Marco Sommani CNR-IIT, Pisa Corso interno IIT, 14 settembre 2010

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1 Marco Sommani CNR-IIT, Pisa Corso interno IIT, 14 settembre 2010 Commutazione di circuito e di pacchetto IPv4: concetti base Instradamento dei pacchetti IPv4 Amministrazione dell indirizzamento IPv4 Caratteristiche dei link IP Il protocollo ARP Il Domain Name System Configurazione degli Host IPv4 TCP e UDP I NAT Verifica della raggiungibilità delle destinazioni Marco Sommani: Introduzione alle reti 2 1

2 PSTN = Public Switched Telephone Network: la rete telefonica tradizionale Rete IP: qualunque rete che, come Internet, smista le informazioni usando l Internet Protocol (IP) In entrambi i casi la rete è composta da nodi collegati da link esempi di nodi: una centrale telefonica (PSTN), un router (IP) esempi di link: fibre, ponti radio, doppini In entrambi i casi su un link fra due nodi possono essere contemporaneamente attive più conversazioni digitalizzate (multiplexing) Marco Sommani: Introduzione alle reti 3 Impegno il canale 12 per una conversazione destinata a Impegno il canale 23 per una conversazione destinata a a==b:12 A A:12==B:23 A A:23==b B B 12 OK 23 OK OK a Vorrei chiamare lo Ti chamano, rispondi? b OK, rispondo Marco Sommani: Introduzione alle reti 4 2

3 La coesistenza di più conversazioni sui link PSTN è resa possibile dalla suddivisione logica del link in un numero finito di canali Gli N canali di un link ISDN vengono trasmessi in successione temporale ciclica: 8 bit della conversazione sul canale n, poi 8 di quella sul canale n+1... siccome una conversazione digitale occupa 64Kbps, un link ISDN da N canali richiede una banda di N*64Kbps nella successione ciclica dei canali ISDN, lo stesso canale torna 8000 volte al secondo (ogni 125 µsec) Marco Sommani: Introduzione alle reti 5 La modalità di instradamento dell esempio si chiama Commutazione di Circuito Vi è una fase di chiamata, in cui la rete alloca un circuito fra il chiamante e il chiamato Il circuito rimane attivo per tutta la durata della conversazione Per tutto il tempo in cui il circuito è attivo, ogni informazione (sequenza di bit) immessa sul circuito da un partner viene consegnata immutata all altro partner Marco Sommani: Introduzione alle reti 6 3

4 La qualità della voce è assicurata perché ogni conversazione viene trasmessa con il throughput richiesto (64kbps sulla rete ISDN) senza variazioni nei tempi di attraversamento della rete senza perdite di informazioni (guasti a parte) sui nodi, l operazione di reinstradamento dei bit è elementare e non introduce ritardi percepibili I nodi devono memorizzare le conversazioni attive (non buono per trasmissione dati) Il numero di conversazioni che possono coesistere su un link è fisso (non buono per trasmissione dati) Marco Sommani: Introduzione alle reti 7 Un apparato terminale può avere transazioni contemporanee con molti partner Molte transazioni hanno durata brevissima Ritardi nella trasmissione sono tollerabili Si preferisce la Commutazione di Pacchetto nel servizio postale un pacchetto ha un contenuto ed una etichetta che ne indica la destinazione nella trasmissione dati un pacchetto è un insieme di dati composto da un contenuto, ossia le informazioni per il destinatario una etichetta, che indica ai nodi come instradarlo Marco Sommani: Introduzione alle reti 8 4

5 Marco Sommani: Introduzione alle reti 9 Modalità connection oriented come nella commutazione di circuito, i nodi di transito memorizzano le conversazioni attive preferita da ATM, X.25, SNA... perché può semplificare le operazioni di instradamento facilita l attribuzione di qualità di servizio differenziate permette a ciascun nodo di frenare selettivamente i flussi di dati eccessivi Modalità connectionless i nodi di transito ignorano l esistenza delle conversazioni usata da IP, IPX, AppleTalk, DecNet... Marco Sommani: Introduzione alle reti 10 5

