'Informazione e della Comunicazione I protocolli di rete...

Tecnologie dell'Informazione

e della Comunicazione

I protocolli di reteINTERNETWORKING

Prof. Mauro Gaspari

La comunicazione in rete è basata sul concetto di Standard

MessaggioClient PC Server

Messaggio Messaggio

Tipicamente gli standard si focalizzano su i diversi aspetti della comunicazione sia hardware che software:•Standard di trasmissione sui collegamenti hardware: ad esempio ethernet, Token-ring, DQDB.•Protocolli software: ad esempio TCP/IP.

Definizione: uno standard di rete è costituito da un insieme di regole e convenzioni che specificano come avviene la comunicazione tra due o più elementi hardware o processi software eseguiti su macchine diverse.

Perché sono necessari gli standard?

Molti venditori e fornitori componenti di reti.

Importante raggiungere un accordo.

La definizione di standard permette la comunicazione tra calcolatori progettati con criteri diversi.

Incrementa il mercato dei prodotti che aderiscono ad un certo standard.

Diverse tipologie di Standard

Standard de facto: si sono imposti senza nessun tipo di pianificazione, per motivi tecnici.

UNIX

TCP/IP

Standard de jure: standard imposti da autorità internazionali e progettati da organizzazioni per promuovere la standardizzazione:

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)

ISO (International Standard Organization)

ANSI (American National Standards Institute)

Punto importante:La comunicazione è basata su diversi

livelli

Messaggio

Client PC Server

Il concetto di Protocollo

I vari livelli vengono descritti da protocolli.

Un protocollo di rete specifica: Formato dei messaggi che vengono scambiati

(struttura e sintassi); Sequenze di messaggi, ovvero regole precise che

indicano le modalità di interazione – ad esempio una risposta segue sempre una richiesta;

Semantica dei messaggi: Il significato dei valori nei diversi campi.

Esempio di organizzazione a livelli

The philosophertranslatorsecretary architecture.

Relazione tra protocolloe servizio

• In un' architettura a livelli un protocollo fornisce servizi al livello superiore e utilizza servizi del livello inferiore.

Organizzazione a livellidei Protocolli di rete

Livelli, protocolli e interfacce.

Un esempio Comunicazione di messaggi in TCP/IP

livelloapplicazione HTTP Msg livello

applicazione

Livellotrasporto TCP Msg Livello

trasporto

Livellointernet

Pacchetto IP Livellointernet

Livellointernet

Client PC ServerEthernet Switch Router

LivelloData-link

EthernetFrame

LivelloData-link

LivelloData-link

LivelloData-link

Livellofisico

Livellofisico

Livellofisico

Livellofisico

Un esempio Comunicazione di messaggi in TCP/IP: Livello applicazione

livelloapplicazione HTTP Msg livello

applicazione


Browser ProgrammaApplicativo

Su webserver

Scopo del livello applicazione

Lo scopo del livello applicazione è quello che permette di far comunicare tra loro due programmi applicativi eseguiti su host diversi.

Quando un browser manda una richiesta a un webserver, lo standard per la comunicazione è un protocollo denominato Hypertext Transfer Protocol (HTTP). Per questo motivo gli URL dei siti cominciano con HTTP://.

Altri tipi di applicazioni utilizzano standard diversi basati su altri tipi di protocolli a livello applicazione.

Vedremo nel dettaglio alcuni tipi di applicazioni.

Livellotrasporto TCP Msg Livello

trasporto

Riguarda la comunicazione tra host Host-to-HostHTTP funziona se viene usato TCP

Al livello di trasporto


Scambio di messaggi con TCP/IP Livello trasporto

Scopo del livello di trasporto

Lo scopo del livello di trasporto è quello di permettere la comunicazione tra due host anche se si tratta di calcolatori di tipo diverso, ad esempio PC o un workstation server.

Se si utilizza HTTP al livello applicazione, è necessario utilizzare un Transmission Control Protocol (TCP) al livello di trasporto.

Altre applicazioni possono richiedere standard diversi a livello di trasporto.

