IP (Internet Protocol) sta al livello 2 della scala Tcp/Ip o al livello 3 della scala ISO/OSI. Un indirizzo IP identifica in modo logico (non fisico

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1 IP e subnetting

2 Ip IP (Internet Protocol) sta al livello 2 della scala Tcp/Ip o al livello 3 della scala ISO/OSI. Un indirizzo IP identifica in modo logico (non fisico come nel caso del MAC Address) una macchina (anche un'interfaccia...) all'interno della rete. Fornisce anche le informazioni utili all'instradamento del pacchetto.

3 Intestazione Ip

4 Intestazione Ip Vers: 4 bit che indicano la versione dell'ip, al momento la Ipv4 IHL (Internet Header Lenght): 4 bit che indicano la lunghezza dell'intestazione TOS (Type of Service): tipo di servizio, indica la priorità Lunghezza totale: 16 bit, include l'header e i dati Identificativo: serve ad identificare in modo univoco un datagramma

5 Intestazione Ip Flag: il primo bit è posto sempre a 0; il secondo bit posto a 0 indica se si può frammentare; il terzo bit posto a 0 indica che è l'ultimo frammento Offset: posizione del frammento nel datagramma TTL Time to Live (tempo di vita): indica il numero massimo di tratti di rete che un segmento può attraversare: ad ogni router viene decrementato, appena arriva a 0 si distrugge il pacchetto

6 Intestazione Ip Protocollo: indica il protocollo di livello superiore Checksum dell'intestazione: controllo dell'errore: Il checksum contenuto all interno dell intestazione IP e calcolato solo sull intestazione IP (20 byte). Il calcolo del checksum non viene eseguito su nessuno dei byte che seguono l intestazione IP. Per calcolare il checksum IP di un frame in uscita per prima cosa il valore viene posto a zero, quindi la somma a 16bit con complemento a uno dell intera intestazione viene calcolata (l intestazione viene considerata sempre come sequenze di parole a 16bit). Il complemento a 1 di questa somma viene quindi memorizzata nel campo checksum dell intestazione IP. Quando il frame IP viene ricevuto la somma a 16bit con complemento a uno viene calcolata.

7 Intestazione Ip Essendo il checksum calcolato da chi ha trasmesso il frame, gia compreso nel frame stesso, il checksum calcolato dal ricevitore dovra avere tutti i bit a 1 (ffff in notazione esadecimale, cioe uno dei due possibili valori di 0 nella rappresentazione dell aritmetica a complemento a 1) se l intestazione e stata ricevuta correttamente. Se il checksum contiene un solo bit diverso da 1 allora il frame viene scartato e non viene generato nessun errore. Sara compito di uno dei protocolli soprastanti IP (es TCP) a richiedere la ritrasmissione del frame. Opzioni IP: registrazione del percorso o altri... Padding: riempitivo

8 Ip L'IP è formato da 32 bit (4 byte), viene espresso sotto la forma decimale. Ogni byte va da 0 a 255. Es: = convertirlo in base 2...

9 Ip Da più di 10 anni le comunicazioni di Internet utilizzano oltre al vecchio sistema IPv4 (il più diffuso, pubblicato nel 1981) anche il nuovo IPv6 (pubblicato nel 1998). Per superare i limiti di IPv4, i progettisti di IPv6 hanno definito un nuovo insieme di regole che introduce diverse migliorie rispetto al precedente. Con IPv6 il limite storico dell'ipv4 (circa 4 miliardi di indirizzi) viene innalzato a circa 340 miliardi di miliardi di miliardi di miliardi di indirizzi. IPv6 contiene numerosi miglioramenti rispetto a IPv4, ma il suo principale valore sta proprio nella quantità quasi inesauribile di indirizzi. Con IPv6 gli indirizzi pubblici non sono più un lusso e tutti gli apparati possono avere un indirizzo univoco sull'intera rete. L'indirizzamento univoco faciliterà enormemente la crescita della rete e la comparsa di nuove modalità di utilizzo.

10 Ip Gli indirizzi IPv6 sono composti di 128 bit e sono rappresentati come 8 gruppi di 4 cifre esadecimali (ovvero 8 word di 16 bit ciascuna).