6 Pregi: il funzionamento dei nodi di transito è molto semplice non esistono limiti al numero di transazioni contemporanee Difetti: i pacchetti possono subire ritardi o non arrivare i pacchetti possono arrivare fuori sequenza una sorgente può intasare vaste parti della rete oggi esistono rimedi Marco Sommani: Introduzione alle reti 11 Commutazione di circuito e di pacchetto IPv4: concetti base Instradamento dei pacchetti IPv4 Amministrazione dell indirizzamento IPv4 Caratteristiche dei link IP Il protocollo ARP Il Domain Name System Configurazione degli Host IPv4 TCP e UDP I NAT Verifica della raggiungibilità delle destinazioni Marco Sommani: Introduzione alle reti 12 6

7 Usa la commutazione di pacchetto di tipo connectionless la lunghezza dei pacchetti generalmente non supera 1500 bytes ogni link ha la sua Maximum Transfer Unit (MTU), ossia la lunghezza massima dei pacchetti trasmissibili sul link la massima MTU ammissibile è di bytes di solito è 1500 bytes deve essere almeno 512 bytes (1280 in IPv6) La rete è composta di apparati (computer, router,...) dotati di uno o più indirizzi IP indirizzo IPv4 (in uso da quasi 30 anni): numero di 32 bit, da 0 a indirizzo IPv6 (ancora poco diffuso): numero di 128 bit, da 0 a circa 3, Nell etichetta (IP header) di ogni pacchetto sono presenti gli indirizzi IP di mittente e destinatario Marco Sommani: Introduzione alle reti 13 Host IP: apparecchiatura in grado di interpretare e produrre pacchetti IP. Link: mezzo trasmissivo che consente a due Host IP di comunicare senza che altre apparecchiature lungo il cammino debbano esaminare le etichette dei pacchetti IP. Incapsulamento: insieme di norme che stabilisce le modalità con cui un pacchetto IP viene trasmesso su un particolare tipo di Link. Interfaccia: processo che controlla il collegamento di un Host IP a un Link. Router IP: Host IP che riceve pacchetti IP destinati ad altri Host IP e provvede al loro instradamento basandosi sull indirizzo del destinatario presente nel pacchetto. Marco Sommani: Introduzione alle reti 14 7

8 Host IP: computer, router, play station, cellulare con trasmissione dati... Link: LAN Ethernet, circuito PPP, Virtual Private Network... Incapsulamento: Ethernet II, 802.3, PPP, PPPoA, PPPoE... Interfaccia: processo che controlla l invio e la ricezione di pacchetti IP su Ethernet, su wifi o sulla pennetta UMTS... Marco Sommani: Introduzione alle reti ! ! Version! IHL! Type of Service! Total Length! Identification! Flags! Fragment Offset! Time to Live! Protocol! Header Checksum! Source Address! Destination Address! Options! Padding! Marco Sommani: Introduzione alle reti 16 8

9 Version: sempre=4 IHL: IP Header Length lunghezza dell IPv4 Header in multipli di 32 bit se il campo Options è assente, IHL=5 Type of Service (ToS) campo utilizzabile per indicare ai router la modalità con cui trattare il pacchetto precedenza nelle code discard eligibility (possibilità di scartarlo senza fare danni) Total length lunghezza totale del pacchetto in bytes Identification, Flags, Fragment Offset campi usati per la frammentazione un pacchetto viene frammentato quando è più lungo della MTU del link su cui deve essere inoltrato Marco Sommani: Introduzione alle reti 17 Time to Live (TTL) valore decrementato da ogni router un router non deve inoltrare il pacchetto se TTL=0 serve ad evitare che un pacchetto giri all infinito Protocol valore fra 1 e 255 con cui il mittente indica al destinatario come interpretare il contenuto del pacchetto Header Checksum codice per verificare che l etichetta non abbia subito alterazioni Options campo opzionale usabile, per esempio, per forzare il pacchetto a transitare da determinati router Marco Sommani: Introduzione alle reti 18 9

