Internet Protocol Versione 4: instradamento e routing. Aspetti di forwarding e routing del protocollo IPv4

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1 Internet Protocol Versione 4: instradamento e routing Aspetti di forwarding e routing del protocollo IPv4 1

2 Instradamento (forwarding) Operazione comune a tutte le macchine con stack TCP/IP Router, end systems Il procedimento si applica: Se l host in esame è il mittente del pacchetto Se l host in esame non è il mittente del pacchetto Router intermedio sul percorso verso la destinazione 2

3 Instradamento diretto e indiretto Diretto Tra hosts nella stessa rete IP L instradamento coinvolge solo i livelli 1 e 2 (a parte eventuali ARP request) Hosts identificati tramite l HW address Indirizzi MAC sulle LAN Indirizzi di DTE in X.25 Indiretto Tra hosts in reti IP diverse L instradamento coinvolge i livelli 1, 2 e 3 Hosts identificati tramite l IP address Gli host devono conoscere almeno un router presente sulla loro rete fisica Identificatori DLCI in Frame Relay... Domanda fondamentale: la destinazione appartiene alla mia stessa rete IP? 3

4 Algoritmo di instradamento Seleziona un interfaccia Longest Prefix Match Instradamento diretto Instradamento indiretto La destinazione appartiene allo stesso address range? SI Attiva i meccanismi di livello data-link per l inoltro NO SI Esistono altre interfacce? NO Seleziona il migliore next hop router Invia pacchetto 4

5 Longest Prefix Match Host con pacchetto da inoltrare (AND) Appartenenza alla stessa rete: instradamento diretto Destinatario (AND) Appartenenza a reti diverse: instradamento indiretto Destinatario (AND)

6 Instradamento diretto di pacchetti IP Il destination address coincide con quello di un interfaccia del router elaborazione locale Il destination address appartiene all address range di una delle interfacce reti punto-punto invio del datagramma sull interfaccia reti multipunto con broadcast risoluzione dellindirizzo con ARP invio diretto verso il destinatario reti multipunto senza broadcast l indirizzo nativo (data-link) dell host sulla rete destinataria deve essere configurato staticamente 6

7 Esempio MAC_Src: MAC_A1 MAC_Dst: MAC_C1 IP_Src: IP_A1 IP_Dst: IP_C1 Data A2 B2 S2 A1 S1 B1 C1 7

8 Instradamento indiretto di pacchetti IP Il destination address non è in nessuno degli address range delle interfacce dell host Invio al next hop indicato sulla routing table Routing table Costruita attraverso processi ad-hoc 8

9 Esempio MAC_Src: MAC_A1 MAC_Dst: MAC_S1 IP_Src: IP_A1 IP_Dst: IP_B2 Data A2 B2 S2 A1 B1 C1 S1 MAC_Src: MAC_S2 MAC_Dst: MAC_B2 IP_Src: IP_A1 IP_Dst: IP_B2 Data 9

10 Tabella di instradamento Presente (obbligatoria) in tutti gli host IP Più sviluppata sui routers Elenco di coppie: Destinazioni raggiungibili dall host Next hop router migliore Es: da Torino a Napoli è necessario passare per Roma Informazione aggiuntiva: costo Discrimina tra percorsi alternativi verso una stessa destinazione 10

11 Tabella di instradamento: Next Hop Deve essre obbligatoriamente un indirizzo direttamente raggiungibile Percorsi asimmetrici Normali nel mondo TCP/IP Il next hop è configurato in una sola direzione; la direzione opposta può scegliere un altro percorso Esempio: nella rete precedente il forwarding potrebbe sempre essere fatto in senso orario, indipendentemente dal costo minore per raggiungere la destinazione 11

12 Tipologie di informazioni Informazioni nella tabella di instradamento Route Statiche route configurate staticamente dal gestore Route Diretta address range corrispondenti alle interfacce del router Route Dinamica address range appresi attraverso un protocollo di routing route apprese attraverso ICMP redirect Route per uno stesso address range appresa da diverse fonti (es. Dinamica + Statica) Deve essere specificato quale deve essere preferita Default route Presente sugli end-systems e gran parte dei routers 12

13 Tabella di instradamento di un router Routing table Type Dest Netmask Next Hop S S S S S C C C S / / / / / / / / /24

14 Routing Table: esempio Configuration IP address: Command Prompt Netmask: C:\winnt>netstat -rn Gateway: OS: Windows 2000 Route Table =========================================================================== Interface List 0x1... MS TCP Loopback interface 0x b 35 f2 fa... 3Com EtherLink PCI =========================================================================== =========================================================================== Active Routes: Network Destination Netmask Gateway Interface Metric Default Gateway: =========================================================================== Persistent Routes: None 14

15 Reti fisiche e reti logiche Reti fisiche Host connessi allo stesso mezzo fisico Reti logiche Hosts appartenenti allo stesso address range IP non ha la nozione di rete fisica (non c è differenza tra reti fisiche e reti logiche) IP assume corrispondenza biunivoca tra reti logiche e reti fisiche Routing gestito nello stesso modo: Implicito all interno di una rete logica Esplicito tra reti logiche diverse 15

16 Reti fisiche vs reti logiche Più reti logiche sulla stessa rete fisica Più reti fisiche nella stessa rete logica Tutti gli hosts sono connessi ad un unico mezzo trasmissivo Sono presenti più address range Ogni rete logica è composta da un insieme di hosts appartenenti ad uno stesso address range Gli host sono connessi a mezzi trasmissivi diversi Tutti gli hosts appartengono allo stesso address range Il router che connette le diverse reti fisiche deve sapere Proxy ARP / / Indirizzi multipli /24 16

17 Routing IP classico Io conosco le reti , ,..., Rete Rete Rete Dunque... per raggiungere le reti , , etc. vado a destra, mentre... Rete Rete

18 Classless InterDomain Routing Dunque... per aggiungere la rete /16 vado verso R2, mentre... Io conosco la rete /16 R2 R4 R3 Rete Rete R1 Dunque... per aggiungere la rete /23 vado verso R3, mentre... Rete Rete Rete Nota: questa rete è a sua volta il risultato dell aggregazione di /24 e /24 18

19 Casi particolari Se l indirizzo destinazione appartiene a più address range viene preferito quello più specifico Quello che contiene più cifre 1 nella netmask Esempio Destinazione: Tabella di routing: Destinazione /24, next hop Destinazione /16, next hop viene prescelta la prima informazione 19

20 Esercizio: scrittura della routing table Routing table S S S S S D D D S / /21 9.0/ / / / / / / / /22