Trasmissione ai livelli fisico data link e internet

Rete X

Rete Z rete Y

Switches

Routers

Switches

Routerete Y

Comunicazione TCP/IP:il livello IP

Livellointernet

Pacchetto IP Livellointernet

Livellointernet

Comunicazione Hop-by-Hop attraverso internetHost-Router-Router-…Router-Host


Il livello internet

Lo scopo di questo livello è quello di instradare i pacchetti dal host sorgente all’host destinazione attraverso diverse sottoreti connesse da router.

TCP necessita dell’utilizzo di Internet Protocol (IP) al livello internet.

Scambio di messaggi con TCP/IPIl livello Data LINK

LivelloData Link

EthFrame

LivelloData Link

LivelloData Link

LivelloData Link

Livello Fisico

Livello Fisico

LivelloFisico

LivelloFisico

Trasmissione di tipo Hop-by-Hop attraverso una reteStation-Switch-Switch-…-Switch-Station

Propagazione attraverso un singolo cavo, Fibra ottica, o connessione radio



rete X

rete Z rete Y

Switches

Routers

Switches

Data Link

NB: Ci sono 3 Data Links. Uno per ciascuna rete attraversata

Il livello Data Link

Lo scopo del livello data link layer è di gestire il movimento dei messaggi da un host sorgente a un host destinazione oppure a un router attraverso un unica rete che contiene switches.

Ad esempio se un host è situato in una LAN di tipo Ethernet viene utilizzato uno standard di livello data link di tipo Ethernet.


Rete X

Rete Z Rete Y

Switches

Routers

Switches

Link fisici

NB: Nell’esempio ci sono 7 Links fisici

Scopo del livello fisico

Lo scopo del livello fisico è quello di controllare la trasmissione di bit utilizzando cavi, onde radio o altre connessioni tra un host e uno switch, oppure tra coppie di switch, oppure tra uno svitch e un router.

Ad esempio, se un host è in una LAN di tipo Ethernet, si utilizza uno standard di trasmissione legato al livello fisico di Ethernet.

Scopo del livello fisico

Mezzi ditrasmissione

Connettori

Diversi livelli di voltaggioPer rappresentare 0 e 1

Diversi protocolli usati in due esempi

HTTP POP

Fisico

Livelli

Data Link

Internet

Trasporto

Applicazione

TCP

IP

Ethernet

Ethernet

Esempio 1: Accesso a Internet da una LAN

Modem (V.92)

PPP (Point-to-Point Protocol)

IP

TCP

Esempio 2: ScaricareE-Mail su internet da linea Telefonica con un modem

Confronto tra I livelli fisico, data link, internet

Livello

Formatomessaggi

Fisico Data Link Internet

Nessuno trasmissione: Bit-by-Bit Frame Pacchetti

Switch RouterRepeater (Hub)DispositiviDi connessione

2 31Livello deiDispositivi*

*I dispositivi si possono caratterizzare con il livello massimo a cui operano, possono operate anche ai livelli più bassi.


Data Link InternetFisicoLivello

Convenzionesul formato Nessuna

Gli Switches convertono il formatotra diverse connessioni alivello fisicosu porte diverse

UTP Fibra Ottica

SwitchClient PC Server


Data Link InternetFisicoLivello

Convenzionisul formato Nessuna

I router convertonoI dati quando si passa tra reti diverse—Caratterizzate dadiversi data link ediversi livelli fisici

ReteEthernet

ReteATM

Router

Regola: tutti gli switch di una rete e tutti i router in una internet devono seguire lo stesso standard

Rete 1 (Ethernet)

Rete 3 (ATM)

Client PC Ethernet Switch

Ethernet Switch Ethernet Switch

Router (IP)

Router (IP)

ATM SwitchATM SwitchServer

Rete 2

Architetture: TCP/IP, OSI, e ibride TCP/IP-OSI

Presentazione

TCP/IP OSI Hybrid TCP/IP-OSI

Applicazione Applicazione

Applicazione

Sessione

Trasporto

Internet

Trasporto

Rete

Transport

Internet

Data Link

Fisico

Data Link

FisicoUtiulizzo di StandardsOSI

Architetture: TCP/IP, OSI, e ibride TCP/IP-OSI

L’architettura ibrida TCP/IPOSI è utilizzata su internet e sulla maggior parte delle reti aziendali.

Le agenzie che hanno curato lo standard OSI sono la ISO e la ITUT (International Telecommunication Union – Telecommunication Standard Sector).