10 IPv4 (indirizzo di 32 bit) stringa di 32 bit (poco usato): stringa di 8 cifre esadecimali (poco usato): dotted decimal notation (comunissimo) IPv6 (indirizzo di 128 bit) 8 gruppi di 4 cifre esadecimali separati da : 2001:0db8:0000:0000:00a9:0000:0000:0001 si possono omettere gli 0 iniziali di ogni gruppo: 2001:db8:0:0:a9:0:0:1 :: può sostituire una sequenza di gruppi a 0 : 2001:db8::a9:0:0:1 o 2001:db8:0:0:a9::1 Marco Sommani: Introduzione alle reti 19 Commutazione di circuito e di pacchetto IPv4: concetti base Instradamento dei pacchetti IPv4 Amministrazione dell indirizzamento IPv4 Caratteristiche dei link IP Il protocollo ARP Il Domain Name System Configurazione degli Host IPv4 TCP e UDP I NAT Verifica della raggiungibilità delle destinazioni Marco Sommani: Introduzione alle reti 20 10

11 Un insieme di indirizzi IP è un address-range se: gli indirizzi sono contigui il numero di indirizzi è una potenza di 2 l indirizzo più basso è divisibile per la potenza di 2 Ricordare che: in notazione binaria, un numero è divisibile per 2 n se gli ultimi n bit sono uguali a 0 con n bit si rappresentano 2 n diversi numeri Quindi: in un address-range con 2 n elementi i primi 32-n bit degli indirizzi sono uguali (IPv4) i primi 128-n bit degli indirizzi sono uguali (IPv6) Marco Sommani: Introduzione alle reti 21 da a esadecimale: da 0A a 0A.03.FF.FF dotted decimal: da a valori decimali: da a potenza di 2: 2 18 = le condizioni sono rispettate: =640 con resto 0 ( )+1= in decimale si ragiona male: meglio il binario, l esadecimale o, al limite, la dotted decimal notation. Marco Sommani: Introduzione alle reti 22 11

12 IPv4 range : indirizzo con netmask: indirizzo con slash notation: /14 Con entrambe le notazioni si scrive un indirizzo facente parte del range, seguito dall indicazione di quanti sono i bit uguali negli indirizzi del range Nel caso della netmask, l indicazione è chiara dopo la sua conversione in binario: IPv6 - si usa solo la slash notation: la notazione 2001:db8::a9:0:0:1/50 indica il range da 2001:db8:: a 2001:db8:0:3fff:ffff:ffff:ffff:ffff Marco Sommani: Introduzione alle reti 23 H /29 R / /29 H unnumbered link H R R H / / /28 H R R H Marco Sommani: Introduzione alle reti 24 12

13 Indicano all Host come inoltrare un pacchetto, dato l indirizzo IPv4 di destinazione Sono una lista di address-range in cui per ogni range sono indicati il Link adiacente su cui inoltrare il pacchetto l indirizzo IPv4 (next-hop) di un altro Host (Router) presente sul Link adiacente il next-hop non serve se la destinazione è su un Link adiacente o se il Link è unnumbered I pacchetti sono instradati sul Link/next-hop dell address-range più piccolo contenente il destination-address /0 è l address-range di default Marco Sommani: Introduzione alle reti 25 address-range interfaccia next-hop /32 eth /29 eth /32 eth /29 eth /32 serial /30 serial /28 serial /24 serial /0 serial destinazione regola Marco Sommani: Introduzione alle reti 26 13

