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Corso di laurea in INFORMATICA RETI di CALCOLATORI Indirizzamento Alberto Polzonetti

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Presentazione sul tema: "Corso di laurea in INFORMATICA RETI di CALCOLATORI Indirizzamento Alberto Polzonetti"— Transcript della presentazione:

1 Corso di laurea in INFORMATICA RETI di CALCOLATORI Indirizzamento Alberto Polzonetti

2 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 2 IP Internet Protocol specifica : 1. Come deve essere formato un pacchetto 2. Come questo pacchetto deve essere instradato da un router I pacchetti Internet sono chiamati DATAGRAMMI Ciascun computer che vuole connettersi alla rete deve 1. avere un software IP 2. avere un indirizzo IP 3. Conoscere l’indirizzo del destinatario

3 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Reti ed Hosts 3 Sei reti distinte

4 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Indirizzameno IPv4 : Principi Gli indirizzi IP sono identificatori numerici a 32 bit associati in modo univoco ad una scheda di rete o NIC (Network Interface Card) L’interfaccia è il confine tra host e collegamento fisico I router devono necessariamente essere connessi ad almeno due collegamenti Un host, in genere, ha un’interfaccia ; a ciascuna interfaccia è associato un indirizzo IP Ogni interfaccia di host e router di Internet ha un indirizzo IP globalmente univoco 4

5 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 5 Indirizzi IP (Internet address) 1. L’indirizzo IP ha la forma : Il prefisso identifica la rete : netid Il suffisso determina il calcolatore collegato a quella rete : hostid 2. Indirizzamento gerarchico: I numeri della rete debbono essere assegnati globalmente I suffissi possono essere assegnati localmente in maniera indipendente Ciascun indirizzo identifica univocamente una interfaccia Tipo classe NETID HOSTID Un indirizzo INTERNET è costituito da 4 byte (32bit)

6 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 6 Indirizzi IP (Internet address) xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx 32 bits 4 gruppi di 8 bits (ottetti) XXX.XXX.XXX.XXX NOTAZIONE DECIMALE PUNTATA MIN - MAX

7 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 7 Indirizzamento Classfull Per dirci quale è la rete e quale il computer ci sono le classi ( )

8 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 8 Classi di indirizzi

9 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 9 Estrazione di netid ed hostid (Indirizzo autoesplicativo) Dopo aver stabilito la classe : Se la classe è A Il primo ottetto è la rete I restanti tre ottetti sono gli host Se la classe è B I primi due ottetti sono la rete I restanti due sono gli host Se la classe è C I primi tre ottetti sono la rete Il restante è l’host

10 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 10 Indirizzi speciali (RFC 1700) Tipo indirizzoNETIDHOSTID Indirizzo della reteSpecificoTutti 0 Nelle classi A,B,C un hostid tutto a zero individua la rete (nome proprio della rete) Broadcasting diretto SpecificoTutti 1 Indirizzo usato dal router per inviare un pacchetto a tutti gli host di quella rete Broadcasting limitato Tutti 1 Definisce un indirizzo di broadcast nella rete corrente Questo host su questa rete Tutti 0 Usato durante le procedure di avvio quando l’host non conosce ancora il suo indirizzo IP Host specifico su questa rete Tutti 0Specifico Usato per inviare un pacchetto ad un host della medesima rete Loopback127Qualsiasi Usati per eseguire test software su una macchina. Verifica del corretto funzionamento IP sull’host indipendentemente dalla rete Ip address = [network-number, host-number]

11 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 11 Broadcasting diretto R Classe C Indirizzo IP dest Hostid = 255

12 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 12 Broadcasting limitato R Classe C Indirizzo IP dest Router blocca il pacchetto

13 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 13 Host specifico su questa rete R Classe C Indirizzo IP dest

14 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 14 loopback R Classe C Indirizzo IP dest. 127.x.y.z

