Reti di calcolatori. Lezione del 18 giugno 2004

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1 Reti di calcolatori Lezione del 18 giugno 2004

2 Problema Rigidità della struttura degli indirizzi Limitate possibilità di organizzare autonomamente le LAN private, anche all interno di un unica organizzazione Crescita delle tabelle di routing Esaurimento degli indirizzi IP Se all interno di una sottorete si vuole aggiungere una LAN -> Richiesta di un nuovo set di indirizzi Aggiornamento/modifica di molte tabelle di routing Inserimento di nuove righe nelle tabelle di routing

3 Subnetting Gli indirizzi IP sono fin qui organizzati gerarchicamente su due livelli: Net-ID e Host-ID Il subnetting aggiunge un terzo livello gerarchico agli indirizzi: quello di sottorete (una rete fisica corrisponde a più reti logiche) Il subnetting consente di partizionare reti di classe A, B o C in più reti di dimensioni minori (una parte dell Host-ID viene riservata ad indicare tale partizionamento) Il subnetting consente di partizionare una rete, in più reti distinte, senza che i router esterni si debbano preoccupare

4 Subnetting L indirizzo IP diviene: Net-ID + SubNet-ID + Host-ID Il routing da Internet ad una qualsiasi delle sottoreti in cui è partizionata le rete è lo stesso ed è guidato dal valore di Net-ID I router all esterno della rete non vedono la struttura interna I router all interno della rete vedono le diverse sottoreti Flessibilità ed autonomia organizzativa all interno di ciascun AS (Autonomous System)

5 Netmask Per capire quale è la subnet di un host, si mettono in AND i bit dell indirizzo IP dell HOST e della netmask, e si isolano i bit relativi a SubNet-ID Per determinare l appartenenza di un host ad una subnet, si mettono in AND i bit dell indirizzo IP dell HOST e della netmask Nel routing è fondamentale individuare la subnet di appartenenza di un host: Se due host sono nella stessa subnet -> forwarding diretto Se due host appartengono a subnet differenti -> forwarding indiretto, che coinvolge l invio del pacchetto ad un router Ogni host conosce il proprio indirizzo IP, la netmask della propria subnet e la propria subnet

6 Instradamento con netmask - host My_IP = IP ADDRESS My_NM= NETMASK IP_DEST= IP ADDRESS [All accensione] My_SUBNET= (My_IP) AND (My_NM) WHILE pacchetto_da_inviare(dati, IP_DEST) DO If ((IP_DEST) AND (My_NM)) = My_SUBNET Then forwarding_diretto (dati, IP_DEST) Else invia (dati, IP_DEST, default router) UNTIL fine_invio();

7 Instradamento con netmask - router La tabella di routing diviene: Net-ID Subnet Mask Default Next_Router IP_R1. IP_DefRout Interfaccia Int1.. IntDefault IP_DEST= IP ADDRESS ROUTING_TABLE = TABELLA DI ROUTING WHILE pacchetto_da_inviare(dati, IP_DEST) DO For each (NET_ID; SUBNET_MASK; NEXT; INTERFACCIA) in ROUTING_TABLE D1 = IP_DEST AND SUBNET_MASK If D1 = NET_ID Then if INTERFACCIA = NEXT (*forwarding diretto*) Then invia_pacchetto_finale (dati, IP_DEST ) Else invia_pacchetto_intermedio(dati; IP_DEST; NEXT) UNTIL fine_pacchetti();

8 Supernetting Aggregare indirizzi IP di reti diverse in modo di formare un unica super-rete Viene utilizzata una maschera che seleziona i bit in comune alle due reti, nella parte Net-ID dell indirizzo IP La maschera di supernetting viene utilizzata per identificare il netid definitivo Esempio, per indicare la super-rete che comprende tutte le reti fra: Serve la seguente maschera di super-netting:

9 Supernetting In questo modo faranno parte della super-rete TUTTE le reti con indirizzi:

10 ARP e RARP Protocolli di livello 3 per la conversione fra indirizzi logici IP ed indirizzi fisici MAC delle interfacce di rete ARP (Address Resolution Protocol) RFC 826 RARP (Reverse Address Resolution Protocol) RFC 903

11 ARP e RARP Agli indirizzi IP fanno riferimento i protocolli di livello superiore, e tutti i protocolli che gestiscono l internetworking Agli indirizzi MAC fanno riferimento i protocolli di livello 2 (data link) -> reti locali, broadcast Perchè tradurre indirizzi IP in indirizzi MAC e viceversa? Un host A deve mandare un pacchetto ad un host B, conoscendo solo l indirizzo IP; c è il problema di determinare l indirizzo fisico-mac su cui lavora lo strato Ethernet Il protocollo RARP serve anche agli host per calcolare, in caso di guasti di alcune parti del sistema, il proprio indirizzo IP a partire da quello fisico-mac

12 ARP Generalmente, ARP funziona con tabelle di mappatura, definite cache ARP, che forniscono la mappatura tra un indirizzo IP e un indirizzo fisico. In una LAN, ARP prende l indirizzo IP di destinazione e cerca l indirizzo fisico corrispondente nella cache ARP: se lo trova lo restituisce al richiedente. Se l indirizzo richiesto non viene reperito nella cache ARP, il modulo ARP effettua una trasmissione broadcast sulla rete: questa prende il nome di richiesta ARP (ARP request) e contiene l indirizzo IP richiesto. Di conseguenza, se una delle macchine che ricevono la richiesta riconosce il proprio indirizzo IP nel messaggio di ARP, restituisce una risposta ARP (ARP reply) all host richiedente. Il frame contiene l indirizzo fisico dell host interrogato. Quando riceve questo frame, l host richiedente inserisce l indirizzo nella propria cache ARP: i datagrammi che verranno successivamente inviati a questo particolare indirizzo IP potranno essere tradotti nell indirizzo fisico accedendo alla cache.

13 ARP Il pacchetto ARP, oltre ai campi per gli indirizzi di livello 2 e 3 di sorgente e destinazione, contiene: hard type, specifica il tipo di indirizzo di livello 2; per indicare che l indirizzo è di tipo MAC si usa il valore 1; protocol type, specifica il tipo di indirizzo di livello 3, si usa 0x0800 per indicare indirizzi IP; hard size, indica la lunghezza dell indirizzo di livello 2; protocol size, indica la lunghezza dell indirizzo di livello 3; operation, indica il tipo di comando ARP, 1 per ARPrequest, 2 per ARP-reply.

14 RARP Un host conosce il proprio indirizzo MAC ma non conosce il proprio indirizzo IP Invia una richiesta RARP in cui chiede: Chi sa quale IP address è associato a questo MAC address? Gli host che lo riconoscono, mandano in broadcast una RARP reply con l indirizzo IP

15 Internet VS Intranet NAT Network address translation (protocol) RFC 1631 I benefici dovuti all impiego del NAT sono in sintesi: Accedere alla Internet pubblica senza richiedere indirizzi IP registrati Interconnettere reti IP con spazi di indirizzamento sovrapposti Evitare la rinumerazione degli host Ridurre il consumo di indirizzi ufficiali Migliorare la sicurezza della rete nascondendo gli indirizzi reali degli host

16 NAT I pacchetti da spedire su Internet con indirizzo mittente di tipo privato (o da spedire all interno di una rete con indirizzo mittente pubblico) vengono modificati: traducendo il campo indirizzo mittente (o destinatario) con uno degli indirizzi pubblici disponibili (con l indirizzo privato opportuno) modificando anche il campo informativo nei pacchetti relativi a particolari applicazioni per evitare di risalire all indirizzo interno.