14 Ad ogni Link IP deve essere associato almeno un address-range eccezione: i circuiti punto-punto possono essere unnumbered Un address-range associato a un Link si chiama Subnet È sconsigliato usare più address-range sullo stesso Link Assegnare alle interfacce IP solo indirizzi appartenenti agli address-range associati al Link collegato all interfaccia L indirizzo più basso e il più alto di un addressrange IPv4 non sono assegnabili alle interfacce max 2 n -2 interfacce se ho un range di 2 n indirizzi Marco Sommani: Introduzione alle reti 27 Per ogni interfaccia numbered : gli indirizzi IP assegnati all interfaccia raccomandazione: evitare l assegnazione di più indirizzi alla stessa interfaccia per ogni indirizzo IP: la dimensione della Subnet a cui appartiene A livello globale: informazioni su come raggiungere le destinazioni che non siano su Subnet adiacenti Sui sistemi operativi più comuni le informazioni sono visibili con il comando: netstat nr Marco Sommani: Introduzione alle reti 28 14

15 Marco Sommani: Introduzione alle reti 29 Address-range Motivazione /8 Problemi di compatibilità con vecchie implementazioni /8 Sono interpretati come indirizzi di loopback /16 Indirizzi Link Local /4 Indirizzi dei gruppi multicast /4 Indirizzi sperimentali (mai usati) Marco Sommani: Introduzione alle reti 30 15

16 è l indirizzo wire-broadcast un pacchetto con questa destinazione è letto da tutti gli Host presenti sul Link su cui è stato immesso i Router presenti sul Link non propagano il pacchetto L indirizzo subnet-broadcast è l indirizzo più alto di un address-range associato a un Link es.: è il subnet-broadcast della subnet /22 il pacchetto può essere immesso in rete anche da un host lontano dalla subnet i router sul percorso inoltrano il pacchetto con le regole usuali arrivato al link di destinazione, il pacchetto è letto da tutti gli host aventi un indirizzo IP sulla subnet Marco Sommani: Introduzione alle reti 31 Commutazione di circuito e di pacchetto IPv4: concetti base Instradamento dei pacchetti IPv4 Amministrazione dell indirizzamento IPv4 Caratteristiche dei link IP Il protocollo ARP Il Domain Name System Configurazione degli Host IPv4 TCP e UDP I NAT Verifica della raggiungibilità delle destinazioni Marco Sommani: Introduzione alle reti 32 16

17 Fino a tutto il 1992 bastava scrivere una mail a e si riceveva il blocco della dimensione desiderata (senza esagerare) Dal 1993 l autorità che controlla la distribuzione degli indirizzi IP è l Internet Assigned Numbers Authority (IANA) gli utenti finali ricevono i blocchi IP dai Local Internet Registry (LIR, spesso anche ISP) i LIR ricevono blocchi IP dai Regional Internet Registry (RIR, uno per continente) Quando il pool di indirizzi a disposizione di un RIR sta per finire, IANA assegna al RIR un nuovo blocco /8. Marco Sommani: Introduzione alle reti 33 Alla fine del 1992 erano già in uso 93 blocchi dei 221 disponibili Andamento allocazioni in epoca regolamentata: mesi del A settembre 2010 restano da allocare 14 blocchi Marco Sommani: Introduzione alle reti 34 17

18 Da quando la distribuzione è regolamentata, i RIR assegnano blocchi ai LIR solo se: nella domanda i LIR forniscono chiare informazioni sui loro piani di utilizzo degli indirizzi i LIR sono in grado di dimostrare di avere usato con oculatezza gli indirizzi precedentemente ricevuti Risultato: i LIR scoraggiano la richiesta di nuovi indirizzi da parte degli utenti finali A partire dal 1993 è divenuto sempre più frequente l utilizzo in molte parti di Internet degli indirizzi riservati per le Private-Use Networks (RFC1918) Marco Sommani: Introduzione alle reti 35 In una rete IP non dovrebbero esistere più interfacce con lo stesso indirizzo IP Su Internet l univocità è assicurata da IANA Su una rete IP disgiunta da Internet (detta Private-Use Network) non è necessario chiedere gli indirizzi a IANA Per evitare problemi nel caso di un successivo collegamento a Internet, l RFC1918 raccomanda che sulle Private-Use Network siano usati solo i seguenti address-range: /8, /12, /16 IANA non assegnerà mai indirizzi RFC1918 Marco Sommani: Introduzione alle reti 36 18

