Fondamenti di Internet e Reti. Antonio Capone, Matteo Cesana, Ilario Filippini, Guido Maier

Transcript

1 Fondamenti di Internet e Reti Antonio Capone, Matteo Cesana, Ilario Filippini, Guido Maier Fondamenti di Internet e Reti

2 5 appendice Esempi di protocolli di linea HDLC, PPP Fondamenti di Internet e Reti

3 HDLC High-level Data Link Control Vediamo un esempio di protocollo di linea (il più diffuso) E istruttivo vedere come anche in un caso semplice come il protocollo di linea punto-punto ci siano molte opzioni e parametri nel protocollo standard ISO degli anni 60 Caratteristiche: orientato al bit può operare in molti modi differenti e con diversi meccanismi di controllo d errore e di flusso half-duplex o full-duplex master-slave o peer-to-peer FIR: 5 - Livello di linea 3

4 HDLC: configurazioni Tipo di stazione Primaria: responsabile del collegamento, emette comandi Secondaria: asservita alla primaria, emette risposte Combinata: emette sia comandi, sia risposte Configurazione del collegamento Sbilanciata: 1 primaria, 1 secondarie Bilanciata: 2 stazioni combinate Modi di trasferimento Asynchronous Balanced Mode (ABM): configurazione bilanciata o 2 stazioni combinate o Trasmissione di tipo full-duplex Normal Response Mode (NRM): configurazione sbilanciata o 1 stazione primaria e almeno 1 stazione secondaria o Trasmissione di tipo half-duplex Asynchronous Response Mode (ARM): configurazione sbilanciata o Come NRM ma il secondario può iniziare la trasmissione senza permesso FIR: 5 - Livello di linea 4

5 HDLC: Modalità di funzionamento Normal Response Mode (NRM) Una stazione primaria è collegata a una o più stazioni secondarie in modalità half-duplex. Solo la stazione primaria può inviare i comandi e le stazioni secondarie trasmettono solo a seguito di un permesso (polling) esplicito inviato dalla stazione primaria: half-duplex Primaria Comando Risposta Secondaria Primaria Comando Risposte Secondaria Secondaria Secondaria FIR: 5 - Livello di linea 5

6 HDLC: Modalità di funzionamento Asynchronous Response Mode (ARM) Anche in questo caso come nel NRM il colloquio è di tipo sbilanciato, ma la stazione secondaria ha la possibilità di iniziare una trasmissione senza il permesso esplicito della stazione primaria iniziando così un colloquio full-duplex. (poco usata) FIR: 5 - Livello di linea 6

7 HDLC: Modalità di funzionamento Asynchronous Balanced Mode (ABM) Fornisce una modalità di funzionamento bilanciato su configurazioni punto-punto tra stazioni combinate che possono, in modalità full-duplex, inviare informazioni in modo indipendente ed asincrono. Comando Risposta Primaria Risposta Comando Secondaria Secondaria Primaria FIR: 5 - Livello di linea 7

8 Trama HDLC: Flag 1 byte 1 byte Flag F Address A Control C Information Info Frame Check Sequence FCS Flag F o uso del bit stuffing o di solito in caso di mancanza di informazione si esegue l invio continuo dei flag FIR: 5 - Livello di linea 8

9 Trama HDLC: Indirizzo Flag F 1 n byte 1 Address A Control C Information Info Frame Check Sequence FCS Flag F normalmente di 8 bit, ma può essere esteso a n byte (modalità EXTENDED) l ultimo bit di ogni byte è usato per indicare se segue un ulteriore byte del campo A FIR: 5 - Livello di linea 9

10 Trama HDLC: indirizzo n Flag F Address A Control C Information Info Frame Check Sequence FCS Flag F L indirizzo contenuto può essere quello della stazione destinataria o quello della stazione sorgente nelle modalità sbilanciate (NRM, ARM) è sempre quello della stazione secondaria nella modalità ABM è quello della stazione destinataria FIR: 5 - Livello di linea 10

11 Trama HDLC: Campo di controllo Flag F 2 bytes in modalità estesa 1 1 n Address A Control C Information Info Frame Check Sequence FCS Flag F Informazione SN P/F RN Supervisione 1 0 SS X P/F RN Non numerata 1 1 MM P/F MMM X SN - Send Number RN - Request Number P/F - Polling bit SS - indicatore trame di supervisione M - Modificatore di funzione FIR: 5 - Livello di linea 11

12 Trama HDLC: Trame di informazione (I) Informazione 0 SN P/F RN n Sono trame numerate per la trasmissione di informazione d'utente contenuta nel campo I n Consentono il riscontro delle trame ricevute in modalità piggybacking n Consentono il polling (bit P alzato) n e la chiusura (bit F (Final) alzato) della controparte FIR: 5 - Livello di linea 12

