Indice. Prefazione XIII

Transcript

1 Indice Prefazione XIII 1 Introduzione Breve storia della rete Internet Protocolli e standard Le organizzazioni che definiscono gli standard Gli standard Internet Amministrazione della rete Internet Esercizi 14 2 Modello OSI e protocolli TCP/IP Il modello OSI I livelli del modello OSI I protocolli TCP/IP L indirizzamento Versioni IP Esercizi 37 3 Le tecnologie di rete Reti locali (LAN) WAN punto-a-punto WAN commutate I dispositivi di connessione Esercizi 75 4 Gli indirizzi IP: indirizzamento con classi Introduzione L indirizzamento con classi Aspetti ulteriori Subnetting e supernetting Esercizi Gli indirizzi IP: indirizzamento senza classi I blocchi di lunghezza variabile Il subnetting 121

2 VIII Indice 5.3 Assegnamento degli indirizzi Esercizi Consegna e instradamento dei pacchetti IP La consegna L inoltro L instradamento Struttura di un router Esercizi Protocolli ARP e RARP Protocollo ARP Progetto di un package software ARP Protocollo RARP Esercizi Protocollo Internet (IP) I datagram La frammentazione Le opzioni Checksum Progetto di un package software IP Esercizi Internet Control Message Protocol (ICMP) Possibili messaggi ICMP Formato dei messaggi Segnalazione d errore Messaggi di richiesta Checksum Strumenti di diagnostica Progetto di un package software ICMP Esercizi Internet Group Management Protocol (IGMP) La gestione dei gruppi I messaggi IGMP Funzionamento del protocollo IGMP Incapsulamento di un messaggio IGMP Progetto di un package software IGMP Esercizi 256

3 Indice IX 11 User Datagram Protocol (UDP) Comunicazioni processo-processo Il datagram utente Checksum Funzionamento del protocollo UDP Possibili campi di impiego del protocollo UDP Progetto di package software UDP Esercizi Transmission Control Protocol (TCP) I servizi TCP Le caratteristiche del protocollo TCP I segmenti La connessione TCP Diagramma delle transizioni di stato Controllo del flusso Controllo d errore Il controllo della congestione I timer TCP Le opzioni Progetto di un package software TCP Esercizi Stream Control Transmission Protocol (SCTP) I servizi SCTP Le caratteristiche di SCTP Il formato dei pacchetti L associazione SCTP Il diagramma delle transizioni di stato Il controllo del flusso Il controllo degli errori Il controllo della congestione Esercizi Protocolli di instradamento UNICAST (RIP, OSPF e BGP) Instradamento interno ed esterno Instradamento Distance Vector Il protocollo RIP Link State Routing Il protocollo OSPF Instradamento path vector o a vettori di percorso Il protocollo BGP Esercizi 441

4 X Indice 15 Modalità e protocolli di instradamento multicast Unicast, multicast e broadcast Applicazioni multicast Instradamento multicast Instradamento multicast link state: MOSPF Instradamento multicast distance vector: DVMRP Il protocollo CBT (Core-Based Tree) I protocolli PIM (Protocol Independent Multicast) La dorsale MBONE Esercizi Protocolli BOOTP e DHCP Il protocollo BOOTP Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) Esercizi Domain Name System (DNS) Spazio dei nomi Spazio dei nomi di dominio Distribuzione delle informazioni relative allo spazio dei nomi I server DNS della rete Internet Risoluzione Messaggi DNS Tipi di record Compressione DDNS Incapsulamento Esercizi Login remoto: TELNET Alcuni concetti basilari Network Virtual Terminal (NVT) Caratteri NVT Embedding Opzioni Negoziazione delle opzioni Negoziazione delle sotto-opzioni Controllo del server Segnalazione fuori banda Caratteri di escape Modalitàdifunzionamento Interfaccia utente Alcune osservazioni sulla sicurezza Esercizi 521