11 Classi di indirizzi IP L'indirizzo IP si presenta come "spezzato". Net-ID: indirizzo di rete Host-ID: indirizzo dell'host

12 Classi di indirizzi IP Classe A (generalmente assegnate alle WAN): 2^8 indirizzi di rete, ogni rete ha 2^24 host Classe B (generalmente assegnate alle grandi LAN): 2^16 indirizzi di rete, ogni rete ha 2^16 host Classe C (generalmente assegnate alle piccole LAN): 2^24 indirizzi di rete, ogni rete ha 2^8 host Classe D: multicasting Classe E: usi futuri

13 Classi di indirizzi IP

14 Classi di indirizzi IP Es è un indirizzo di classe A Es è di classe C Si è pensato a strutturare le reti per classi per aumentare il numero di indirizzi IP possibili, anche perchè se appartiene alla rete (ip non utilizzabile per un host), l'indirizzo è definito indirizzo broadcast (ip non utilizzabile per un host)

15 NAT Una rete con una ventina di host usa una classe di indirizzi privati del tipo In qualche punto del path (percorso) che collega la rete ad Internet c è un dispositivo che fa il NAT (Network Address Translation), tipicamente il firewall o il router, che espone la rete verso Internet con un unico indirizzo IP pubblico. Il device NAT si comporta così: nel pacchetto in uscita toglie l indirizzo privato ed inserisce il proprio (pubblico), quando il pacchetto di risposta arriva fa il processo inverso, toglie il proprio IP e mette l indirizzo privato dell host che ha generato la sessione, e glielo inoltra. Da sottolineare come in NAT sia completamente trasparente per gli host in comunicazione. Inoltre non esiste alcun modo per stabilire se e quanti host privati ci siano dietro un IP pubblico nattato. In parole povere il vostro provider non è in grado di sapere se in casa vostra c è un solo PC oppure un intero datacenter.

16 Subnetting Le tre classi nelle quali sono suddivise le reti vincolano a usare dimensioni prefissate in termini di indirizzi disponibili e non possono certo soddisfare le esigenze di tutte le possibili realtà di LAN: in molti casi una rete di classe A o B è troppo grande e una rete di classe C troppo piccola. Il subnetting è l'operazione che viene effettuata sul campo host, suddividendolo in due parti per organizzare la rete in parti più piccole: le sottoreti.

17 Subnetting Es. prendiamo una rete di classe B: possiamo assegnare il terzo byte alle sottoreti (creandone quindi 2^8 sottoreti) e l'ultimo byte per gli host (2^8-2 host). Per suddividere una rete molto grande in piccole sottoreti si fa uso di uno strumento chiamato Subnetmask. Ad esempio la subnet-mask precedente è (o anche /24)

18 Subnetting

19 Subnetting Es /24 ( ) Network-ID = (banalmente...) Es /13 ( ) la sua subnet è Indirizzo in decimale Indirizzo in binario Subnet in binario AND

20 Subnetting Es /30 ( ) la sua subnet è Indirizzo in decimale Indirizzo in binario Subnet in binario AND

21 Subnetting Il numero massimo di host che una sottorete può contenere è 2^h-2 dove h è il numero di bit assegnati agli host. Il "-2" si fa per eleiminare dalla conta l'indirizzo di rete e l'indirizzo broadcast. In realtà nelle sottoreti non isolate, almeno un indirizzo dovrà essere assegnato al Default Gateway, che è il dispositivo router verso cui instradare tutto il traffico diretto al di fuori della sottorete.

22 Subnetting Ora riguardando l'esercizio precendente, con una mask /24 sarà possibile avere 2^8 sottoreti dalla , quindi il numero di sottoreti è uguale a 2^s, dove s è il numero di bit assegnati alla subnet. Esempio: l'host con subnet-mask (/26)

23 Indirizzo in decimale Indirizzo in binario Subnet in binario Subnetting AND La sua subnet è /26, poichè l'indirizzo è di classe C, su 26 bit i primi 24 sono riservati alla rete e 2 alla sottorete: perciò sono possibili quattro sottoreti a 26 bit: = = = =192

24 Subnetting Es. fare lo stesso con con subnet-mask Indicare l'indirizzo del primo e dell'ultimo host della 30 rete dell'indirizzo in cui 10 bit sono per gli host e i rimanenti per le subnet. Indicare l'indirizzo del 15 host della 10 rete dell'indirizzo in cui 4 bit sono per gli host e i rimanenti per le subnet. L'indirizzo di rete di classe B è suddiviso in sottoreti dedicando 6 bit alla subnet e 10 bit agli host. Specificare l'indirizzo del terzo host della seconda subnet. Specificare l'indirizzo valido minimo e massimo degli host della quarta subnet. Alla rete di indirizzo si dedicano 4 bit alle subnet e 4 bit agli host. Qual è l'indirizzo del terzo host della quarta subnet?

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