Sicurezza e Gestione delle Reti (di telecomunicazioni)

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1 Sicurezza e Gestione delle Reti (di telecomunicazioni) Tommaso Pecorella tommaso.pecorella@unifi.it Corso di Studi in Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni Corso di Studi in Ingegneria Informatica Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Firenze Lezione 03, Internet aa. 2010/11 This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 License. T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 1 / 18

2 Com è nata Internet Internet non è nata un giorno a caso... è stato un processo lungo, lento e contrastato. Bisogna capire come e perché si è venuta a creare se vogliamo capire cos è e come sopravvive. idee rivoluzionarie Comunicazioni a pacchetto - Leonard Kleinrock, 1961 Galactic Network - J.C.R. Licklider del MIT agosto Idee rivoluzionarie che hanno rivoluzionato il mondo. C è qualcosa che non torna, ma cosa? T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 2 / 18

3 Internet - storia Internet nasce intorno agli anni 60, prima con idee, poi con pesanti finanziamenti da parte del Dipartimento della Difesa americano (DoD). Nasce quindi come rete finanziata dai militari, ma essendo un progetto di ricerca, viene reso aperto. Il come e perché Internet abbia sbaragliato la concorrenza di tutti i modelli di rete presenti al tempo è un complesso problema che coinvolge: 1 fattori economici 2 fattori tecnologici 3 ease of use 4 utilizzatori finali 5 politica link T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 3 / 18

4 Internet - storia Nella storia di Internet si ritrovano i pattern fondamentali di una rete di telecomunicazioni. 1 target (user-driven o provider-driven) 2 finanziamento dello startup 3 riposizionamento del target 4 concorrenza da parte di altri modelli di rete modelli di businness 5 evoluzione tecnologica dei servizi Mi aspetto che conosciate la storia di Internet, non voglio stare a rispiegarla (di nuovo). T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 4 / 18

5 Internet - storia Pietre miliari: fino alla fine degli anni 70 Evoluzione tecnologica di base, concorrenza da parte di reti a modello verticale. anni Apertura al mass-market, sviluppo dei servizi, concorrenza sui servizi e, conseguentemente, sulla rete stessa. oggi Segnali di ritorno a concezioni verticali. Possibile morte della rete aperta. Rete verticale: una rete che è studiata per trasportare uno o più servizi e la cui evoluzione è conseguente ai servizi stessi. In una rete verticale non c è separazione netta tra il fornitore dei servizi e quello del trasporto. T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 5 / 18

6 Internet - was ist das Internet è uno dei rarissimi esempi di rete in cui c è una separazione quasi perfetta tra fornitori di servizi e quelli del trasporto... ma è frutto del caso (quasi). E dovuto alla sua origine accademica e al fatto che non è nata per vendere un servizio. Basata sui protocolli TCP/IP Comprende anche molti altri protocolli (UDP, ICMP, ARP, RIP, OSPF, protocolli di livello applicativo...), e formati (RFC 822, MIME...). È una rete di sotto-reti collega più di sotto-reti (1997) più di 50 milioni di calcolatori (1997) Standardizzata con RFC (Request For Comment) Collegamenti fisici tra host e router basati su: LAN, MAN, canali punto punto in fibra o in cavo coassiale, reti X.25, ISDN, ponti radio, Frame Relay, ATM, SLIP, PPP,... sistema aperto Esistono realizzazioni TCP/IP anche per reti non standard T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 6 / 18

7 Internet - mappe T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 7 / 18

8 Internet - mappe T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 7 / 18

9 Internet - struttura Internet è una inter-rete, consente a sistemi terminali (host) appartenenti a sotto-reti eterogenee di scambiare Informazioni Non possiede un organismo centralizzato dotato di poteri di controllo. Lo sviluppo tecnologico si basa sul contributo degli utenti della rete stessa. E basata sulla pila protocolli TCP/IP L interconnessione tra sotto-reti è un paradigma fondamentale, ma... non è prevista traduzione dei protocolli Importante C è separazione amministrativa e di management tra le diverse sotto-reti che, nel modello, non sono tenute ad una gestione integrata! LE SOTTO-RETI NON SONO LE SUBNETS A CUI SIAMO ABITUATI, SONO I COSIDDETTI AUTONOMOUS SYSTEM (AS). Ne riparleremo. T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 8 / 18

10 Internet - terminologia D ora in avanti i seguenti termini saranno fondamentali: Subnet Un segmento di rete basata su TCP/IP delimitato dai suoi confini di routing. E identificabile a livello Network da una coppia Indirizzo/Subnet Mask, oppure da un indirizzo espresso secondo notazione CIDR. Rule of thumb: la subnet finisce con un router, due subnets non possono comunicare se non attraverso un router. Autonomous System (AS) Il concetto di AS è di tipo amministrativo, e si riflette solo sul routing. Within the Internet, an autonomous system (AS) is a collection of connected Internet Protocol (IP) routing prefixes under the control of one or more network operators that presents a common, clearly defined routing policy to the Internet (cf. RFC 1930, Section 3). T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 9 / 18