5 Indice XI 19 Trasferimento di file: FTP e TFTP Il protocollo FTP Le connessioni Comunicazione I comandi usati dal protocollo FTP Trasferimento dei file Anonymous FTP Il protocollo TFTP Esercizi Posta elettronica: protocolli SMTP, POP e IMAP L architettura Gli user agent Message Transfer Agent: il protocollo SMTP Message Access Agent: i protocolli POP e IMAP Posta Web-based Esercizi Gestione delle reti: il protocollo SNMP I concetti fondamentali Le componenti della gestione Il protocollo SMI Il protocollo MIB Il protocollo SNMP I messaggi Le porte UDP La sicurezza Esercizi Il World Wide Web e il protocollo HTTP L architettura I documenti Web Il protocollo HTTP Esercizi Il protocollo IP mobile L indirizzamento Gli agenti Le tre fasi L inefficienza nel protocollo IP mobile Esercizi 633

6 XII Indice 24 Applicazioni Internet multimediali e relativi protocolli La digitalizzazione di audio e video La compressione audio e video Audio video streaming memorizzato ( on demand ) Audio/video streaming live Audio/video interattivo in tempo reale Il protocollo RTP Il protocollo RTCP Il protocollo VoIP Esercizi Reti private, reti private virtuali e NAT Reti private Reti private virtuali (VPN) Traduzione degli indirizzi di rete (NAT) Esercizi Protocolli di futura generazione: IPv6 e ICMPv IPv Indirizzi IPv Formato dei pacchetti IPv ICMPv Transizione da IPv4 a IPv Esercizi 706 Indice analitico 709

7 Prefazione Le tecnologie legate alle reti e alle loro mutue connessioni sono in rapida evoluzione; una conseguenza importante è l aumento del numero di professioni per le quali è richiesta una conoscenza profonda di tali tecnologie e il conseguente aumento del numero di studenti che necessitano di accedere a tale conoscenza. Questo libro tratta i protocolli TCP/IP al livello di un corso semestrale della laurea triennale. Tale libro, però, può rivelarsi di grande interesse e utilità per tutte quelle figure professionali che lavorano o dovranno lavorare nel mondo delle reti e delle comunicazioni basate sui protocolli TCP/IP.Inaltre parole questo libro èdi sicuro interesse per tutti coloro che desiderano comprendere il funzionamento dei protocolli TCP/IP. Per la lettura di questo libro non è richiesta alcuna conoscenza preliminare dei protocolli TCP/IP. Organizzazione del testo Il testo è suddiviso in quattro parti: nella prima, costituita dai primi tre capitoli, vengono discusse le idee basilari relative alle tecnologie che, sebbene indipendenti dai protocolli TCP/IP, sono necessarie per la comunicazione in rete. Nella seconda parte del libro l attenzione viene focalizzata sui protocolli dei livelli rete e trasporto. In particolare i Capitoli 4-10 sono dedicati ai protocolli di livello rete, i Capitoli trattano i protocolli dilivello trasporto eicapitoli 14 e15approfondiscono i protocolli di instradamento. La terza parte del libro (Capitoli 16-22) è dedicata ai programmi applicativi che usano i protocolli dei livelli rete e trasporto. La quarta parte del testo (Capitoli 23-25) tratta gli aspetti relativamente più recenti di Internet, in particolare la tecnologia mobile IP, le tecnologie multimediali, le reti private e private virtuali, la traduzione degli indirizzi di rete (NAT) e il protocollo IP di prossima generazione (IPv6). Caratteristiche del testo Il testo è stato strutturato in modo tale da renderlo di semplice lettura e, quindi, adatto agli studenti interessati allo studio dei protocolli TCP/IP. Approccio visivo In questo libro vengono discussi argomenti molto tecnici senza formule complesse utilizzando un insieme ben bilanciato di figure e testo. Il libro è arricchito da

