Indirizzamento IPv4. Indirizzamento IP

Transcript

1 Indirizzamento IPv4 Indirizzo IP: identificatore di 32 bit, associato ad un interfaccia di rete (confine tra nodo e collegamento fisico) Notazione decimale puntata: ogni byte è scritto in forma decimale (tra 0 e 255) e separato con un punto dagli altri byte Indirizzamento IP Indirizzo IP = parte di sottorete (high order bits) + parte di host (low order bits) Sottorete: Interfacce i cui indirizzi IP hanno in comune una parte di indirizzo (high order bits) Le interfacce comunicano senza presenza di router sottorete

2 Indirizzamento per classi Forouzan, Mosharraf, Reti di Calcolatori, 2013 Indirizzamento senza classi Forouzan, Mosharraf, Reti di Calcolatori,

3 Lunghezza del prefisso notazione CIDR La lunghezza del prefisso viene aggiunta all indirizzo, separata da slash rete host Indirizzo IP /26 Notazione slash (CIDR) Dato indirizzo in notazione CIDR, come ricavare informazioni sul blocco di appartenenza (numero di indirizzi che contiene, primo e ultimo?) n = 32 log 2 N 3

4 Lunghezza del prefisso - maschera di rete 32 bit: sequenza di 1 nella parte di sottorete, e di 0 nella parte di host La parte di sottorete ha lunghezza variabile (massimo 30 bit) Gli indirizzi degli host in una rete sono tanti quanti i possibili valori nella parte che non è prefisso di sottorete, meno due: tutti i bit a zero: indirizzo di sottorete (primo indirizzo) tutti i bit a uno: broadcast all interno della sottorete (ultimo indirizzo) Lunghezza del prefisso - maschera di rete rete host Dati un host con indirizzo H, una rete R con maschera M: il prefisso di rete di R è R AND M primo indirizzo (H AND M) ultimo indirizzo è H OR (NOT M) numero di indirizzi è (NOT M) + 1 4

5 Allocazione gerarchica degli indirizzi Internet Assigned Numbers Authority alloca blocchi di indirizzi contigui ai 5 Regional Internet Registries (RIR) I RIR allocano indirizzi a ISP e operatori di rete Distribuzione degli indirizzi IP 5

6 Indirizzi speciali /8 indirizzi di loopback reti private: / / / /4 riservata per indirizzi multicast /4 riservata per sperimentazione address-space.xhtml Architettura del router processore di instradamento routing, management control plane (software) millisecondi forwarding data plane (hardware) nanosecondi struttura di commutazione porte di input porte di output 6

7 Porte di ingresso Livello fisico: ricezione di bit Livello data link: es. Ethernet, PPP Inoltro decentralizzato: copia della tabella di inoltro nelle porte di ingresso in base ai valori dell intestazione e consultando la tabella, il router decide l inoltro del datagramma: inoltro basato sulla destinazione e inoltro generalizzato obiettivo: tempo di ricerca inferiore alla velocità della linea di ingresso coda: se i datagrammi arrivano ad una frequenza maggiore della velocità della struttura di commutazione Tipi di strutture di commutazione 7

8 Porte di output switch fabric datagram buffer queueing link layer protocol (send) line termination Buffering: la frequenza di arrivo dei pacchetti dalla struttura di commutazione è maggiore della frequenza di trasmissione. I datagrammi possono essere scartati causa congestione Gestione della coda: scheduling dei datagrammi in coda Accodamento alle porte di input La struttura di commutazione è più lenta delle linee di ingresso ritardi di coda e perdite dovute a overflow nei buffer di input Head-of-the-Line (HOL) blocking: un datagramma all inizio della coda blocca i rimanenti in coda switch fabric switch fabric contesa per la porta di output: può essere trasferito un solo datagramma rosso. il pacchetto rosso in basso è bloccato Il pacchetto verde subisce HOL blocking 8

9 Accodamento alle porte di output switch fabric switch fabric Quando la frequenza di arrivo supera la velocità della linea di output Ritardi di coda e perdite dovute a overflow nel buffer delle porte di output Lo schedulatore di pacchetti stabilisce l ordine di trasmissione Quanto buffering? RFC 3439: buffering medio uguale a RTT tipico (250 msec) per la capacità del link C = 10 Gbps link: buffer di 2.5 Gbit 9

10 Meccanismi di scheduling Scheduling: scelta del prossimo pacchetto da trasmettere sul link Scheduling FIFO (first in first out): ordine di arrivo alla coda discard policy: se il pacchetto arriva ad una coda piena, quale scartare? tail drop: quello in arrivo priority: in base a priorità random arrivi coda (attesa) link (server) partenze Scheduling con priorità trasmette il pacchetto in coda con priorità maggiore classi con priorità diverse arrivals classify arrivals high priority queue (waiting area) low priority queue (waiting area) 4 link (server) 5 departures packet in service departures

11 Scheduling Round Robin Classi multiple di pacchetti, senza priorità di servizio Sequenza ciclica tra le diverse classi, inviando, se disponibile, un pacchetto per ogni classe arrivals 4 5 packet in service departures Inoltro dei datagrammi IP Inoltro (forwarding): invio dei datagrammi al salto successivo (destinazione finale o router intermedio) I nodi memorizzano una tabella di inoltro Ogni riga della tabella corrisponde ad una destinazione nota e contiene: rete destinazione next hop verso la destinazione interfaccia per raggiungere il next hop Tramite l indirizzo dell host destinazione contenuto nel datagramma, si stabilisce la rete destinazione (regola del prefisso più lungo) 11

12 Inoltro basato sulla destinazione routing algorithm local forwarding table dest address output link address-range 1 address-range 2 address-range 3 address-range miliardi di indirizzi IP. Non sono presenti singoli indirizzi IP, ma range di indirizzi Campo di 32 bit per indirizzo Indirizzo IP destinazione nell header del pacchetto Indirizzo di rete e inoltro Forouzan, Mosharraf, Reti di Calcolatori,

13 Tabella di inoltro Se la riga individuata contiene un next hop vuoto, si passa al livello collegamento il datagramma, specificando indirizzo destinazione uguale a quello dell end-system destinatario (consegna diretta) Se la riga individuata contiene un valore non vuoto, questo indica l indirizzo IP del prossimo router lungo il cammino verso destinazione. Si passa a livello collegamento il datagramma, specificando come indirizzo destinazione quello router Inoltro basato sulla destinazione indirizzi destinazione Link Interface da a da a da a altrimenti 3 13

14 Regola del prefisso più lungo Prefisso Link Interface altrimenti 3 Esempi quale interfaccia? quale interfaccia? Esempio Tabella di inoltro di R1? 14

15 Aggregazione degli indirizzi Forouzan, Mosharraf, Reti di Calcolatori, 2013 Aggregazione degli indirizzi Tabella di inoltro di R2? 15

16 Regola del prefisso più lungo Tabella di inoltro di R2? 16