Architettura LAN IEEE/ISO/ANSI Progetto 802 IEEE IEEE, ISO e ANSI hanno sviluppato uno standard più comunemente noto come Progetto IEEE 802 per stabilire come debbano essere realizzate le reti LAN ai livelli Fisico e Collegamento Dati in termini di servizi disponibili e di protocolli per l’espletamento di questi servizi. La definizione degli altri livelli è lasciata ai diversi costruttori di reti.

Livelli LLC e MAC Nel progetto ISO/ANSI/IEEE 802, il livello Collegamento Dati è distinto in due sottostrati : LLC : Logical Link Control MAC : Medium Access Control Il trasferimento di una Unità Dati attraverso questi sottostrati e il livello Fisico avviene in maniera simile a quanto già descritto in precedenza con la specificazione di opportuni campi per le PCI.

Utenti del livello Data-Link Canale di Trasmissione ENTITA’ livello Rete Utenti del livello Data-Link SAP STAZIONE Sottostrato LLC Sottostrato MAC NIC Strato Fisico Network Interface Card Canale di Trasmissione

Utenti del livello Data-Link Canale di Trasmissione Utenti Finali Sw di Rete e Applic. High-Level Utenti del livello Data-Link NOS SAP Network Operating System Sottostrato LLC Sottostrato MAC NIC Strato Fisico Canale di Trasmissione

Scambio delle Unità Dati Network PDU Utente di Collegamento Utente di Collegamento SAP SAP PCI LLC SDU PCI LLC SDU LLC PDU PCI LLC SDU PCI LLC SDU PCI MAC SDU PCI PCI MAC SDU PCI MAC PDU o MAC Frame PCI MAC SDU PCI PCI MAC SDU PCI Strato Fisico Strato Fisico Stazione A Stazione B

MAC PDU o MAC Frame LLC SDU LLC PDU MAC SDU MAC PCI Header MAC PCI Trailer Destination MAC Address Source MAC Address MAC SDU PCI DSAP Address SSAP Address LLC SDU LLC PDU LLC PCI

Destination MAC Address a 16 bit Bit 1 = 0 ind. individuale Bit 1 = 1 ind. di gruppo a 48 bit Bit 2 = 0 ind. ammin. globalmente Bit 2 = 1 ind. ammin. localmente

Bit 2 = 0 ind. ammin. globalmente Bit 2 = 1 ind. ammin. localmente Source MAC Address a 16 bit Bit 1 = 0 a 48 bit Bit 2 = 0 ind. ammin. globalmente Bit 2 = 1 ind. ammin. localmente

Destination SAP Address Bit 1 = 0 ind. individuale Bit 1 = 1 ind. di gruppo a 8 bit Se Bit 2 = 1 assegnato dall’IEEE DSAP X’FE’

Se Bit 2 = 1 assegnato dall’IEEE Source SAP Address Bit 1 = 0 comando Bit 1 = 1 risposta a 8 bit Se Bit 2 = 1 assegnato dall’IEEE SSAP X’FE’

Protocolli per il Livello Fisico e Sottostrati LLC e MAC IEEE ha fissato dei protocolli per i sottostrati di Collegamento (LLC e MAC) e per il livello Fisico: Logical Link Control per il sottostrato LLC CSMA/CD Token Bus per il sottostrato MAC Token Ring e il livello Fisico A questi protocolli l’ANSI ha aggiunto il protocollo FDDI per il sottostrato MAC e il livello Fisico.

Definizione di Servizio sec.Mod. OSI Parte I Per il livello Collegamento Dati (Sottostrati MAC e LLC) : Realizzazione e rilascio del collegamento Service-Data-Unit Framing (creazione di una PDU da una SDU) Data Transfer Sincronizzazione di Frame Rilevatore di errore Recupero dell’errore Identificazione e scambio di parametri Controllo del Flusso Servizi dello strato Fisico Gestione della Rete

Definizione di Servizio sec. Mod. OSI Parte II Per il Livello Fisico : Circuito di collegamento e rilascio (non presente nelle LAN dove il collegamento è dedicato) Bit di sincronizzazione SDU Trasmettitore e Sequenziatore Notificatore di condizioni di errore Gestione della rete Funzioni di controllo del supporto trasmissivo

