Corso di Reti II. Materiale del corso

Transcript

1 Corso di Reti II Luca Becchetti Ricevimento via Salaria 113, II piano, stanza 227 Venerdi, ore Materiale del corso Difficile trovare un unico testo adatto alle esigenze del corso Testi di riferimento (nessuno adottato) L. Peterson e B. Davie. Computer Networks: a system approach (ed. in Inglese), terza edizione. Morgan Kaufmann D. Comer. Internetworking con TCP/IP. Addison- Wesley Preparazione di base (v. programma del corso di Reti I - Becchetti) J. F. Kurose e K. W. Ross "Reti di Calcolatori e Internet" terza ed. Pearson 2

2 Materiale del corso/cont. Ulteriore materiale Articoli suggeriti dal docente Documentazione on - line suggerita dal docente Ricerca di informazioni in rete Molte buone fonti ma anche parecchia spazzatura Wikipedia puo essere un buon puntatore iniziale ma poi e meglio risalire alle fonti (no copy & paste) Google Scholar e un motore di ricerca per articoli specialistici I siti di alcune aziende (CISCO, IBM possono contenere materiale interessante Distinguere materiale informativo (articoli, white paper ) dalla pubblicita 3 Programma di massima Breve sintesei su TCP/IP Aspetti avanzati dell instradamento in reti IP (OSPF, RIP) Aspetti avanzati dell indirizzamento IP Indirizzi privati, NAT, reti private virtuali, tunnel Firewall Sistemi autonomi e instradamento tra essi - BGP Cenni a Mobile IP Tecniche di controllo della congestione end-to-end e ai router Reti peer-to-peer 4

3 Organizzazione del corso Argomenti di base sviluppati con il docente Approfondimenti su materiale consigliato dal docente Costituiscono parte integrante del programma di esame 5 Cosa si assume Conoscenze base di sistemi operativi Conoscenze base di reti Strato fisico Strato di collegamento Ethernet e dispositivi di livello 1 e 2 (hub, switch ) Controllo/correzione di errore Strati di rete e di trasporto Principi di funzionamento delle reti IP Nozioni di base sui protocolli UDP/TCP e IP Trasferimento affidabile, meccanismi di base (protocolli sliding window) Controllo di congestione Strati applicativi Principali protocolli di applicazione 6

4 IP recap Slides based on Prof. L. Peterson s course slides Princeton University 7 Funzioni dello strato di rete Determinazione del cammino: percorso (route) che i pacchetti seguono da sorg. a dest. Algoritmi di routing -> tabelle di routing Forwarding (inoltro): trasferimento dei pacchetti dalla porta di ingresso alla corretta porta di uscita del router Indirizzamento Instaurazione chiamata (se serve) Assente in Internet 8

5 Strato di rete in Internet Strato di trasporto : TCP, UDP Protocolli di rout. Selezione camm. RIP, OSPF, BGP Tabella di routing Protocollo IP Indirizzamento Formato dei datagrammi Gestione dei pacchetti Protocollo ICMP Segnalaz. errore Segnalaz. router Strato di link (collegamento) Strato fisico Insieme di protocolli, non solo IP! 9 IP Internet Concatenazione di reti Cosa e una internetwork? H1 H2 H3 Network 1 (Ethernet) H7 R3 H8 Network 2 (Ethernet) R1 Network 4 (point-to-point) Protocol Stack H4 Network 3 (FDDI) R2 H5 H6 H1 H8 TCP R1 R2 R3 TCP IP IP IP IP IP ETH ETH FDDI FDDI PPP PPP ETH ETH 10

6 Modello di servizio Connectionless (datagram-based) Best-effort delivery (unreliable service) packets are lost packets are delivered out of order duplicate copies of a packet are delivered packets can be delayed for a long time Datagram format Version HLen TOS Length Ident Flags Offset TTL Protocol Checksum SourceAddr DestinationAddr Options (variable) Data Pad (variable) 11 Soluzione alternativa - circuito virtuale Il percorso sorgente-destinazione si comporta come un circuito telefonico Tiene traccia delle prestazioni Lo strato di rete è attivo lungo tutto il percorso sorgentedestinazione ATM, Frame-Relay, X.25 Instaurazione e abbattimento delle chiamate Ogni pacchetto ha un identificatore di VC (e non dell host di destinazione Ogni router router sul cammino sorg.-dest. mantiene info di stato su ogni connessione che lo attraversa Una connessione di trasporto coinvolge solamente gli host terminali Possibile allocazione di risorse dedicate a un VC (banda, buffer) 12

7 Circuito virtuale: protocolli di segnalazione Usati in fase di instaurazione, abbattimento e mantenimento di VC Usati in ATM, frame-relay, X.25 Non usati nell attuale Internet application transport network data link physical 5. Inizio flusso dati 6. Ric.dati application 4. Connessione 3. Acc. chiamata transport 1. Inizio chiamata 2. chiamata network data link physical 13 Lunghezza header (32 bit word) Tipo dei dati No. max hop rimanenti (decrementato in ogni router) Formato datagramma IP 32 bit ver head. type of len service length fragment 16-bit identifier flgs offset time to upper Internet live layer checksum 32 bit source IP address Lunghezza totale Datagramma Per frammentazione/ ricostruzione Protocollo di trasporto al quale consegnare i dati (payload) 32 bit destination IP address Options (if any) dati (lungh. variabile, di solito un segmento TCP o UDP) Es. timestamp, Mem. percorso, Specifica lista dei router da visitare. 14

