Prof. Roberto De Prisco. TEORIA - Lezione 9. Indirizzi Internet. Università degli studi di Salerno Laurea e Diploma in Informatica.

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1 Prof. Roberto De Prisco TEORIA - Lezione 9 Indirizzi Internet Università degli studi di Salerno Laurea e Diploma in Informatica Indirizzi 2 Per permettere a tutti i computer di comunicare 1. Assegnare un indirizzo (nome) a tutti i computer 2. L indirizzo deve essere univoco Un indirizzo è in realtà assegnato all interfaccia Il computer è collegato alla rete tramite l interfaccia di rete Quindi l interfaccia da la presenza fisica del computer sulla rete Un computer può avere più indirizzi IP Se ha n interfacce ha n indirizzi IP Un router ha più indirizzi IP Si dice multihomed 1

2 Formato degli indirizzi IP 3 Sono lunghi 32 bit (4 byte) Si scrivono come 4 numeri decimali separati dal carattere. Ogni numero rappresenta il contenuto di un byte ed è quindi compreso tra 0 e 255 Esempi Rete e host 4 Concettualmente un indirizzo è formato da Un identificatore di rete Un identificatore di host La divisione fra queste due parti non è uniforme su tutta la rete Gli indirizzi sono divisi in classi Ogni classe usa un certo numero di bit per la rete ed un certo numero di bit per l host Ci sono 5 classi Indirizzamento senza classi 2

3 Formato indirizzi di classe 5 Classe A Classe B Classe C Classe D Classe E Rete Host Rete Indirizzo multicast Rete Host Riservato per uso futuro Host Classe A Rete Host Identificativo di rete 7 bit max 128 reti (128=2 7 ) valori compresi tra e Identificativo di host 24 bit max 16M (2 24 ) host 3

4 Classe B Rete Host Identificativo di rete 14 bit max 16K reti valori compresi tra e Identificativo di host 16 bit max 64K host Classe C Rete Host Identificativo di rete 21 bit max 2M reti valori compresi tra e Identificativo di host 8 bit max 256 host 4

5 Classe D Indirizzo multicast destinato per un insieme di host che appartengono ad un gruppo multicast valori compresi tra e Gruppo multicast è semplicemente un gruppo di computer Non c è l identificatore di rete... lo vedremo in dettaglio in seguito Classe E 10 destinato per usi futuri valori compresi tra e Riservato per uso futuro 5

6 Classi riepilogo 11 Reti Host Da A A x.x.x 126.x.x.x B C D E x.x x x.x x Alcuni indirizzi sono riservati Tutti 0 Tutti 1 Indirizzi locali Assegnazione indirizzi 12 Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN) si occupa di assegnare gli indirizzi di rete L utente fa richiesta di un indirizzo di rete di una certa classe L amministratore di rete assegna gli indirizzi di host all interno della rete È possibile assegnare arbitrariamente indirizzi a host senza richiederli all ICANN...questi indirizzi non possono essere utilizzati su Internet 6

7 Indirizzi di rete e di broadcast 13 L indirizzo di host con tutti 0 è riservato Identifica la rete stessa Utilizzato nelle tavole di routing L indirizzo di host con tutti 1 serve per il broadcast Raggiunge tutti gli host sulla rete Esempio identifica l host 10 della rete di classe C con identificativo identifica una rete di classe C identifica tutti gli host della rete Indirizzi riservati 14 tutti 0 questo host (da usare solo all avvio) tutti 0 host host su questa rete tutti 1 Broadcast limitato (da usare solo quando non si conosce l indirizzo di rete) rete tutti 1 Broadcast diretto (tutti gli host della rete) 127 qualsiasi (in genere 0.0.1) loopback 7