L’agenzia di standards che ha curato TCP/IP è la IETF (Internet Engineering Task Force). La maggior parte dei documenti IETF sono chiamati RFC (Requests For Comments).

Alcune tra le RFC—ma non tutte—sono dei protocolli standard di Internet.

NB

La configurazione più comune per gli standard di rete è quella di utilizzare gli standard OSI a livello fisico e data link e lo standard TCP/IP ai livelli internet, trasporto, e applicazione.

È molto importante tenere presente che questa architettura ibrida basata su TCP/IP –OSI è quella di internet.

Livello sessione di OSI

Livello di Trasporto

Client PC

Rete o Internet

Server

App 1 App 2 App 3 App 4Il livello sessione (Livello 5)Gestisce serie di transazioni

Tra applicazioniSu una connessione di trasporto

Analisi del livello sessione OSI

OSI Molto utile per applicazioni che necessitano di

gestire scambi di messaggi intensivi e frequenti. Comunque solo popche applicazioni necessitano

di questa caratteristica. TCP/IP

Le applicazioni devono farsi carico di gestire lo scambio dei messaggi.

L’architettura non fornisce un supporto generale per le sessioni.

Livello presentazione di OSI

Livello presentazione(Sintassi di trasferimento C)App 2

Sintassi Interna AApp 3

Sintassi Interna B

Il livello di presentazione gestiscela sintassi dei messaggi

Gli Host possono utilizzare diverse rappresentazioni per I dati, etc.Il livello presentazione permette di comunicare accordandosi

Su una sintassi comune per il trasferimento

Analisi del livello presentazione di OSI

OSI Molto utile perché tratta formati dei dati differenti tra

loro. Libera le applicazioni dal compito di trattare differenze di formattazione dei dati

TCP/IP Ogni applicazione deve gestirsi le differenze in

rappresentazione da sola.

Alcuni standard per codificare messaggi come MIME aiutano il ricevente a scoprire il tipo di file o dato contenuto in un messaggio.

Altre Architetture Standard

IPX/SPX Novell NetWare file servers

NetBEUI LAN piccole con vecchi server Microsoft

SNA Mainframe computers

AppleTalk AppleTalk

Utilizzare pacchetti di architetture diverse

Tutte le architetture dei protocolli hanno pacchetti che possono essere trasportati su frame. I Frame non sanno che tipo di pacchetti contengono e quindi diverse architetture di protocolli si possono mescolare in una singola rete.

IP Packet IPX Packet

Un Ethernet Frame in una rete Ethernet

Architettura altri Standard

TCP/IP IPX/SPX NetBEUI

Applicazione NetBIOSvariNCP

Trasporto

Internet

Usa gliStandards OSI

SPX

IPX



Manca il liv. Internet

NetBEUI

Architettura di altri standard

OSI SNA AppleTalk

Applicazione Manca il livelloapplicazione**

Utilizza livelli OSI ma propietari

Per i protocolliai livelli sopra quello fisicoe data link

ServiziNetwork

AddressableUnit (NAU)***

Presentazione

Sessione Controllo Data Flow

Trasporto Controllo ditrasmissione

Rete Controllo di cammini



Data Link

Fisico

TCP/IP

Applicazione

Trasporto

Internet


NB

Anche se il corso si focalizza sullo standard OSI per I bassi livelli del protocollo e su TCP/IP per I livelli più alti perché si tratta della soluzione più comune, molte organizzazioni utilizzano standard diversi ai livelli più alti (TCP/IP, IPX/SPX, SNA, AppleTalk, Net BEUI, etc).

Livello fisico e Data Link: OSIPraticamente sempre

Livelli alti: TCP/IPIl più frequente ma non l’unico

oppureIPX/SPX

oppure:SNA

Alcuni Dettagli sulla Comunicazione verticale tra i livelli in un host

ed internetworking

Livello InternetLivello Data Link

Livello Fisico

Comunicazione verticale nell’host che spedisce il messaggio

IP Packetgestore

livello Data Link

Host A

gestoreLivello Internet

gestoreLivello Fisico

Pacchetto IP

DL-T DL-HPacchetto IP

Comunicazione verticale nell’host che spedisce il messaggio

Azioni al livello internet Si crea un pacchetto IP Si passa il pacchetto al livello data link

Azioni al livello data link Si crea un nuovo frame Incapsula il pacchetto IP nel campo dati del frame

aggiungendo un header e in alcuni casi un trailer Passa il frame al livello fisico

Incapsulamento

L’incapsulamento si ottiene quando si mette un pacchetto nel campo dati di un frame.