15 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 15 Riassumendo Tipo indirizzo NETIDDEC. CLASSE A 8 bit con primo bit a non si può usare (loopback) - 0 non si può usare (host specifico sulla rete) - 0 ed 1 non possono essere usati per hostid per indirizzo di rete e di broadcasting CLASSE B 16 bit con i primi due = ed 1 non possono essere usati per hostid per indirizzo di rete e di broadcasting CLASSE C 24 bit con i primi tre = ed 1 non possono essere usati per hostid per indirizzo di rete e di broadcasting CLASSE D I primi 4 bit = – 239 CLASSE E I primi 4 bit =

16 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 16 Allocazione di indirizzi Consumer (IANA) Intenet Assigned Number Authority InterNICAmericaRIPEEuropeAPNICAsia National Regional

17 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 17 Internet ed Intranet

18 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 18 Indirizzi privati Rete privata Rete pubblica From: To: From: To:  In presenza di un indirizzo duplicato non è possibile determinare quale macchina sarà il legittimo destinatario del pacchetto

19 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 19 Reti private (RFC 1918) Si può usare un qualsiasi indirizzo di classe A, B e C Usare i blocchi riservati dallo IANA Classe A (1 rete) Classe B a (16 reti) Classe C a (256 reti) Rete interna internet Firewall (protocollo NAT)

20 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 20 NAT

21 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 21 Esempio

22 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 22

23 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 23

24 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 24

25 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 25

26 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 26

27 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 27

28 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 28

29 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 29

30 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Altro esempio 30

31 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 31 Che cos’è DHCP? “è un protocollo di comunicazione che permette la configurazione delle impostazioni di rete di un client generico”

32 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 32 Che cos’è DHCP? Ciò significa configurare i seguenti parametri: Indirizzo IP Subnet mask Gateway DNS altri valori opzionali È costituito da due parti: Un protocollo per la richiesta e la consegna agli host dei parametri di configurazione Un meccanismo per l’assegnazione degli indirizzi agli host

33 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 33 Richiesta e Consegna 4(+1) fasi: Scoprire il Server (DHCP_Discover) Offerta del Server (DHCP_Offer) Richiesta del client (DHCP_Request) Conferma del Server (DHCP_Ack) Rilascio dell’indirizzo (DHCP_Release)

34 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 34 Alcune considerazioni... ogni DHCP server, usa un indirizzo IP statico, ovvero non può ottenere un indirizzo IP da se stesso, in quanto la rete viene attivata prima dei servizi un DHCP server risponde senza problemi a migliaia di richieste se si vuole aumentare l’affidabilità si possono usare più DHCP server configurati opportunamente (uno per ogni network, o tutti con la stessa configurazione) in modo da bilanciare il carico in base alle esigenze in caso di uso di più DHCP server, la malconfigurazione di uno dei server porta i client ad avere problemi nella configurazione delle impostazioni di rete ogni DHCP server, usa un indirizzo IP statico, ovvero non può ottenere un indirizzo IP da se stesso, in quanto la rete viene attivata prima dei servizi un DHCP server risponde senza problemi a migliaia di richieste se si vuole aumentare l’affidabilità si possono usare più DHCP server configurati opportunamente (uno per ogni network, o tutti con la stessa configurazione) in modo da bilanciare il carico in base alle esigenze in caso di uso di più DHCP server, la malconfigurazione di uno dei server porta i client ad avere problemi nella configurazione delle impostazioni di rete

35 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 35 Assegnazione Avviene con le seguenti modalità: Manuale: gli indirizzi IP sono assegnati in base ad una lista di Mac Address specificata dall’Amministratore di Rete. Solo i client con il Mac Address all’interno della lista specificata otterranno un indirizzo IP. Quindi nel DHCP server sara’ specificato per ogni Mac- Address il relativo indirizzo IP da assegnare

36 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 36 Assegnazione Avviene con le seguenti modalità: Automatica: gli indirizzi IP vengono assegnati in base ad un range di indirizzi specificati dall’Amministratore di Rete. I client che richiedono un indirizzo IP otterranno sempre lo stesso dal DHCP server (Lease Time infinito, usata dai router ADSL)

37 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 37 Assegnazione Avviene con le seguenti modalità: Dinamica: gli indirizzi IP vengono assegnati in base ad un range di indirizzi specificati dall’Amministratore di Rete; i client che richiedono un indirizzo IP, lo otterranno e sarà valido per un tempo predefinito (Lease Time). Allo scadere del tempo, rieffettueranno la richiesta al DHCP Server che potrebbe assegnargli anche un indirizzo IP diverso dal precedente (perché già assegnato ad un altro).

