Reti, Protocolli e Indirizzi. DIMENSIONE della RETE. Arpanet e Internetworking. Topologia a Stella

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1 Premessa breve Reti, Protocolli e Indirizzi Lo sviluppo delle telecomunicazioni ha avuto due fattori determinanti : L esistenza di una rete esistente (quella telefonica) La disponibilita di HW e SW adeguati DIMENSIONE della RETE Rete di terminali stupidi ( interno ad un centro di calcolo) Rete interna collegata attraverso il centralino telefonico (PBX e PABX) WAN : wide area network (modem -> Internet) LAN : local area network ( stessa tecnologia di Internet No suolo pubblico) MAN : metropolitan area network ( intermedia; strutture proprietarie delle municipalizzate, ad es. AEM a Milano) Arpanet e Internetworking Arpanet : Prima rete WAN -> DORSALI Nodi commutazione Algoritmi di routing Host : computer che offrono servizi Protocolli di comunicazione Internetworking : connessioni di più reti private (proprietarie) Router Protocollo TCP/IP (regole legate al trasporto delle informazioni e alla gestione della rete) Topologia di rete Come i calcolatori sono fra loro collegati Si rappresenta come un grafo anche orientato (nodi = host; archi=canali) BUS : Tutti sono collegati sulla stessa linea: sono necessari terminatori per eliminare disturbi Topologia a Stella Presenza di apparati concentratori delle linee ( Hub Switch Router ) 1

2 Topologia ad anello Tutti hanno due collegamenti La più famosa: Token Ring Topologia a maglia Può essere completa (tutti collegati fra loro) o incompleta (connessioni parziali) Topologia ibrida Connessione di più topologie Cablaggi di rete Insieme delle tecnologie necessarie per la costruzione fisica di una rete Cavi e Connettori COAX Simplex a Mbps Connettori BNC e TBNC Thin (~150mt) e Thick (~500mt) Reti locali a bus e dorsali Twisted Pair Duplex Fino a 100 mt UTP e STP Lan anche 1 Gbps Cavi diretti o incrociati Connettori RJ-45 Fiber Optic Cable Simplex; <=10Gbps No interferenze elettriche Fino a 10 km Dispositivi costosi Trasformazione del segnale Wireless Strumento Telegrafia Sorgente dell Informazione Testo Trasmettitore Codificatore Morse Canale fisico Linea (segnale elettrico) Ricevitore Decodificator e Morse Utente dell Informazione Testo Onde radio o infrarossi Non è tutto wireless : compatibilità con la rete fissa a cui ci si riferisce Telefono Radio voce Voce / Musica Microfono Microfono Trasmettitore Radio Centraline e linee telefoniche Onde radio Altoparlante Antenna Circuito di codifica Voce Voce / Musica Comunicazioni cellulari voce Microfono Antenne Ponte Radio Altoparlante Voce Televisione Immagini e suono Telecamera Antenna Antenne Ponte Radio Antenna Circuito di codifica Schermo Immagini e suono 2

3 Comunicazione Punto-Punto Nasce il problema del protocollo (regole condivise) A livello hardware : come si trasmette sul canale fisico, con quali interfacce, con quale tecnologia A livello logico : come i bit trasmessi vanno interpretati, quali bit di controllo, quale sincronizzazione (handshake) Commutazione Come si fa a garantire una connessione di questo tipo su un canale che è condiviso? Il canale di trasmissione è limitato mentre il traffico è potenzialmente illimitato Commutazione di circuito (rete telefonica analogica -> circuito fisico Identificazione del destinatario = numero di telefono) Commutazione di pacchetto (maglia di nodi con tabelle per il routing Identificazione del destinatario = indirizzo) ISO / OSI Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Data Link Fisico Livello fisico della rete 1. Progetto e costruzione hardware della rete 2. Trasmissione dei dati ed accesso al canale fisico tra calcolatori Definire il mezzo trasmissivo Comunicazione orientata al bit, al byte, al frame (definizione) Controllo e rilevazione dell errore Metodi di controllo dell accesso Regole per la realizzazione di una Reti privata (LAN) Comunicazione tra calcolatori in reti omogenee ed eterogenee Regole per la realizzazione di una Reti privata (LAN) Garanzia dello scambio dei dati senza errori fra calcolatori di reti omogenee ed eterogenee Indirizzamento Instradamento Connessioni di diversi tipi di rete Connessione Best-Try (senza connessione) Fornire più servizi Realizzare una macchina a stati di protocollo Controllo del traffico 3

4 Regole per l implementazione dei servizi Comunicazione fra applicazioni in calcolatori di reti diverse Creare connessioni remote Creare sessioni di lavoro per le transazioni sulla rete Garantire una semantica condivisa fra i messaggi delle applicazioni Realizzare applicazioni distribuite definizioni best-effort per trasportare dei datagrammi IP. informazioni -> data stream -> frammentazione a livello di rete. Cosa fornisce o non fornisce Il protocollo IP fornisce i seguenti servizi: trasmissione di un datagram host-to-host (indirizzamento); funzioni di routing; frammentazione e riassemblaggio dei datagram. Il protocollo non fornisce: controllo di flusso ( = controllo del traffico per evitare congestioni sulla rete); controllo d'errore ( = riconoscimento ed al recupero di errori di trasmissione sui bit dei dati); controllo di sequenza ( = tecnica volta a far si che i dati vengano ricevuti nello stesso ordine in cui sono stati trasmessi). intestazione Formato del pacchetto frammentazione Best effort Mittente e destinatario Servizi aggiuntivi ed allineamento Informazioni DOMANDA: Dimensione totale? Formato dell indirizzo Classi di Indirizzo indirizzo di 32 bit (quattro byte ) : valori decimali di ciascun byte, separati dal carattere punto Indirizzo IP = Indirizzo di rete (Net-Id)-Indirizzo di host (Host-Id) Sono le interfacce ad avere un indirizzo IP NON gli host (identifica la connessione di un host alla relativa rete ) DOMANDA: Quanti host in una rete? Sono univoci a livello mondiale 4

5 Partizionamento dello spazio degli indirizzi Indirizzi particolari Indirizzi riservati Indica This host Serve per Il PC 127.x.x.x Byte Host-Id a 1 Loopback Broadcast rete locale Broadcast rete remota Debug del protocollo TCP/IP [ ] Msg a tutti gli host della rete locale Msg a tutti gli host della rete remota Indirizzi privati Non-Internet Routable IP Address Schemes Subnetting Suddivisione di un Rete di classe A, B o C in sottoreti piu piccole Classe A B C Address Range da a ( /8) da a ( /12) da a ( /16) terzo livello gerarchico (netid + subnetid + hostid) risolto il problema della crescita delle tabelle di routing ad ogni rete logica corrisponde una stessa rete fisica Netmask Netmask/2 Contiene bit a uno in corrispondenza dei campi network e subnet, e a zero in corrispondenza del campo host Riconoscimento di appartenenza alla stessa sottorete IP DOMANDA: Quanti host nella sotto-rete? Tutti i router di Internet instradano in base all'indirizzo di ( ) di classe C. Il route responsabile di questa rete procede con l'ulteriore instradamento verso le Subnet in base all'esame degli ulteriori 5 bit 5

6 ARP e RARP Traduzione degli indirizzi IP in indirizzi fisici. Host Modulo ARP Invio dei pacchetti Ricerca IP destinazione ARP e RARP/2 Ricerca IP destinazione Host NON C E C! Risponde con il Richiesta MAC Broadcast Address Modulo ARP Cache ARP MAC trovato Cache ARP Sono IO! 6

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