13 Trama HDLC: Trame di supervisione (S) Supervisione SS X P/F RN Sono trame numerate per il controllo dell'invio del flusso di informazione ACK, NAK e controllo di flusso. Comandi SS Risposte RR RNR REJ SRJ Receiver Ready Receiver Not Ready Reject Selective Reject RR RNR REJ SRJ Receiver Ready Receiver Not Ready Reject Selective Reject FIR: 5 - Livello di linea 13

14 Trama HDLC: Trame di supervisione (S) SS X P/F RN RR (Receiver Ready), è normalmente usato come ACK e il campo RN contiene la prossima trama attesa (riscontro delle trame fino a RN-1) RNR (Receiver Not Ready), serve a bloccare l'invio di trame da parte dell'altra stazione (controllo di flusso) e, contemporaneamente a riscontare le trame fino a RN-1 REJ (Reject), serve a richiedere la ritrasmissione delle trame da RN in avanti e, contemporaneamente, a riscontrare le trame fino a RN-1 (NAK) SREJ (Selective Reject), è usato per richiedere la ritrasmissione della sola trama con numero RN (NAK) FIR: 5 - Livello di linea 14

15 Trama HDLC: Trame non numerate (U) Non numerata 1 1 MM P/F MMM X Sono usate per l'invio di informazione di controllo (ad esempio per l'instaurazione delle connessioni) o per l'invio di informazione in modalità senza connessione. MM (modifier) indica il tipo di trama FIR: 5 - Livello di linea 15

16 Trama HDLC: Trame non numerate (U) Utilizzate per l instaurazione e il controllo della connessione Comandi SNRM Set Normal ResponseMode SARM Set AsynchronousResponseMode SABM Set Asynchronousbalanced Mode SNRME SNRM estesa SARME SARM estesa SABME SABM estesa SIM Set Initialization Mode DISC Disconnect Risposte UA DM RIM UnnumberedAck Disconnect Request Inizialization Mode RSET Reset XID Exchange Identification FRMR Frame XID Exchange Identification RD RejectRequest Disconnect Utilizzate per scambio di informazione UI UP Unnumbered Information Unnumbered Poll UI Unnumbered Information FIR: 5 - Livello di linea 16

17 Trama HDLC: Campo informazione Flag F 1 1 n Address A Control C Information Info Frame Check Sequence FCS Flag F Contiene l informazione d utente (dei livelli superiori) può non essere presente è presente solo nella trame I e nella trame UI usate per trasferimento di informazione in modalità connectionless lunghezza variabile FIR: 5 - Livello di linea 17

18 Trama HDLC: Campo di parità Flag F 1 1 n Address A Control C Information Info Frame Check Sequence FCS Flag F Contiene il codice rivelatore d errore usato per riconoscere le trame errate FIR: 5 - Livello di linea 18

19 HDLC Instaurazione della connessione - modalità NRM stazione primaria A B, SNRM, P C, SNRM, P stazione secondaria B B, UA, F stazione secondaria C C, UA, F il bit P/F serve per passare il controllo dalla stazione primaria a quella secondaria e viceversa B, DISC, P (Polling/Final) C, DISC, P B, UA, F C, UA, F FIR: 5 - Livello di linea 19

20 HDLC: Esempi di trasferimento dell informazione - modalità NRM Indirizzo, tipo trama, SN RN, P/F A B polling B, I, 0 0 B, I, 1 0 B, I, 2 0, P B, RR, 3, P B, I, 0 3 B, I, 1 3 B, I, 2 3, F B, I, 3 3 B, I, 4 3 B, I, 5 3, F final B, RR, 6, P B, I, 6 3 B, I, 7 3 FIR: 5 - Livello di linea 20

21 HDLC: Esempi di trasferimento dell informazione - modalità NRM B, I, 0 0 B, I, 1 0 B, I 2, 0, P Indirizzo, tipo trama, SN RN, P/F B, I, 0 1 B, I, 1 1 B, I, 2 1, F B, I, 1 3 B, I, 2 3 B, I, 3 3, P B, I, 0 0 B, I, 1 0 B, I, 2 0, P B, I, 1 0 B, I, 2 0 B, REJ, 1, F B, I, 0 0 B, I, 1 0 B, I, 2 0, P B, I, 1 0 B, I, 3 0, P B, SREJ, 1, F B, I, 3 0, P FIR: 5 - Livello di linea 21

22 HDLC: Instaurazione della connessione - modalità ABM stazione comb. A stazione comb. B B, SABM, (P) A, UA, (F) B, DISC, (P) A, UA, (F) FIR: 5 - Livello di linea 22