38 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 38 Utility: IPCONFIG (1)

39 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 39 Utility: IPCONFIG(2)

40 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 40 Utility: ping

41 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Risoluzione Indirizzi e reti locali 41

42 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 42 LOCAL AREA NETWORK (LAN) È un sistema di comunicazione che permette ad apparecchiature indipendenti di comunicare tra di loro entro un'area delimitata utilizzando un canale fisico a velocità elevata e con basso tasso di errore. [definizione IEEE ]

43 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 43 Caratteristiche di una LAN Hanno sempre un solo canale trasmissivo ad alta velocità condiviso nel tempo da tutti i sistemi collegati Quando un sistema trasmette diventa proprietario temporaneamente dell’intera capacità trasmissiva della rete La trasmissione è sempre di tipo broadcast Alcune complicazioni: È necessaria la presenza di indirizzi Occorre arbitrare l’accesso all’unico mezzo trasmissivo (protocolli di reti locali) Hanno sempre un solo canale trasmissivo ad alta velocità condiviso nel tempo da tutti i sistemi collegati Quando un sistema trasmette diventa proprietario temporaneamente dell’intera capacità trasmissiva della rete La trasmissione è sempre di tipo broadcast Alcune complicazioni: È necessaria la presenza di indirizzi Occorre arbitrare l’accesso all’unico mezzo trasmissivo (protocolli di reti locali)

44 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 44 Attributi di una LAN Affidabilità: tecnologia consolidata Flessibilità: LAN di soli PC o integrazione PC-Mainframe supporto simultaneo di più architetture di rete tra di loro incompatibili ai livelli più alti Modularità: componenti standard di molti costruttori perfettamente interscambiabili Espandibilità: secondo le esigenze dell’utente, facilitata da una accurata progettazione a priori Gestibilità: tramite protocolli di management (SNMP) Affidabilità: tecnologia consolidata Flessibilità: LAN di soli PC o integrazione PC-Mainframe supporto simultaneo di più architetture di rete tra di loro incompatibili ai livelli più alti Modularità: componenti standard di molti costruttori perfettamente interscambiabili Espandibilità: secondo le esigenze dell’utente, facilitata da una accurata progettazione a priori Gestibilità: tramite protocolli di management (SNMP)

45 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 45 Elementi Principali di una LAN

46 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 46 COME SPECIFICARE IL DESTINATARIO ? Problema: Mettere in comunicazione diretta due calcolatori senza disturbare gli altri che comunque ricevono copia di tutti i dati in transito Assegnare a ciascuna stazione un numero identificativo INDIRIZZO DI ACCESSO AL MEZZO (Media ACcess address) Il frame deve dunque contenere l’indirizzo del destinatario, ma anche quello del mittente per facilitare la risposta

47 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 47 MAC PDU (FRAME) I campi principali di una MAC PDU sono: Gli indirizzi (detti SAP: Service Access Point) univoci a livello mondiale: DSAP: Destination SAP SSAP: Source SAP La PDU contenente i dati La FCS (Frame Control Sequence): un CRC su 32 bit per il controllo dell’integrità della trama headerPayload o Data AreaFCS PDU del livelloCRC DSAPSSAP

48 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 48 Indirizzi MAC  Sono standardizzati dalla IEEE  sono lunghi 6 byte, cioè 48 bit  si scrivono come 6 coppie di cifre esadecimali

49 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 49 Struttura Indirizzi MAC  Si compongono di due parti grandi 3 Byte ciascuna:  I tre byte più significativi indicano il lotto di indirizzi acquistato dal costruttore della scheda, detto anche vendor code o OUI (Organization Unique Identifier).  I tre meno significativi sono una numerazione progressiva decisa dal costruttore

