RETI DI CALCOLATORI. Prof. PIER LUCA MONTESSORO. Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine

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1 RETI DI CALCOLATORI Prof. PIER LUCA MONTESSORO Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 1

2 Nota di Copyright Questo insieme di trasparenze (detto nel seguito slide) è protetto dalle leggi sul copyright e dalle disposizioni dei trattati internazionali. Il titolo ed i copyright relativi alle slides (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 Ministero dell Università e Ricerca Scientifica e Tecnologica, per scopi istituzionali, non a fine di lucro. In tal caso non è richiesta alcuna autorizzazione. Ogni altro utilizzo o riproduzione (ivi incluse, ma non limitatamente, le riproduzioni su supporti magnetici, su reti di calcolatori e stampe) in toto o in parte è vietata, se non esplicitamente autorizzata per iscritto, a priori, da parte dell autore. L informazione contenuta in queste slide è ritenuta essere accurata alla data della pubblicazione. Essa è fornita per scopi meramente didattici e non per essere utilizzata in progetti di impianti, prodotti, reti, ecc. In ogni caso essa è soggetta a cambiamenti senza preavviso. L autore non assume alcuna responsabilità per il contenuto di queste slide (ivi incluse, ma non limitatamente, la correttezza, completezza, applicabilità, aggiornamento dell informazione). In ogni caso non può essere dichiarata conformità all informazione contenuta in queste slide. In ogni caso questa nota di copyright e il suo richiamo in calce ad ogni slide non devono mai essere rimossi e devono essere riportati anche in utilizzi parziali Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 2

3 Lezione 24 Protocolli del livello network e funzionamento del protocollo IP Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 3

4 Lezione 24: indice degli argomenti Indirizzi IP e indirizzi MAC: il protocollo ARP Protocolli di routing autonomous systems IGP: Interior Gateway Protocol EGP: Exterior Gateway Protocol IPv Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 4

5 Indirizzi IP e indirizzi MAC: il protocollo ARP Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 5

6 Indirizzi IP e indirizzi MAC Indirizzo conosciuto dall applicazione: IP Indirizzo necessario per spedire un messaggio su una LAN: MAC Come trovare la corrispondenza tra indirizzi di livello 3 e indirizzi di livello 2? Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 6

7 ARP: Address Resolution Protocol Sfrutta la trasmissione broadcast delle LAN Viene inviato in broadcast (MAC DSAP FF-FF-FF-FF-FF-FF) un pacchetto contenente l indirizzo IP di cui si cerca il corrispondente MAC Tutte le stazioni leggono il pacchetto, quella interessata risponde Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 7

8 ARP: Address Resolution Protocol DEVO INVIARE UN MESSAGGIO A B-BC B B A Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 8

9 ARP: Address Resolution Protocol B-BC MA SONO IO! pacchetto ARP MAC DSAP = FF-FF-FF-FF-FF-FF IP cercato = B B A Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 9

10 ARP: Address Resolution Protocol BENE, ORA SO COME INVIARE IL MESSAGGIO B-BC B pacchetto ARP di risposta MAC DSAP = -2B MAC cercato = -2B A B A Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 10

11 ARP: Address Resolution Protocol B-BC B messaggio MAC DSAP = -2B A IP DSAP = B A Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 11

12 Esempio Ethernet rete netmask PVC ATM WiFi linea ISDN per backup layer II switch Ethernet Ethernet Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 12

13 Indirizzamento IP layer II switch Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 13

14 layer II switch Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 14

15 B-3C-AF B-4A B-3D-BE-19 layer II switch B Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 15

16 B-3C-AF B-4A B-3D-BE-19 La stazione conosce: il proprio indirizzo IP la netmask ( ) il default gateway ( ) layer II switch B Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 16

17 B-3C-AF B-4A B-3D-BE-19 La stazione confronta il proprio indirizzo IP con quello di destinazione ( ) mascherando il risultato con la netmask. Risultato: scopre che la destinazione è su una diversa subnet. Quindi è necessario usare il. layer II switch B Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 17

18 B-3C-AF B-4A B-3D-BE-19 layer II switch La stazione invia un ARP, in broadcast, per scoprire l indirizzo MAC di B Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 18