8 Indirizzo loopback 15 L indirizzo 127.*.*.* è riservato per il loopback L indirizzo identifica lo stesso host che ha spedito il datagram Utile per test e debugging Consente di gestire la comunicazione tra processi sulla macchina locale allo stesso modo che tra processi remoti I pacchetti non lasciano la macchina locale Lo standard IP vieta di definire indirizzi con identificativi di rete che inizia con 127 Ciò significa che nessuna pacchetto di dati dovrebbe portare associato un indirizzo che inizia per 127 Indirizzi locali 16 Alcuni identificativi di rete sono stati riservati per uso privato Ogni organizzazione è libera di assegnare questi indirizzi ai suoi host I router non istraderanno mai datagram da e verso host con questi indirizzi Indirizzi disponibili 10.x.x.x x.x x.x classe A classe B classe C 8

9 Ordine di trasmissione 17 Big e Little Endian Big: Little: Network byte order: 1. bit bit bit bit Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4 Bit 0-7 Bit 8-15 Bit Bit Bit Bit Bit 8-15 Bit 0-7 Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4 Bit 0-7 Bit 8-15 Bit Bit Macchine con Big Endian: o.k. Macchine con Little endian...devono fare la conversione a network byte order Esempio di reti ed indirizzi Router Bridge.1.2 9

10 Classi e routing 19 L indirizzamento a classi è stato pensato per facilitare il routing Poiché la lunghezza dell identificativo di rete/host è fissa È facile fare il matching Migliore performance I router devono essere veloci Presenta degli svantaggi altri Utilizzo poco efficiente dello spazio degli indirizzi Debolezze schema indirizzamento 20 L indirizzo IP si riferisce alla connessione alla rete se un host cambia rete deve cambiare indirizzo Problematico gestire utenti mobili Se un host ha più indirizzi il comportamento del protocollo IP dipende dall indirizzo utilizzato se una rete di classe C supera i 254 host tutti gli indirizzi devono essere riconvertiti a classe B Cambia l identificativo di rete Tutti i router dovrebbero aggiornare le tabelle di routing Nessuno richiede più indirizzi di classe C 10

11 Esaurimento indirizzi classe B 21 una rete di 255 host richiede un indirizzo di classe B oltre indirizzi inutilizzati gli indirizzi di classe B sono quasi esauriti Come migliorare l utilizzo dello spazio degli indirizzi IP, mantenendo la compatibilità con il vecchio sistema? Assegnare lo stesso identificativo di rete a più reti fisiche... subnetting Subnetting 22 L indirizzo IP è diviso in una parte pubblica (ex rete) ed una parte locale (ex host) parte pubblica parte locale parte pubblica rete host Ll routing nell internet è fatto sulla parte pubblica Compatibile con il vecchio schema Dimensione ridotta delle tavole sull Internet La parte locale è divisa in un identificativo di rete fisica ed un identificativo di host 11

12 Subnetting 23 La dimensione dell identificativo di rete della parte locale non è fissata Consente la massima flessibilità per la gestione dello spazio degli indirizzi Una rete di classe B può essere divisa per esempio in 254 sottoreti da 254 host (8 bit net-id + 8 bit host...-2) 6 sottoreti da 8190 host (3 bit net-id + 13 bit host...-2) 8190 sottoreti da 6 host (13 bit net-id + 3 host...-2) Per interpretare correttamente gli indirizzi occorre sapere dove finisce l identificativo di rete e dove inizia quello di host Maschera di rete 24 Un amministratore che vuole partizionare una rete in sottoreti deve definire una netmask maschera di 32 bit bit a 1 in corrispondenza dei campi network e subnetwork bit a 0 in corrispondenza del campo host Indirizzo Maschera Indirizzo 0 31 Rete Host Rete Host Notazione: /N N è il numero di 1 nella maschera 12

13 Esempio Partizionare la rete di classe B in 16 subnet da 4094 host Notazione: / Sottorete 0: /20 Sottorete 1: /20 Sottorete 14: /20 Sottorete 15: / subnet classe C: / Maschera NET ID PRIMO HOST ULTIMO NET ID PRIMO HOST ULTIMO