TrailerA livello

Data LinkPacchetto IP nel

Campo dati del frame

Frame

HeaderA livello

Data Link

Struttura pacchetti IP (IPv4)

Versione(4 bits)

Lunghezzaheader

(4 bits) Diff-Serv

(8 bits)Lunghezza totale

(16 bits)

Identificazione (16 bits) Flags (3 bits)

Fragment Offset(13 bits)

Protocollo (8 bits)1=ICMP, 6=TCP,

17=UDPTime to Live

(8 bits) Header Checksum (16 bits)

Bit 0 Bit 31La figura mostra l’organizzazione dei 32 Bit di ciascuna linea

Struttura pacchetti IP(IPv4)

Indirizzo IP di chi spedisce il pacchetto (32 bits)

Data Field (dozens, hundreds, or thousands of bits)

Indirizzo IP del destinatario (32 bits)

PaddingOpzioni (if any)

Pacchetti IPv6

IP Version 6 Packet

Source IP Address (128 bits)

Bit 0 Bit 31

Hop Limit(8 bits)

Next Header(8 bits)

Payload Length(16 bits)

VersionValueis 6

(0110)

Diff-Serv(8 bits)

Flow Label (20 bits)Marks a packet as part of a specific flow

Destination IP Address (128 bits)

Next Header or Payload (Data Field)

The IETF has defined a new version of IP.This is Internet Protocol Version 6 (IPv6).

The Version field value is 6 (0110).

Pacchetti IPv6

Versione: ha valore 6 (0110)

Hop Limit: Come TTL in IPv4

Next Header Come Protocol in v4 ma identifica anche option headers

Campi indirizzo Ciascuno di 128 bits Permette di includere un numero quasi infinito di indirizzi IP Una delle maggiori motivazioni alla base di IPv6

Comunicazione verticale sull' host a cui è destinato il messaggio

(Host B)

IP Packet

Pacchetto IP

DL-T IP Packet DL-H

gestoneLivello Internet

gestorelivello Data Link

gestoreLivello Fisico

Host B

Comunicazione verticale sul host a cui è destinato il messaggio

(Host B)

Azioni del processo a livello fisico Converte segnali in bit di un Frame Passa il Frame al processo che gestisce il data

link

Azioni del processo a livello Data Link Controlla l’ header e il trailer (se esiste) del

Frame Estrae il pacchetto IP dal Frame Passa il pacchetto al livello internet

Comunicazione verticale su uno Switch X1

Host A Switch X2

A B

Frame Frame

Switch X1

Porta 1Fisico

Porta 2Fisico

Porta 3Fisico

Porta 4Fisico

Processo a livello data link

1 2 3 4

Comunicazione verticale su un Router R1

Porta 1 DL

Fisico

Livello internet

Porta 2DL

Porta 3DL

Porta 4DL

Fisico Fisico Fisico

Router R1

Switch X2

Il router R1 riceve frame dallo Switch X2 nella Porta 1.Porta 1 al livello DL si estrae il pacchetto.Porta 1 il pacchetto DL viene passato al livello internet.

IP Packet

Pacchetto IP

DL-T Pacchetto IP DL-H

Comunicazione verticale su un Router R1

Fisico

Porta4 DL

Porta 1DL

Fisico

Livello internet

Porta 2DL

Porta 3DL

Fisico Fisico

Router R1

Router 2

Il livello Internet manda pacchetti in out sulla Porta 4.Il livello DL sulla Porta 4 incapsula i pacchetti in un frame.Il livello DL passa il frame sulla Porta 4 al livello fisicoIl livello fisico spedisce I bit come segnali al Router 2

IP Packet

Pacchetto IP

DL-T Pacchetto IP DL-H

Dettagli dell'attivita' sui Frame in un Router

IPPacket

PPPT

PPPH

Programma a livello internet(Decisioni di instradamento)

ProgrammaA liv. Data Link


1.

2.