50 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 50 La scheda di rete Si occupa dei dettagli di trasmissione e ricezione Lavora in maniera indipendente dal computer Sfrutta l’indirizzo fisico per cestinare il frame oppure per trasferirlo al computer

51 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 51 Indirizzi MAC Sono di tre tipi: Unicast: di una singola stazione Multicast: di un gruppo di stazioni Broadcast: di tutte le stazioni (ff-ff-ff-ff-ff-ff) Ogni scheda di rete quando riceve un pacchetto lo passa ai livelli superiori nei seguenti casi: Broadcast: sempre Unicast: se il DSAP è uguale a quello hardware della scheda (scritto in una ROM) o a quello caricato da software in un apposito buffer Multicast: se ne è stata abilitata la ricezione via software

52 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 52 Problema della risoluzione degli indirizzi Gli indirizzi IP sono compresi dal software ma non dai dispositivi delle reti fisiche La traduzione dal formato protocollo al formato fisico si chiama RISOLUZIONE DELL’INDIRIZZO (ARP) Un calcolatore può risolvere l’indirizzo solo se appartiene alla stessa rete fisica. C D E F A B R1 R2 A deve mandare un messaggio a B A risolve l’indirizzo di B A deve mandare un messaggio a F A risolve l’indirizzo di R1R1 risolve l’indirizzo di R2R2 risolve l’indirizzo di F

53 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 53 Tecniche di risoluzione TABELLA DI RISOLUZIONE Indirizzo IPIndirizzo fisico A:07:4B: A:9C:28:71:32:8D A:11:C3:68:01: A:74:59:32:CC:1F A:04:BC:00:03: A:77:81:0E:52:FA A.Si ha la possibilità di scegliere l’indirizzo fisico quando si installa la scheda di rete 1.Fare in modo che gli uni siano uguali a parte degli altri (IP = Indir.Fisico = 3 2.Determinare una funzione f molto semplice in modo tale che Ind.Fis. = f(IP) B.Non si ha la possibilità di scegliere l’indirizzo fisico 1.Uno o più computer della medesima rete (server) memorizzano coppie di indirizzi 2.Ricerca vettoriale sulla tabella delle coppie

54 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 54 Tecniche di risoluzione: risoluzione dinamica Richiesta broadcast Here is my MAC address B C That’smeNotmeRequestIgnoredNotmeRequestIgnored Give me the MAC address of station

55 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 55 Il protocollo ARP La famiglia TCP/IP incorpora due protocolli : ARP per la risoluzione degli indirizzi RARP per la risoluzione inversa degli indirizzi ARP Indirizzo logico Indirizzo fisico RARP Indirizzo logico Indirizzo fisico

56 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 56 Operazioni del protocollo ARP 1. Ip chiede ad ARP di creare un messaggio di richiesta introducendo il proprio indirizzo IP e quello del destinatario e il proprio indirizzo fisico 2. Il messaggio viene incapsulato 3. Tutti gli host ed i router della rete ricevono la trama e la distruggono ad eccezione di quel dispositivo il icui indirizzo IP coincide 4. Questo risponde con un messaggio ARP contenente il proprio indirizzo fisico 5. Il mittente riceve il messaggio di risposta ed acquisisce l’indirizzo fisico del destinatario 6. Il datagramma IP che contiene i dati viene finalmente incapsulato in una trama che viene spedita in modalità unicast al destinatario 1. Ip chiede ad ARP di creare un messaggio di richiesta introducendo il proprio indirizzo IP e quello del destinatario e il proprio indirizzo fisico 2. Il messaggio viene incapsulato 3. Tutti gli host ed i router della rete ricevono la trama e la distruggono ad eccezione di quel dispositivo il icui indirizzo IP coincide 4. Questo risponde con un messaggio ARP contenente il proprio indirizzo fisico 5. Il mittente riceve il messaggio di risposta ed acquisisce l’indirizzo fisico del destinatario 6. Il datagramma IP che contiene i dati viene finalmente incapsulato in una trama che viene spedita in modalità unicast al destinatario

57 Alberto Polzonetti Reti di calcolatori 57


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