14 Indirizzamento senza classi 27 Il subnetting porta all indirizzamento senza classi (CIDR, Classless Inter-Domain Routing) Soluzione al problema dell esaurimento degli indirizzi IP, ma solo a breve scadenza A lunga scadenza occorre allargare lo spazio di indirizzamento a 128 bit (IP6) Difficile aggiornare il software di tutti i computer che fanno funzionare Internet Un altro esempio 28 Supponiamo di dover fare il subnet della rete /20 per indirizzare Rete A: 550 macchine Rete B: 820 macchine Rete C: 932 macchine Rete D: 250 macchine Rete E: 138 macchine Rete F: 196 macchine Rete G: 222 macchine Abbiamo 12 bit a disposizione 20 sono fissati dalla maschera Maschera

15 Come fare? 29 9 bit, bastano per 510 macchine (2 9-2) 10 bit, bastano per 1022 macchine (210-2) Per A,B,C ci servono 10 bit per la parte host Rimangono 2 bit per indirizzare 3 sottoreti 2 bit possono indirizzare 4 sottoreti! Utilizziamo 00 per A Utilizziamo 01 per B Utilizziamo 10 per C Ci rimane la combinazione 11 per le altre sottoreti / Rete A: /22 Rete B: /22 Rete C: /22 Non usata: / Come fare? 30 8 bit, bastano per 254 macchine (2 8-2) Per D,E,F e G vanno bene 8 bit per gli host Usando lo spazio di indirizzi ancora non usati ( /22) abbiamo 10 bit a disposizione Ne usiamo 8 per gli host e 2 per le sottoreti 2 bit possono indirizzare 4 sottoreti! Utilizziamo 00 per D Utilizziamo 01 per E Utilizziamo 10 per F Utilizziamo 11 per G Rete D: /24 Rete E: /24 Rete F: /24 Rete D: /

16 Esercizio 31 Al posto della rete G si devono indirizzare due altre reti G 1 con 120 macchine G 2 con 98 macchine Come si può riutilizzare lo spazio assegnato a G per inidirizzare G 1 e G 2? Routing: cenni 32 Gli indirizzi IP permetto a 2 computer di comunicare Sono utilizzati per il routing, cioè la consegna dei dati all indirizzo giusto Se la destinazione è connessa direttamente all host o su una rete condivisa (e.g. ethernet/token ring): il dati sono mandati direttamente a destinazione Altrimenti l host manda i dati ad un router di default che lo spedirà a destinazione è tutto semplice?... 16

17 Tavole di routing 33 Tavole di routing permettono di scegliere dove spedire i dati Contengono: Indirizzo IP di destinazione: di rete o completo Indirizzo di next-hop router o di net-id direttamente connessa Flag: specificano il tipo dei due indirizzi precedenti Specifiche delle interfacce di rete su cui immettere il datagram per la trasmissione route (Unix) route PRINT (NT) Tavole di routing 34 robdep@zircone:~> /sbin/route Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface * U eth0 default nis1sa.dia.unis UG eth0 robdep@zaffiro:~> /sbin/route Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface * U eth * U eth gw.dia.unisa.it UG eth1 default nis1sa.dia.unis UG eth0 Flags: U = percorso Up, G = usa un gateway Metric, Ref, Use: numero hop, riferimento e numero di lookup Non usati più nei kernel recenti 17

18 Utilizzo della tavola di routing 35 Matching con l indirizzo di host completo manda il pacchetto al next-hop router o all interfaccia connessa direttamente (indicati) point-to-point Matching con l indirizzo di rete manda il pacchetto al next-hop router o all interfaccia connessa direttamente (indicati) Ethernet Default route manda il pacchetto al next-hop router indicato Altrimenti... packet undeliverable host unreachable network unreachable Riepilogo 36 Indirizzi IP (32 bit) Classificazione (Classi A-E) Problemi della classificazione Subnetting CIDR Classless Inter-Domain Routing Comer, Capitolo 4 e parte del Capitolo 10 18