19 B-3C-AF B-4A B-3D-BE-19 layer II Il risponde comunicando il proprio switch MAC: -2B-4A B Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 19

20 B-3C-AF B-4A B-3D-BE-19 layer II switch La stazione invia il messaggio al. Il pacchetto ha una busta di livello 3 dentro una busta di livello 2, con DSAP differenti: IP DSAP: (destinazione 00-2B-45 finale) MAC DSAP: -2B-4A () Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 20

21 B-3C-AF B-4A B-3D-BE-19 layer II switch Il, usando le tabelle di instradamento, imbusta il pacchetto IP in un pacchetto PPP e lo invia sul PVC ATM. L indirizzo è utilizzato per gli algoritmi di routing e per l instradamento B Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 21

22 B-3C-AF B-4A B-3D-BE-19 layer II switch Il secondo, usando le tabelle di instradamento, scopre che il destinatario è adiacente alla sua porta (stessa subnet) B Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 22

23 B-3C-AF-01 Il secondo invia un ARP in broadcast per scoprire il MAC di B-4A B-3D-BE-19 layer II switch B Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 23

24 B-3C-AF-01 Trattandosi di un messaggio broadcast, lo switch lo inoltra su tutte le porte B-4A B-3D-BE-19 layer II switch B Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 24

25 B-3C-AF-01 La stazione risponde all ARP comunicando il proprio Trattandosi di un messaggio MAC: -2B broadcast, lo switch lo inoltra Lo switch, avendo prima appreso su tutte le porte la posizione di -2B-3D-BE-19, inoltra il pacchetto B-4A B-3D-BE-19 layer II switch B Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 25

26 B-3C-AF-01 Il secondo imbusta il pacchetto IP in un pacchetto Ethernet con indirizzo di destinazione singlecast -2B e lo invia. Anche questa volta lo switch inoltra il pacchetto B-4A B-3D-BE-19 layer II switch B Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 26

27 ICMP Internet Control Message Protocol Verifica dello stato della rete echo request ed echo reply Riportare anomalie destination unreachable time exceeded for a datagram parameter problem on a datagram Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 27

28 B-3C-AF B-4A IP DSAP: MAC DSAP: -2B-4A () layer II switch Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 28

29 B-3C-AF B-4A DESTINATION UNREACHABLE layer II switch Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 29

30 ICMP Internet Control Message Protocol Scoprire la netmask mask request address mask reply Migliorare il routing (per più sulla stessa LAN) redirect Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 30

31 IP DSAP: MAC DSAP: -2B-3D-BE-19 () B-3D-BE-19 layer II switch def. gtw: : Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 31

32 REDIRECT TO B-3D-BE-19 layer II switch def. gtw: : Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 32

33 Protocolli di routing Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 33

34 Autonomous System (AS) È un insieme di sottoreti raggruppate secondo criteri topologici e organizzativi All interno di un AS il routing e l'indirizzamento sono strettamente coordinati Interior : visibilità limitata all interno dell AS Exterior : visibilità all interno dell AS e sugli exterior degli altri AS Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 34

35 Autonomous System (AS) I I E E AS 137 AS 66 E: exterior I: interior Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 35

36 Protocolli di routing IGP: Interior Gateway Protocol RIP: Routing Information Protocol (distance vector) IGRP: Interior Gateway Routing Protocol (distance vector) OSPF: Open Shortest Path First (linkstate) Integrated IS-IS (link-state) Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 36

37 Protocolli di routing EGP: Exterior Gateway Protocol EGP*: Exterior Gateway Protocol (reachability-only) BGP: Border Gateway Protocol (distance vector) IDRP: Inter Domain Routing Protocol (ISO/OSI, dimile a BGP di TCP/IP) * lo stesso nome è utilizzato sia come termine generico che come nome del protocollo Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 37

38 IGP: Interior Gateway Protocol Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 38

39 RIP Routing Information Protocol Protocollo di routing intradominio basato su un algoritmo di tipo distance vector Metrica di costo: basata su hop count Messaggi di update: inviati ogni 30 s Aggiornamento dei percorsi: entro 3 minuti Memorizzazione in tabella del solo percorso migliore verso la destinazione Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 39