Serial PortModem

TelephoneLinePPPUser PC

Interfaccia 1(ingresso)

Livellofisico

Interfaccia 2(uscita)Livellofisico

PrimoRouter

SecondoRouter

Standard fisiciE Data Link

Non conosciuti

Un Frame che arriva a un Router

IPPacket

IPPacket

PPPT

PPPH

Programma a livello internet(Decisioni di instradamento)



1.

2.

3.

Serial PortModem

TelephoneLinePPPUser PC

Interfaccia 1(ingresso)

Livellofisico

Interfaccia 2(uscita)LivellofisicoPrimo

RouterSecondoRouter

Standard fisiciE Data Link

Non conosciuti

Frame Relay Network

Decisioni di Routing (instradamento)

Tabella diRouting

Router ERouter G

Router H

Router F

TelephoneConnection

Incoming Packet

Token-RingLAN

Ethernet LAN

Router I

Destination HostUn pacchetto arriva su una porta

Su quale porta deve rispedire il pacchetto il router?

Frame Relay Network

Una decisione di routing

Tabella diRouting

Router ERouter G

Router H

Router F

Token-RingLAN

Ethernet LAN

Router I

Destination HostL’host destinazione puo’ essere in una delle reti collegate al router. Il Router spedisce il pacchetto in quella rete

TelephoneSystem


Tabella diRouting

Router ERouter G

Router H

Router F

Frame Relay Network

Token-RingLAN

Ethernet LAN

Router I

??

?

?

Se l’host destinazione non e’ in una sottorete, il router deve selezionare il migliore next-hop router (NHR)

TelephoneSystem

Frame Relay Network


Tabella diRouting

Router ERouter G

Router H

Router F

TelephoneSystem

Token-RingLAN

Ethernet LAN

Router I

Destination HostNell’esempio, il router seleziona il NHR G sulla rete Frame Relay come MIGLIORE NHR, e spedisce il pacchetto al Router G.

Frame Relay Network


Tabella diRouting

Router ERouter G

Router H

Router F

Token-RingLAN

Ethernet LAN

Router I

Una sottorete puo’ avere piu’ NHR

Non e’ abbastanza specificare una porta di una sottorete; bisogna anche specificare il NHR

TelephoneSystem

Inviare il Frame back-out

Programma a livello internet(Decisioni di instradamento



SerialPort

ModemTelephoneLine PPPUser PC

Porta 1(Incoming)Physical

Layer

Porta 2(Outgoing)Physical

LayerFirst

Router

Next-HopRouter

IPPacket

IPPacket

DLT

DLH

5.

4.

6.

Conversione di formati



SerialPort

ModemTelephoneLine PPPUser PC

FirstRouter Second

Router

UnknownPhysical

andData LinkStandards

IPPacket

DLT

DLH

IPPacket

PPPT

PPPH

Programma a livello internet(Decisioni di instradamento

Indirizzamento basato su indirizzi IP gerarchici

Network Part (non sempre 16 bits)Subnet Part (non sempre 8 bits)Host Part (non sempre 8 bits)Il Totale e’ sempre 32 bits.

128.171.17.13

Host 13126.171.17.13

CBA Subnet (17)

UH Network (128.171)The Internet

Standards per I livelli di applicazione

NB: Gli standard a livello applicativo permettono dieseguire le tipiche applicazioni di rete utilizzandoregole condivise da tutti.

Ad esempio: la posta elettronica, il Web.Si analizzeranno nelle prossime lezioni alcuni di questi protocolli applicativi.

Livello applicazioneApp 1 App 2 App 3 App 4

Client PC

Rete o Internet

Server

Livello applicazione

5 ApplicationUser Applications

HTTP SMTP ManyOthers DNS Routing

ProtocolsMany

Others

Supervisory Applications

TCP UDP4 Transport

IP3 Internet ICMP ARP

None: Use OSI Standards2 Data Link

None: Use OSI Standards1 Physical

A livello applicazione ci sonoapplicazioni utente e applicazioni di supervisione.

Standards per I livelli di trasporto

NB: Gli standard a livello di trasporto possono connettere computer di tipo diverso;In genere gli standard a livello di trasporto sono affidabilie correggono eventuali errori.