8 Fragmentation and Reassembly Each network has some MTU Ethernet -> 1500 byte Design decisions fragment when necessary (MTU < Datagram) try to avoid fragmentation at source host re-fragmentation is possible fragments are self-contained datagrams delay reassembly until destination host do not recover from lost fragments 15 Frammentazione/cont. Offset di 16 bit Inizio/fine pacchetto Start of header Ident = x Flag Offset = 0 Identificativo pacchetto Rest of header 512 data bytes Spiazzamento 16

9 Example Start of header Ident = x 0 Offset = 0 Rest of header (a) 1400 data bytes H1 R1 R2 R3 H8 R1 R2 R3 Start of header Ident = x 1 Offset = 0 ETH IP (1400) FDDI IP (1400) PPP IP (512) ETH IP (512) Rest of header PPP IP (512) PPP IP (376) ETH IP (512) ETH IP (376) (b) 512 data bytes Start of header Network 1 (Ethernet) Ident = x 1 Offset = 64 Rest of header H1 H2 H3 H7 R3 H8 512 data bytes Network 2 (Ethernet) R1 Network 4 (point-to-point) Start of header Ident = x 0 Offset = 128 R2 Rest of header H4 Network 3 (FDDI) 376 data bytes H5 H6 17 Global Addresses Properties globally unique hierarchical: network + host Dot Notation (a) (b) (c) Network Host Network Host Network Host 18

10 Sistema interconnesso di? reti IP Indirizzi IP associati a interfacce IP subnetworks Datagram Forwarding Strategy every datagram contains destination s address if connected to destination network, then forward to host if not directly connected, then forward to some router forwarding table maps network number into next hop each host has a default router each router maintains a forwarding table Example (R2) Network 1 (Ethernet) Network Number Next Hop H1 H4 H5 H2 Network 2 (Ethernet) H3 R1 Network 3 (FDDI) H6 H7 R3 H8 R2 Network 4 (point-to-point) Interface 0 Interface 1 1 R3 2 R1 3 interface 1 4 interface 0 20

11 Address Translation within a LAN Map IP addresses into physical addresses destination host next hop router Techniques encode physical address in host part of IP address table-based ARP table of IP to physical address bindings broadcast request if IP address not in table target machine responds with its physical address table entries are discarded if not refreshed 21 Address Resolution Protocol Ogni nodo IP (Host, Router) sulla LAN ha un modulo ARP e una tabella Tabella ARP: mapping IP->MAC per alcuni nodi della LAN < IP address; MAC address; TTL> <.. > TTL (Time To Live): timer, di solito 20 min) 22

12 ARP/cont. A vuole inviare un pacchetto all indirizzo IP di destinazione XYZ su una certa LAN A prima controlla la tabella ARP locale Se non esiste una entry corrispondente a XYZ, il modulo ARP invia un pacchetto ARP in broadcast: < XYZ, MAC (?) > TUTTI i nodi della LAN accettano e analizzano il pacchetto ARP Il nodo XYZ risponde con un pacchetto ARP unicast contenente il proprio indirizzo MAC: < XYZ, MAC (XYZ) > La tabella ARP svolge la funzione di una cache Il protocollo ARP può essere usato con tecnologie diverse 23 ARP Packet Format Puo funzionare con protocolli di strato 2 diversi da Ethernet Hardware type = 1 ProtocolType = 0x0800 HLen = 48 PLen = 32 Operation SourceHardwareAddr (bytes 0_ 3) SourceHardwareAddr (bytes _ 4 5) SourceProtocolAddr (bytes _ 0 1) SourceProtocolAddr (bytes 2_ 3) TargetHardwareAddr (bytes_ 0 1) TargetHardwareAddr (bytes_ 2 5) TargetProtocolAddr (bytes 0_ 3) 24

13 ARP Details Request Format HardwareType: type of physical network (e.g., Ethernet) ProtocolType: type of higher layer protocol (e.g., IP) HLEN & PLEN: length of physical and protocol addresses Operation: request or response Source/Target-Physical/Protocol addresses Notes table entries timeout in about 10 minutes refresh table if already have an entry otherwise update table with source when you are the target do not update table if not target 25 Es.: Routing verso una LAN diversa Pacchetto da ind. IP < > a ind. < > Nella tabella di routing, trova l ind. IP del router ( ) Nella tabella ARP, trova il corrispondente indirizzo MAC (E6-E BB-4B) 26

14 ARP proxy (promiscuo, hack) Permette di definire piu reti locali Rete principale nota all esterno Reti locali aggiunte successivamente nascoste Router speciale che: Funziona da switch tra le diverse reti locali Funziona da router da/verso l esterno I router ignorano la presenza di subnet fisicamente distinte Usato in passato Attualmente usato per scopi particolare (es. IP mobile) 27 ARP proxy - cont. nascosta principale IP4 IP5 IP6 R IP1 IP2 IP3 Dgram IP1-->IP4 R cattura richiesta ARP bcast di IP1 e restituisce proprio MAC address Datagrammi da IP1 a IP4 sono spediti a R che li inoltra a IP4 28

15 Internet Control Message Protocol (ICMP) Echo (ping) Redirect (from router to source host) Destination unreachable (protocol, port, or host) TTL exceeded (so datagrams don t cycle forever) Checksum failed Reassembly failed Cannot fragment 29 Riferimenti Testo di Kurose e Ross Cap.4, in particolare Testo di Peterson e Davie Cap. 4, in particolare