Le Primitive per LLC Il sottolivello LLC prevede due modi di funzionamento: connectionless (solo primitive di trasferimento dati) connection oriented (anche quelle di apertura e chiusura di una connessione con le funzioni per il controllo di errore, di flusso e di conservazione della sequenza)

Primitive LLC nel caso connectionless Esistono solo due primitive per richiedere il trasferimento dati : L_DATA.request (sa, da, LLC_SDU, s_class) L_DATA.indication (sa, da, LLC_SDU, s_class) Le due primitive sono attivate dal livello Rete. In questo caso si tratta di un servizio molto semplice in cui controllo degli errori e del flusso è demandato ai livelli superiori (Trasporto)

Primitive LLC nel caso connection oriented Le primitive sono raggruppate in cinque tipi diversi a seconda delle loro funzioni : apertura della connessione trasferimento dati chiusura della connessione reinizializzazione della connessione controllo di flusso all’interfaccia con il livello rete

Primitive LLC : apertura della connessione L_CONNECT.request (sa, da, s_class) L_CONNECT.indication (sa, da, status, s_class) L_CONNECT.confirm (sa, da, status, s_class) s_class è la classe di servizio desiderata per la connessione; status è un parametro che specifica se il tentativo di connessione ha o meno avuto successo.

Primitive LLC : trasferimento dati L_DATA_CONNECT.request (sa, da, LLC_SDU) L_DATA_CONNECT.indication(sa,da,LLC_SDU) L_DATA_CONNECT.confirm (sa, da, status)

Primitive LLC : chiusura della connessione L_DISCONNECT.request (sa, da) L_DISCONNECT.indication (sa, da, reason) L_DISCONNECT.confirm (sa, da, status) reason indica la ragione della chiusura della connessione : per esempio errore interno; richiesta dell’interlocutore remoto, ecc…

Primitive LLC : reinizializzazione della connessione L_RESET.request (sa, da) L_RESET.indication (sa, da, reason) L_RESET.confirm (sa, da, status) Il reset è equivalente alla chiusura e riapertura di una connessione e si verifica nel caso di malfunzionamento di una connessione

Primitive LLC : controllo di flusso L_CONNECTION_FLOWCONTROL.request(sa, da, amount) L_CONNECTION_FLOWCONTROL.indication(sa, da, amount) Il controllo di flusso è operato all’interfaccia col livello Rete. Il parametro amount indica la velocità di trasferimento. Se fosse zero questo equivarrebbe a abloccare il traffico relativo alla connessione. Se fosse infinito non si potrebbe operare nessun tipo di controllo sul flusso.

Primitive MAC Scendendo la pila OSI i servizi disponibili sono generalmente meno sofisticati. A livello MAC non esistono meccanismi di trasferimento dati con connessione, controllo di errore o di flusso. Si trasferiscono solo singole unità dati. Le primitive per il trasferimento di dati sono : MA_DATA.request (da, MAC_SDU, s_class) MA_DATA.indication(sa,da,MAC_SDU, status,s_class) MA_DATA.confirm (status, s_class) La confirm ha qui un significato locale ed è attivata dal sistema chiamante per indicare l’avvenuta trasmissione di dati. Se una entità del livello MAC non riesce a trasmettere una PDU avvisa l’entità del livello LLC corrispondente che agirà sulla base della classe di servizio richiesta dal livello ancora superiore.

Primitive a livello Fisico PHY_DATA.request (symbol) PHY_DATA.indication (symbol) PHY_DATA.confirm (status)

Multiplexing del livello LLC Un pacchetto di un’entità del livello Rete diventa una SDU di LLC. E’ inserita in una PDU di LLC e diventa una MAC SDU inglobata all’interno di una MAC Frame. La struttura a strati realizza l’indipendenza tra i livelli per cui entità diverse del livello Rete possono usare protocolli diversi per spedire pacchetti da un sistema ad un altro (es. un’entità usa IP del TCP/IP; un’altra IPX di Netware; un’altra il protocollo ISO 8473 che è quello standard del progetto IEEE 802). LLC non fa altro che “multiplexare” i pacchetti e spedirli ai vari SAP di destinazione.