Livelli di trasporto

App 1 App 2 App 3 App 4

Client PC

Rete o internet

Server

Livello di trasporto

5 ApplicationUser Applications

HTTP SMTP ManyOthers DNS Routing

ProtocolsMany

Others

Supervisory Applications

TCP UDP4 Transport

IP3 Internet ICMP ARP

None: Use OSI Standards2 Data Link

None: Use OSI Standards1 PhysicalL'Internetworking riguarda i livelli

internet e di trasporto.Ci sono solo pochi standards a questi livelli.

Tipologie di Servizi di trasporto

Con connessione – garanzie TCP Senza connessione – velocità UDP

TCP e UDP

Layer Protocol Connection-Oriented?

Reliable?

4 (Transport) TCP Yes Yes

4 (Transport) UDP No No

3 (Internet) IP No No

Lightweight orHeavyweight?

Heavyweight

Lightweight

Lightweight

Esempio di primitive a livello di trasporto

• Cinque primitive standard per realizzare servizi con connessione.

Esempi di primitive a livello di trasporto

• Pacchetti spediti in una semplice interazione cliente servente a livello di trasporto in una rete orientata alle connessioni.

Spezzettamento dei messaggi a livello di trasporto

Segmento TCP

Source Port Number (16 bits) Destination Port Number (16 bits)

Sequence Number (32 bits)First octet in data field

Acknowledgment Number (32 bits)Last octet plus one in data field of TCP segment being acknowledged

Window Size(16 bits)

Header Length(4 bits)

Reserved(6 bits)

Flag Fields(6 bits)

Options (if any)

TCP Checksum (16 bits) Urgent Pointer (16 bits)

Padding

Data Field

Bit 0 Bit 31

Flag fields are one-bit fields. They include SYN, ACK, FIN and RST.

Transmission Control Protocol (TCP)

PCTransport Process

WebserverTransport Process

1. SYN (Open)

2. SYN, ACK (1) (Acknowledgement of 1)

3. ACK (2)

Open

3-Way OpenTCP e’ un protocollo basato su connessioni

(Connection-Oriented Protocol)


PCTransport Process


1. SYN (Open)

2. SYN, ACK (1) (Acknowledgement of 1)

3. ACK (2)

4. Data = HTTP Request

5. ACK (4)

6. Data = HTTP Response

7. ACK (6)

Open(3)

CarryHTTPReq &Resp

(4)

I dati vengono trasferiti solo dopo aver stabilito la connessione


Acknowledgements Viene segnalata la ricezione di ciascun segmento

TCP inviato (ack acknowledged), ad eccezione dei messaggi spediti per scopi di acknowledgement e reset (later)

Il processo che spedisce deve ascoltare per verificare che tutti i segmenti TCP sono stati ricevuti (acknowledged)

Se un certo segmento non e’ acknowledged in un tempo ragionevole, il mittente lo rispedisce

TCP e’ affidabile (reliable protocol)

TCP e’ Reliable

E’ meglio fare la correzione degli errori una sola volta alla sorgente e alla destinazione piuttosto che ad ogni passo.

X X


PCTransport Process


12. FIN (Close)

13. ACK (12)

14. FIN

15. ACK (14)

Close(4)

4-Way CloseNormale operazione di chiusura


PCTransport Process


12. RST (Close)

Close(4)

ResetChiusura brusca

Senza AcknowledgementDi solito quando si verifica una condizione di errore

Use of TCP (and UDP) Port Numbers

Servers use wellknown port numbers for their major applications. Port 80 = HTTP Ports 20, 21 = FTP

Port 21 for supervisory information Port 20 for file transfers

Port 23 = Telnet Port 25 = SMTP (Email)

Use of TCP (and UDP) Port Numbers, Continued

Clients Use Ephemeral Port Numbers.

By IETF rules, Ports 49153 to 65535. Windows follows the rules.

Unix programs usually do not.

The client chooses a random ephemeral port number for each new connection.


Registered Port Numbers Ports 1024 through 49151.

For nonmajor applications.

Unix does not follow the rules for port number ranges.

Unix uses some registered port numbers as ephemeral port numbers.


Socket A socket is an IP address, a colon, and a port

number. Example: 128.171.17.13:80

For servers, specifies a specific application on a specific server.

For clients, specifies a specific connection on a specific client.

Use of TCP (and UDP) Port Numbers,

ContinuedClient 60.171.18.22

Webserver1.33.17.13

Port 80

From: 60.171.18.22:50047To: 1.33.17.13:80

SMTP Server123.30.17.120

Port 25

A connection has botha source and destination socket.