19 Gli indirizzi RFC1918 dovevano servire per Host e reti separati da Internet Ben presto si è diffusa la prassi di permettere ad un Host con indirizzo RFC1918 di comunicare con Internet, utilizzando i Network Address Translator (NAT) I NAT permettono di presentare su Internet un insieme di Host RFC1918 con un unico indirizzo pubblico (non RFC1918) riutilizzare su più isole gli stessi indirizzi RFC1918 Oggi gli Host su Internet sono molti di più degli indirizzi IPv4 La presenza dei NAT introduce notevoli limitazioni e problemi (anche di sicurezza) Marco Sommani: Introduzione alle reti 37 Commutazione di circuito e di pacchetto IPv4: concetti base Instradamento dei pacchetti IPv4 Amministrazione dell indirizzamento IPv4 Caratteristiche dei link IP Il protocollo ARP Il Domain Name System Configurazione degli Host IPv4 TCP e UDP I NAT Verifica della raggiungibilità delle destinazioni Marco Sommani: Introduzione alle reti 38 19

20 Link punto-punto la sua natura gli permette di collegare solo due Host IP es.: circuiti ADSL, circuiti dial-up, circuiti diretti, vari tipi di Virtual Private Networks (VPN) ciò che un Host immette sul Link è letto dall altro Host non è necessario un ulteriore indirizzamento a livello di Link Link multiaccesso la sua natura gli permette di collegare più Host IP es.: Ethernet, sia in modalità wired sia in wifi è necessario un ulteriore indirizzamento a livello di Link due sottotipologie con possibilità di broadcast (es.: Ethernet) senza possibilità di broadcast (es.: ATM, X.25) Marco Sommani: Introduzione alle reti 39 La Internet Engineering Task Force (IETF) si limita a stabilire le regole necessarie per il funzionamento di Internet (es.: il protocollo IP) Sui mezzi trasmissivi usati dai Link IP possono essere trasmessi anche pacchetti di protocolli diversi da IP Ogni mezzo trasmissivo ha le sue regole per il formato dei pacchetti: come capire quale protocollo è trasportato (IP o altro) indirizzamento di livello Link regole per riconoscere eventuali errori di trasmissione Un pacchetto che contenga anche le informazioni di livello Link viene detto frame Marco Sommani: Introduzione alle reti 40 20

21 I metodi di incapsulamento stabiliscono le regole con cui inserire un pacchetto IP nelle frame previste per un particolare mezzo trasmissivo I metodi di incapsulamento più comuni sono: il PPP sui circuiti punto-punto sui circuiti ADSL esistono le due varianti PPPoA e PPPoE Ethernet II sulle LAN di tipo Ethernet Marco Sommani: Introduzione alle reti 41 Ogni scheda di rete Ethernet (anche wifi) ha un indirizzo di 6 bytes (48 bit), detto mac address Ogni scheda arriva con un mac address impostato dal costruttore, unico a livello globale È possibile modificare via software i mac address (da evitare) I mac address impostati dal costruttore hanno il 7º bit a 0 solo i mac address modificati via software hanno il 7º bit a 1 e non ne è garantita l unicità a livello globale L 8º bit di un mac address è sempre 0 Marco Sommani: Introduzione alle reti 42 21

22 DA SA EtherType Dati FCS 6 bytes 6 bytes 2 bytes da 46 a 1500 bytes 4 bytes DA SA EtherType Dati FCS Destination Address: se il bit 8 è 0 è il mac address della scheda destinataria, altrimenti è un indirizzo di gruppo Source Address: il mac address della scheda mittente Indica il protocollo del pacchetto contenuto nella parte dati: x0800: pacchetto IPv4 x86dd: pacchetto IPv6 x0806: pacchetto ARP La porzione della frame in cui viene inserito il pacchetto da trasportare Frame Check Sequence: codice che permette di individuare eventuali errori di trasmissione Marco Sommani: Introduzione alle reti 43 Nasce come mezzo shared: solo una stazione per volta può inviare dati i dati inviati da una stazione arrivano a tutte le altre si ha una collisione quando due stazioni trasmettono contemporaneamente una stazione trasmittente, appena si accorge di una collisione, interrompe la trasmissione e riprova dopo un intervallo random La Ethernet shared al crescere del traffico diventa inefficiente Il Bridge (o Switch) permette di segmentare una LAN Ethernet in più domini di collisione Marco Sommani: Introduzione alle reti 44 22