8 XIV Prefazione oltre 600 illustrazioni che permettono una comprensione anche intuitiva e visuale dei concetti descritti nel testo. Le figure sono uno strumento fondamentale nella descrizione dei concetti relativi alla comunicazione di rete, che si basa sulla connessione tra dispositivi e sulla trasmissione di dati lungo le connessioni. Concetti chiave evidenziati I concetti fondamentali vengono ripetuti e inseriti in box con sfondo grigio, in modo da attrarre su di essi l attenzione e da costituire un riferimento di facile accesso. Esempi e applicazioni I concetti vengono spesso illustrati con esempi appropriati e con applicazioni reali, non solo per chiarire le idee discusse nel testo, ma anche per motivare lo studente. Progetto di package software per la gestione dei protocolli Nel libro non sono riportati i codici dettagliati per l implementazione dei protocolli, ma numerosi capitoli presentano un paragrafo dedicato al progetto di un package software relativo al protocollo ivi discusso con lo scopo di chiarire le idee e gli algoritmi alla base del funzionamento del protocollo stesso. Tali paragrafi possono essere considerati opzionali. Esercizi Ogni capitolo si conclude con un insieme di attività ideate per rinforzare i concetti fondamentali e offrire agli studenti l opportunitàdiapplicarli in casi concreti. Gli esercizi richiedono la comprensione dei contenuti esposti. Le attività di ricerca incoraggiano gli studenti interessati ad approfondire ulteriormente alcuni aspetti. Glossario e acronimi Il libro contiene un glossario molto ampio e una lista di acronimi. Appendici Le Appendici, che contengono utile materiale di riferimento e di supporto al testo, sono disponibili sul sito web dedicato al testo, all indirizzo HYPERLINK Uso del testo Il libro èrivolto non solo al mondo accademico, ma anche a quello professionale; può essere usato sia come libro di testo per un corso semestrale, sia come libro guida per approfondimenti personali. I diversi capitoli sono organizzati in modo da assicurare la massima flessibilità. Alcuni suggerimenti: I Capitoli 1-3 possono essere saltati se gli studenti hanno già seguito corsi sulle comunicazioni e le reti.

9 Prefazione XV ICapitoli 4-15 sono fondamentali per la comprensione dei protocolli TCP/IP. I Capitoli possono essere studiati in dettaglio in corsi semestrali, per grandi linee in corsi piùbrevi. ICapitoli possono essere saltati in caso di vincoli di tempo. Ringraziamenti per la terza edizione La stesura di un libro di questa natura richiede la cooperazione di numerose persone, alcune delle quali sono state ricordate nella prefazione alle edizioni precedenti. Nella Terza Edizione si vuole riconoscere il contributo significativo dei revisori alla stesura dell opera. I revisori sono: - Paul D. Amer, University of Delaware - Edward Chlebus, Illinois Institute of Technology - Anthony Chung, De Paul University - Isaac Ghansah, California State University, Sacramento - Khalen Harfoush, North Carolina State University - Doug Jacobson, Iowa State University - Tulin Mangir, California State University, Long Beach - Xiao Su, San Jose State University - Mark Weiser, Oklahoma State University Si ringraziano Paul Amer e Randall R. Stewart (progettista di SCTP) per i validissimi commenti al manoscritto. Un ringraziamento speciale, infine, va allo staff della McGraw-Hill: all editor Betsy Jones, che ha dimostrato come l impossibile possa essere reso possibile, all assistente Emily Lupash, che ci ha aiutato costantemente durante le varie fasi della pubblicazione del libro, al responsabile del progetto Sheila Frank, che ci ha guidato durante il processo di produzione con tutto il suo entusiasmo. Si ringraziano, inoltre, Sherry Kane, David Hash e George Watson. Osservazione sui marchi Nel libro sono stati usati diversi marchi senza alcuna intenzione di ledere i diritti dei legittimi proprietari. È doveroso ringraziarli e ricordare che tutti i diritti relativi ai nomi dei prodotti, ai marchi e ai marchi registrati sono dei rispettivi proprietari. Apple, AppleTalk, EtherTalk, LocalTalk, TokenTalk e Macintosh sono marchi registrati della Apple Computer, Inc. Bell e StarLan sono marchi registrati della AT&T. DEC, DECnet, VAX e DNA sono marchi registrati della Digital Equipment Corp. IBM, SDLC, SNA e IBM PC sono marchi registrati della International Business Machines Corp. Novell, Netware, IPX e SPX sono marchi registrati della Novell, Inc. Network File System e NFS sono marchi registrati della Sun Microsystems, Inc.

10 XVI Prefazione PostScript èunmarchio registrato della Adobe Systems, Inc. UNIX è un marchio registrato della UNIX System Laboratories, Inc., di proprietà della Novell, Inc. Xerox èunmarchio e Ethernet èunmarchio registrato della Xerox Corp.