Socket is based on the packet IP addressesand the TCP or UDP port number fields

Ephemeral Source Port Number (50047)

Well-Known DestinationPort Number (80)

Use of TCP (and UDP) Port Numbers,

ContinuedClient 60.171.18.22

Webserver1.33.17.13

Port 80

From: 60.171.18.22:50047To: 1.33.17.13:80

From: 1.33.17.13:80To: 60.171.18.22:50047


Port 25

In two-way communication,the sockets are reversed

for transmissions inthe opposite direction.


Client 60.171.18.22

Webserver1.33.17.13

Port 80

From: 60.171.18.22:50047To: 1.33.17.13:80

From: 60.171.18.22:60003To: 123.30.17.120:25


Port 25

If a client connects to two servers,it will select different ephemeral port numbers(50047 and 60003) for the two connections

Segmenti TCP e Datagram UDP

Sequence Port Number (16 bits) Destination Port Number (16 bits)

UDP Length (16 bits) UDP Checksum (16 bits)

Data Field

Bit 0 Bit 31UDP Datagram

UDP Datagram

PCTransport Process


UDP Datagram

Close(4) Connectionless and Unreliable

Carica meno la rete rispetto a TCP

E’ utile quando la perdita occasionaleDi un messaggio di un applicazione non e’ un problema serio

Come per i messaggi regolari sullo stato della rete

Oppure quando non c’e’ tempo per ritrasmettere,Come per la trasmissione della voce

TCP Versus UDP

TCP UDP

Layer

Message name

Processing powerrequired

Reliability

Connections?

Transport Transport

TCP segment UDP datagram

Reliable Unreliable

Connection-oriented Connectionless

Heavyweight Lightweight

Layer 3 Switches and Routers in Site Internets

ToOtherSites

BorderRouter

Layer 3Switch

Layer 3Switch

L3

L3

EthernetWorkgroup

Switch

EthernetWorkgroup

Switch

Layer 3 switches are routers.

However, they are faster thantraditional software-basedrouters because they doprocessing in hardware.

Switches are faster than routers,so marketers invented “Layer 3 switch.

Layer 3 Switches and Routers in Site Internets, Continued

ToOtherSites

BorderRouter Layer 3

Switch

Layer 3Switch

L3

L3

EthernetWorkgroup

Switch

EthernetWorkgroup

Switch


However, hardware limitations meanthat they are limited routers.

They are not full multiprotocol routers.They only support TCP/IPand, sometimes, IPX/SPX.

This limits their usefulness.


ToOtherSites

BorderRouter

Layer 3Switch

Layer 3Switch

L3

L3

EthernetWorkgroup

Switch

EthernetWorkgroup

Switch


However, hardware limitations meanthat they are limited routers.

They usually cannot connect toWANs because they usually only implement

Ethernet at the data link layer.

A router is normally used at the border.


ToOtherSites

Router Layer 3Switch

Layer 3Switch

L3

L3

EthernetWorkgroup

Switch

EthernetWorkgroup

Switch

Like traditional routers, L3 switchesrequire considerable management labor.

Therefore, they usually do notreplace workgroups switchesat the bottom of the hierarchy.

User

Internet Control Message Protocol (ICMP) for Supervisory

Messages

Host UnreachableError Message

Router

EchoReply

Echo Request(Ping)IP was created to deliver packets.

ICMP was created to supportsupervisory messages at the internet layer.

Internet Control Message Protocol (ICMP) for Supervisory Messages,

Continued


Router

ICMPMessage

IPHeader

EchoResponse

Echo Request(Ping)

ICMP messages arecarried in the data fields

of IP packets.

There are no transportor application layer messages.


Continued


Router

ICMPMessage

IPHeader

EchoReply

Echo Request(Ping)ICMP error messages

advise senders of delivery problems.

This is not reliability;there is no automatic error correction.

This is only error advisement.


Continued


Router

ICMPMessage

IPHeader

EchoReply

Echo (Ping)

Echo messages can be used to “ping”IP addresses or host names.

Pinged hosts reply with echo reply messages.This response indicates that the host is active.

Internet Control Message Protocol (ICMP) for Supervisory Messages

“Host Unreachable”

Error Message

Router

“Echo”“EchoReply”

ICMP Message IP Header

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