23 Una frame non viene rispedita sulla stessa porta da cui è stata ricevuta Se l 8º bit del Destination Address è 1 (broadcast/ multicast) la frame è inviata su tutte le altre porte del bridge Altrimenti la frame è unicast (un solo destinatario) se la posizione del destinatario è nota, la frame è inviata solo sulla porta che conduce al destinatario altrimenti, la frame è trattata come un broadcast/multicast L insieme dei domini di collisione interconnessi dai Bridge si chiama dominio di broadcast Dominio di collisione Bridge Dominio di collisione Bridge Dominio di collisione Dominio di broadcast Marco Sommani: Introduzione alle reti 45 La tabella che indica quale porta usare per un dato Destination Address si chiama filtering database Il filtering database potrebbe anche essere costruito a mano (sconsigliato) Di solito il filtering database viene costruito dinamicamente: quando il bridge riceve una frame, associa il suo Source Address alla porta di ricezione dopo un timeout (per default 300 secondi), l associazione indirizzo-porta viene eliminata Marco Sommani: Introduzione alle reti 46 23

24 Una rete bridged non deve avere cammini multipli fra coppie di domini di collisione c Una frame ricevuta su c sarebbe ritrasmessa su a e b e ricevuta nuovamente su b e a Attivando lo Spanning Tree Protocol sui Bridge, si ottiene la disattivazione delle porte che creerebbero magliature: a Bridge b c a Bridge b 47 Di solito nelle Ethernet wired di oggi ogni computer ha un collegamento dedicato con una porta di uno Switch (Bridge) Il cavo in rame usato per il collegamento possiede più fili, per cui in ciascuna direzione si usano fili diversi Ciò permette la trasmissione contemporanea nei due sensi (modalità full-duplex) ed elimina il problema delle collisioni Le Ethernet wifi funzionano tuttora in modalità shared o half-duplex (con collisioni) Marco Sommani: Introduzione alle reti 48 24

25 Indipendentemente dal numero di Bridge presenti, per gli Host IP l intera bridged Ethernet è un Link IP i Bridge sul percorso esaminano i campi Ethernet, ma ignorano l etichetta del pacchetto IP trasportato in tutto il dominio di broadcast gli indirizzi IP delle interfacce stanno sulla stessa Subnet Gli Access Point wifi possono essere configurati come router => le interfacce wired e wifi stanno su Subnet distinte come bridge => le interfacce wired e wifi stanno sulla stessa Subnet Marco Sommani: Introduzione alle reti 49 Una frame Ethernet destinata all indirizzo ff:ff:ff:ff:ff:ff (tutti i bit=1) deve essere letta da tutte le stazioni presenti sulla rete si tratta di una destinazione broadcast Se l 8º bit del destination address è 1, ma l indirizzo è diverso da ff:ff:ff:ff:ff:ff, la destinazione è un indirizzo di gruppo e si parla di multicast un multicast viene letto solo da quelle stazioni che hanno deciso di appartenere a quel particolare gruppo es.: l indirizzo C è il Bridge Group Address una frame con quella destinazione è destinata solo alle stazioni su cui è attivo lo Spanning Tree Protocol Marco Sommani: Introduzione alle reti 50 25