23 HDLC: Esempi di trasferimento dell informazione - modalità ABM modalità full-duplex B, I 0 0 B, I 1 0 A B A, I 0 1 B, I 2 0 A, I 1 2 B, RR 0 B, RR 2, A, I 2 3 A, I 3 3 A, I 4 3 A, I 5 3 A, I 6 3 A, I 7 3 A, I 0 3 A, I 1 3 A, I 2 3 FIR: 5 - Livello di linea 23

24 HDLC: Esempi di trasferimento dell informazione - modalità ABM A B A B B, I 0 0 B, I 1 0 A, I 0 1 B, I 2 0 A, I 1 1 time out B, I 1 4 B, I 2 5 B, RR 0 B, RR 2, A, I 2 1 A, I 3 1 A, I 4 1 A, I 5 1 A, I 6 2 A, I 7 3 A, I 0 3 A, I 1 3 A, I 2 3 B, I 0 0 B, I 1 0 A, I 0 1 B, I 2 0 A, I 1 1 A, REJ 1 B, I 1 2 A, I 2 1 A, I 3 1 B, I 2 3 A, I 4 2 A, I 5 3 A, I 6 3 A, I 7 3 B, RR 0 A, I 0 3 A, I 1 3 B, RR 2, A, I 2 3 FIR: 5 - Livello di linea 24

25 Il protocollo PPP (Point to Point Protocol) E nato in ambito IETF per connessioni punto-punto su collegamenti senza errori e per consentire procedure di accesso a Internet PC Access Server IP IP PPP PPP Livello fisico Livello fisico FIR: 5 - Livello di linea 25

26 Il PPP su modem Viene anche usato con connessioni fisiche ottenute attraverso i modem e la rete telefonica (vecchio accesso a Internet dial-up) Access PC Server IP IP PPP modem modem PPP Start Stop UIP Start Stop ECP LAPM ECP LAPM UIP Start Stop Start Stop V.24 V.24 modul Rete telef modul V.24 V.24 FIR: 5 - Livello di linea 26

27 Il PPP su ADSL Viene anche usato per accesso ADSL con router in modalità MPOA PC Router + Modem ADSL DSLAM Network access server IP IP IP PPP PPP Ethernet/ WiFi Ethernet/ WiFi PPPoA AAL 5 PPPoA AAL 5 ATM PVC Relay ATM PVC PHY PHY ADSL ADSL SDH SDH FIR: 5 - Livello di linea 27

28 Il protocollo PPP E in realtà un insieme di protocolli diversi che offrono supporto ai protocolli di livello 3 per effettuare la negoziazione degli indirizzi IP e l autenticazione La trama e i meccanismi base sono basati direttamente su HDLC, con aggiunta di un livello (header) per multiplare vari flussi di livello superiore FIR: 5 - Livello di linea 28

29 PPP: architettura protocollare Livello 3 protocolli per i servizi al livello 3 NCP-1 NCP-2 PAP, CHAP,... meccanismo di incapsulamento per HDLC e multiplazione demultiplazione Livello 1 PPP HDLC LCP protocollo per il controllo della linea FIR: 5 - Livello di linea 29

30 PPP-Trama e Incapsulamento Incapsulamento PPP 2 Protocol information Padding /4 1 byte Trama HDLC Address Control Information FCS (UI) Presenti se si appoggia direttamente sul livello fisico Il campo address contiene sempre Il campo Control contiene sempre ovvero l indicazione di trama UI (datagram e niente recupero d errore) Information: campo protocol + PDU degli altri protocolli FIR: 5 - Livello di linea 30

31 PPP - Link Control Protocol (LPC) Incapsulamento LCP 2 Protocol=c Code Format Length information /4 1 byte Trama HDLC Address Control Information FCS Usa i seguenti messaggi di controllo 1. Configure-Request 2. Configure-ACK 3. Configure-NAK 4. Configure-Reject 5. Terminate-Request 6. Terminate-ACK 7. Code-Reject 8. Protocol-Reject 9. Echo-Request 10. Echo-Replay 11. Discard-Request FIR: 5 - Livello di linea 31

32 PPP: uso dei diversi protocolli Connect IP LCP PAP IPCP PPP PPP PPP PPP HDLC HDLC HDLC HDLC FIR: 5 - Livello di linea 32

33 PPP: protocolli ausiliari Dopo la connessione si hanno le seguenti possibilità c023 c025 c223 Password Authentication Protocol Link Quality Report Challenge Handshake Authentication Protocol poi si passa ai NCP per i protocolli di livello 3 FIR: 5 - Livello di linea 33

34 NCP: IP Control Protocol (IPCP) E il protocollo NCP che gestisce il trasporto e il controllo di IP Il protocollo di controllo (protocol 8021) stabilisce una connessione in cui si decide - l assegnazione dinamica dell indirizzo IP - Il tipo di compressione Il protocollo di trasporto incapsulato: IP non compresso - 002d TCP/IP compresso - 002f TCP non compresso FIR: 5 - Livello di linea 34