11 Internet - struttura La pila protocollare TCP/IP è situata a livello Network (e superiori) i protocolli TCP/IP assumono che le sotto-reti non eseguano nessuna funzione a parte quella di trasferimento delle unità informative esiste la possibilità di duplicazione delle funzioni tra strati TCP/IP e strati protocollari specifici di una sotto-rete Le entità di Internet sono gli Host e i Router/Gateway Host (L7) sono le sorgenti e le destinazioni delle informazioni sono univocamente riconosciuti nella rete (indirizzo IP) Router/Gateway (L3 o L7) Nodi intermedi, instradano i pacchetti IP tra le sotto-reti hanno un interfaccia per ogni sotto-rete a cui sono connessi T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 10 / 18

12 Principio di Interconnessione L Host sorgente 1 forma il pacchetto IP diretto all host di destinazione 2 determina se l host di destinazione si trova sulla sua stessa sotto-rete se la subnet è la stessa, si determina l indirizzo MAC dell host di destinazione se la subnet è diversa, si determina l indirizzo IP e l indirizzo MAC del router verso cui inviare il pacchetto 3 consegna il pacchetto alla rete che lo manda al destinatario (router o host) Si noti che: Passo 0: si è già fatta una traduzione dell indirizzo alfanumerico in un indirizzo IP. Passo 1: si ha un indirizzo L3. Passo 2: si decide in base a informazioni L3 che tipo di routing è (diretto o indiretto). Passo 3: si traduce l indirizzo L3 in un indirizzo L2 (MAC). T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 11 / 18

13 Routing for dummies Un router Elabora l indirizzo dei pacchetti IP e determina la subnet in cui si trova l host di destinazione 1 se l host di destinazione si trova in una delle subnets a cui il router è direttamente connesso affida il pacchetto alla subnet per la consegna 2 altrimenti determina il router successivo verso cui instradare il pacchetto ;-{)) Una subnet Trasferisce i pacchetti IP incapsulandoli nelle proprie unità dati e utilizzando i propri protocolli K.I.S.S.: Keep It Simple and Stupid. Abbiamo nascosto un po di dettagli... T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 12 / 18

14 Pila protocollare La pila protocollare Internet è semplice (rispetto alla ISO/OSI): L7 Application: supporta le applicazioni di rete (ftp, smtp, http, etc.) L4 Transport: trasferimento dati host-host (tcp, udp, etc.) L3 Network: instradamento dei datagrammi dalla sorgente alla destinazione (IP, ICMP, ARP, RARP, etc.) L2 Data Link: trasferimento dati tra elementi di rete vicini (ppp, ethernet, etc.) Application Transport - TCP, UDP Network - IP Middleware - PPP, etc. Data Link Physical LLC MAC T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 13 / 18

15 Indirizzamento In Internet esistono 3 livelli di identificazione di un indirizzo Indirizzo MAC (quello della scheda di rete) è (solitamente) prefissato Indirizzo numerico (IP Address) es: è assegnato in base al tipo di rete a cui si appartiene (subnet) dal gestore della rete Indirizzo alfanumerico es: lenst.det.unifi.it è libero (basta che sia mappato in un NameServer) Attenzione (banale diagramma UML) Alphanumeric 0..* DNS 1..* IP 1..* ARP 1..* MAC T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 14 / 18

16 Indirizzamento Indirizzi alfanumerici e indirizzi MAC non sono così interessanti (per noi). Viceversa gli indirizzi IP sono importanti. Un indirizzo IP (IP Address) identifica un host se un host è connesso a più di una rete (multi-homed) avrà un indirizzo IP per ogni rete Un indirizzo IP è unico in tutta la rete ha una lunghezza di 32 bits L indirizzo IP è assegnato ad una macchina su base geografica, ovvero in base alla rete a cui è agganciata In origine (1981) era formato da due parti Net Id: identificativo della subnet Host Id: identificativo di host all interno della subnet IP Address = Net Id. Host Id La divisione tra Net Id e Host Id non era fissa, ma dipendeva dalla classe dell indirizzo. T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 15 / 18

17 Indirizzamento La struttura di indirizzamento a due livelli gerarchici era sufficiente nella fase iniziale di Internet Nel 1984 è stato aggiunto un terzo livello gerarchico: il livello di Sottorete (Subnet) Si utilizzano alcuni bit dell Host Id per codificare il Subnet Id Net ID Subnet ID + Host ID Classe A 10 Net ID Subnet ID + Host ID Classe B 110 Net ID S + H ID Classe C Il routing avviene sulla Net ID T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 16 / 18

18 Indirizzamento Originariamente si usavano le classi per identificare la Net ID e, quindi, il routing, ma era inefficiente! Un router avrebbe dovuto avere una tabella di routing pari a: = CIDR: Classless Interdomain Routing La notazione è: x.x.x.x/y. Es: /24 Due indirizzi che differiscono di un solo bit vengono accorpati : / /24 = /23 T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 17 / 18

19 Routing Table In un router la tabella di routing comprende diversi parametri: lenst:/home/pecos# route Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface * UH tun * UH tun UG tun * U eth UG tun UG tun * U eth2 default detfw.det.unifi UG eth0 Se due Destination hanno lo stesso Gateway (e la stessa Iface ) allora possono essere accorpate (si modifica la Genmask ). Per identificare la destinazione di un pacchetto occorre scoprire la entry a massima verosimiglianza. DestIP && RTMask i == RTDestIP i se è vero, allora la entry i ha rank pari al numero di bit a uno della RTMask. Si sceglie la entry a rank maggiore. T. Pecorella (DET) SGRtlc 03 - aa 2010/11 18 / 18