26 Commutazione di circuito e di pacchetto IPv4: concetti base Instradamento dei pacchetti IPv4 Amministrazione dell indirizzamento IPv4 Caratteristiche dei link IP Il protocollo ARP Il Domain Name System Configurazione degli Host IPv4 TCP e UDP I NAT Verifica della raggiungibilità delle destinazioni Marco Sommani: Introduzione alle reti 51 Per inviare un pacchetto IP ad un host su una rete Ethernet adiacente, si deve scoprire il mac-address del destinatario IPv4: si fa uso dell Address Resolution Protocol (ARP) usa frame con EtherType x0806 (il contenuto della frame non è un pacchetto IP) si fa uso di frame destinate all indirizzo ff:ff:ff:ff:ff:ff IPv6: si fa uso del Neighbor Discovery Protocol (NDP) usa frame con EtherType x86dd (il contenuto della frame è un pacchetto IPv6 si fa uso di frame destinate al gruppo 33:33:FF:uv:wx:yz al gruppo appartengono tutte le interfacce il cui indirizzo IPv6 è del tipo ::uv:wxyz (ossia finisce con le cifre esadecimali uwxyz) Marco Sommani: Introduzione alle reti 52 26

27 FFFFFFFFFFFF Chi è ? :11:22:33:44:55 00:22:33:44:55: / :44:55:11:22: Sono io :33:44:55:11:22 Marco Sommani: Introduzione alle reti 53 Ogni host IP mantiene le associazioni IP/macaddress in una tabella detta ARP Table Una voce della ARP Table viene cancellata se inutilizzata per un certo intervallo di tempo l intervallo consigliato è di 300 secondi Sulla maggior parte dei sistemi operativi, si può vedere la ARP Table con il comando arp a Il comando equivalente per IPv6 è ipv6 nc sui sistemi Windows ndp a sui sistemi Unix (OsX incluso) Marco Sommani: Introduzione alle reti 54 27

28 Marco Sommani: Introduzione alle reti La destinazione è sulle tabelle di instradamento? se non c è, buttare via il pacchetto 2. La destinazione è su un link adiacente? se sì, andare a 4 3. La tabella di instradamento oltre al link specifica un next-hop? se no, andare a 6 4. Il link ha un suo sottoindirizzamento? se no, andare a 6 5. Scoprire l indirizzo link-level della destinazione o del next-hop 6. Inviare sul link il pacchetto opportunamente incapsulato Marco Sommani: Introduzione alle reti 56 28

29 Commutazione di circuito e di pacchetto IPv4: concetti base Instradamento dei pacchetti IPv4 Amministrazione dell indirizzamento IPv4 Caratteristiche dei link IP Il protocollo ARP Il Domain Name System Configurazione degli Host IPv4 TCP e UDP I NAT Verifica della raggiungibilità delle destinazioni Marco Sommani: Introduzione alle reti 57 I nomi simbolici del Domain Name System di Internet (DNS) hanno una struttura gerarchica:. (root) com it ebay google livorno cnr www www comune provincia iit mailserver www macsomm www I nomi simbolici hanno una struttura ad albero Un sottoalbero dell albero dei nomi si chiama zona Marco Sommani: Introduzione alle reti 58 29

30 È un archivio distribuito, la cui consultazione fornisce alle applicazioni le informazioni necessarie per raggiungere le destinazioni espresse mediante nomi simbolici I server consultabili per avere risposte su una porzione dell archivio sono detti Name Server Un singolo Name Server è competente su alcune zone e conosce: i valori dei nomi appartenenti alle zone di sua competenza gli indirizzi dei Name Server competenti sulla zona root gli indirizzi dei Name Server competenti sulle zone figlie Un sistema collegato a Internet generalmente conosce gli indirizzi di uno o più Name Server (i suoi Name Resolver ) specificati in configurazione, oppure appresi via DHCP o PPP Marco Sommani: Introduzione alle reti 59 Problema: il mail server A vuole scoprire l indirizzo IP del mail server del dominio comune.livorno.ip I: Name Server È mailserver.comune.livorno.it di comune.livorno.it È Mail Server di comune.livorno.it : mailserver.comune.livorno.it Indirizzo Per *.comune.livorno.it di mailserver.comune.livorno.it : chiedi a I o J Per *.it chiedi a E o F C: Root Server NS di it : E, F G: Name Server di livorno.it B: Name Resolver di A NS di comune.livorno.it : I, J Root Servers: C, D Chi è il mail server di Per *.livorno.it chiedi a comune.livorno.it? G o H È mailserver.comune.livorno.it È NS di it : E, F NS di livorno.it : G, H E: Name Server di it Quale è l indirizzo IPv4 di NS di comune.livorno.it : I, J NS di livorno.it : G, H mailserver.comune.livorno.it? MX di comune...: mailserver.comune.livorno.it A di mailserver.comune...: A: mail server del mittente Name Resolver: B Chi è il mail server di mailserver.comune.livorno.it MX di comune...: mailserver.comune.livorno.it Quale comune.livorno.it? è l indirizzo IPv4 di A di mailserver.comune...: mailserver.comune.livorno.it? Marco Sommani: Introduzione alle reti 60 30