40 IGRP Interior Gateway Routing Protocol Protocollo distance vector proprietario Cisco Supera i limiti di RIP (max hop count, nessun instradamento alternativo) Metriche sofisticate contenenti ritardo, banda, affidabilità, lunghezza massima del pacchetto, carico Multipath routing suddivisione del traffico tra più linee parallele Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 40

41 OSPF Open Shortest Path First Protocollo di tipo link state packet Prevede un organizzazione gerarchica un AS può essere suddiviso in aree ogni area è costituita da una rete o da un gruppo di reti contigue Esiste una backbone area che connette tutte le altre aree Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 41

42 altro AS AREA 1 H1 Ethernet internal R2 R1 AS Boundary Router H2 Ethernet AREA 2 H5 R6 H6 internal R3 area border R5 H3 Gigabit Ethernet R4 backbone Gigabit Ethernet H4 BACKBONE AREA Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 42

43 Integrated IS-IS IS: Intermediate System (= ) Protocollo di tipo link-state, simile a OSPF Supporta gerarchia a 2 livelli Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 43

44 EGP: Exterior Gateway Protocol Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 44

45 EGP Exterior Gateway Protocol Propaga solo le informazioni di raggiungibilità dei nodi Non ha metriche associate Non ammette magliature nella topologia Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 45

46 BGP Border Gateway Protocol Algoritmo di tipo distance vector invece di propagare i costi propaga la sequenza di AS da attraversare per raggiungere una data destinazione I comunicano utilizzando un servizio affidabile del TCP La politica di calcolo dell instradamento preferito è configurabile Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 46

47 CIDR Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 47

48 CIDR Classless Inter Domain Routing Pensato per sfruttare al massimo gli indirizzi disponibili Propaga la netmask insieme all indirizzo Consente di propagare informazioni di raggiungibilità di cluster di reti ( supernet ) Dal punto di vista dell assegnazione degli indirizzi consente di assegnare gruppi di reti (es. di classe C) al posto di una rete di classe superiore (es. di classe B) Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 48

49 CIDR Classless Inter Domain Routing Esempio: con netmask annuncia (in un colpo solo) 4 reti di classe C: , , e = = = = = Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 49

50 IPv Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 50

51 IPv6 Spazio degli indirizzi grande a sufficienza Indirizzi multicast e anycast (indica il server più vicino al mittente che fornisce un dato servizio) Unificazione di Internet e Intranet Miglior utilizzo delle LAN Sicurezza Policy routing Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 51

52 IPv6 Buon supporto di ATM Priorità per tipo di traffico Plug and play Mobilità Transizione semplice da IPv4 a IPv Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 52

53 Indirizzi IPv6 Scritti su 128 bit (circa indirizzi disponibili) Rappresentati in esadecimale come 8 numeri naturali separati da : Esempi: FEDC:BA98:0876:45FA:0562:CDAF:3DAF:BB :0000:0000:0000:0007:0200:A00C: Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 53

54 Header IPv6 32 bit vers. priority payload length flow label next header hop limit source address source (16 byte) address destination address (16 byte) Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 54

55 Header IPv6 32 bit vers. priority flow label payload length next header destination address (16 byte) hop limit PER OTTENERE DALLA RETE DATAGRAM source address GARANZIE DI SERVIZIO (16 byte) TIPICHE DEI CIRCUITI VIRTUALI Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 55

56 Header IPv6 32 bit vers. priority payload length flow label next header hop limit source address (16 byte) IL PREAMBOLO HA LUNGHEZZA FISSA (40 BYTE), MA È POSSIBILE AGGIUNGERNE ALTRI OPZIONALI destination address (16 byte) Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 56

57 Header IPv6 32 bit vers. priority payload length flow label next header hop limit source address (16 byte) È IL TIME TO LIVE DI IPv4 destination address (16 byte) Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 57

58 Header addizionali Hop-by-hop options informazioni per i Routing percorso completo o parziale da seguire Fragmentation gestione della frammentazione Autentication Verifica dell identità del mittente Encripted security payload informazioni sul contenuto codificato Destination options informazioni addizionali sulla destinazione Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 58

59 Reti di Computer Capitolo 5 Bibliografia Libro Reti locali: dal cablaggio all internetworking contenuto nel CD-ROM omonimo Capitolo Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 59

60 Come contattare il prof. Montessoro Telefono: Fax: URL: Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 60