31 Commutazione di circuito e di pacchetto IPv4: concetti base Instradamento dei pacchetti IPv4 Amministrazione dell indirizzamento IPv4 Caratteristiche dei link IP Il protocollo ARP Il Domain Name System Configurazione degli Host IPv4 TCP e UDP I NAT Verifica della raggiungibilità delle destinazioni Marco Sommani: Introduzione alle reti 61 Per ogni interfaccia numbered: l indirizzo IP e la dimensione della Subnet cui appartiene Istruzioni per il raggiungimento delle destinazioni esterne alle Subnet adiacenti: sugli Host terminali (non Router) di solito si indica un next-hop per l address-range :/0 questo next-hop universale viene chiamato default-gateway Una lista di indirizzi di Name Resolver almeno uno Marco Sommani: Introduzione alle reti 62 31

32 Su tutti i sistemi operativi è possibile fornire manualmente i parametri di configurazione Per gli Host terminali sono comuni due metodi di configurazione dinamica DHCP: tipicamente utilizzato sui link multi-accesso con broadcast (in particolare, su Ethernet) PPP: tipicamente utilzzato sui circuiti PPP, anche ADSL diversamente dal DHCP, il PPP server autentica l utente Entrambi i metodi forniscono all Host IPv4: indirizzo IPv4 dell interfaccia e dimensioni della Subnet gli indirizzi IPv4 dei Name Resolver altre informazioni, come la MTU del Link Marco Sommani: Introduzione alle reti 63 Commutazione di circuito e di pacchetto IPv4: concetti base Instradamento dei pacchetti IPv4 Amministrazione dell indirizzamento IPv4 Caratteristiche dei link IP Il protocollo ARP Il Domain Name System Configurazione degli Host IPv4 TCP e UDP I NAT Verifica della raggiungibilità delle destinazioni Marco Sommani: Introduzione alle reti 64 32

33 Il Protocol Number (valori da 1 a 255) dell IPv4 Header indica al destinatario come interpretare il pacchetto Esempi di Protocol Number: Sigla Descrizione 1 ICMP Messaggi di controllo: segnalazioni di errori, servizio di eco... 4 IPv4 Il contenuto del pacchetto è un altro pacchetto IPv4 6 TCP Usato per lo scambio di dati fra applicazioni 17 UDP Usato per lo scambio di dati fra applicazioni 41 IPv4 Il contenuto del pacchetto è un pacchetto IPv6 47 GRE Il contenuto è un pacchetto di un protocollo generico, preceduto da un header che ne identifica il protocollo 89 OSPF Routing protocol: scambio fra router di informazioni con cui costruire le tabelle di instradamento Marco Sommani: Introduzione alle reti 65 La maggior parte dei Protocol Number identificano servizi particolari Il vero e proprio scambio di informazioni fra applicazioni generiche (web, mail, streaming, voip...) avviene utilizzando uno dei due Transport Protocol: TCP e UDP Problemi: sullo stesso host possono essere attive più applicazioni a quale applicazione va consegnato un pacchetto entrante? un applicazione può comunicare contemporaneamente con più applicazioni dello stesso host remoto come distinguere fra più applicazioni dello stesso partner? Marco Sommani: Introduzione alle reti 66 33

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