Indirizzi privati e Meccanismo SNAP Il protocollo standard per il livello Rete è l’ISO 8473 secondo il progetto IEEE 802. Può accadere che che talune architetture LAN supportino standard diversi. Per consentire la trasmissione di messaggi “privati” insieme ai messaggi che rispettano l’ISO 8473 viene definito un meccanismo detto SNAP (Subnetwork Access Protocol) ottenuto corredando il pacchetto derivante dal messaggio privato di un identificatore (SNAP identifier) costituito da 5 ottetti, 3 che identificano l’organizzazione e 2 il tipo di protocollo usato. Si ottiene così una SNAP-SDU che è multiplexata con le SDU che ubbidiscono allo standard ISO 8473.

Indirizzamenti SAP e MAC Filtranti Può essere necessario ricevere messaggi anche non direttamente indirizzati al proprio SAP o al proprio MAC da parte di un certo utente del livello Collegamento Dati. Per rendere questo possibile l’utente deve rendere disponibile un elenco degli indirizzi SAP o degli indirizzi MAC desiderati. Si parlerà di indirizzamento SAP filtrante o indirizzamento MAC filtrante rispettivamente.

IL PROTOCOLLO TCP/IP

Il Protocollo TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol Vinton Cerf e il suo socio Bob Khan, studenti americani, comproprietari di una società per lo sviluppo di soluzioni software, pubblicano nel 1974 un articolo dal titolo “Un protocollo per il Controllo della Trasmissione”. Nasce il TCP: una vera rivoluzione che ha in sé i principi di quello che diventerà il protocollo TCP/IP.

Si tratta in realtà di un linguaggio unificato capace di fare da veicolo tra macchine a distanza, quale che sia il canale usato, in modo da mandare messaggi da qualunque nodo alla giusta destinazione.

PROTOCOLLO TCP/IP Generalità Il protocollo TCP/IP è un protocollo basato sul paradigma Client-Server del tipo Peer-to-Peer : un sistema che implementa il protocollo TCP/IP può funzionare da Client e da Server indifferentemente e cambiare addirittura identità in fase di elaborazione.

Il protocollo TCP/IP è un protocollo full duplex a commutazione di pacchetto : non esiste un’autorità centralizzata nella rete, ma un qualunque nodo è logicamente collegato ad un qualunque altro nodo e ciascun nodo può creare, elaborare e trasmettere informazioni. Tutti i nodi si trovano quindi allo stesso livello gerarchico.

La commutazione di pacchetto E’ la fine degli anni ’60 quando Paul Baran e Leonard Kleinrock si contendono la paternità dell’idea della commutazione di pacchetto. “La teoria della commutazione di pacchetto prevede che la rete funzioni senza una autorità centrale. Inoltre un qualunque guasto su un nodo non compromette la funzionalità degli altri nodi e della rete”

E’ implementato su sistemi Unix, IBM, Windows, DEC e Apple. Il protocollo TCP/IP ha trovato un largo impiego grazie alla sua compatibilità con una enorme combinazione di tecnologie di collegamento e di mezzi trasmissivi. E’ implementato su sistemi Unix, IBM, Windows, DEC e Apple.

Modello TCP/IP e Modello OSI Nella terminologia usata per la definizione di una Intranet, cioè di una rete aziendale, il protocollo TCP/IP è classificato come protocollo Routable. Nella figura successiva sono messe a confronto la struttura OSI e quella del protocollo TCP/IP.

Applicazione 7 Presentazione 6 Applicazione Sessione 5 Trasporto 4 Rete Collegamento Fisico 7 6 5 4 3 2 1 Applicazione Trasporto Internet Interfaccia Rete Hardware API Modello OSI Modello TCP/IP

Protocolli e Componenti TCP/IP Applicazione Trasporto Internet Interfaccia Rete Hardware Applicazioni E Servizi API UDP TCP IP ICMP ARP RARP RIP OSPF EGP BGP DRIVER di RETE e NIC Modello TCP/IP Protocolli e Componenti TCP/IP

PROTOCOLLO TCP/IP Definizioni In un protocollo TCP/IP la rete sulla quale esso è implementato è chiamata Internet. Un qualunque sistema della rete è detto host. Un particolare processo che risiede su un host e che può essere richiesto da un’applicazione è detto porta. Un qualunque sistema o host per inviare messaggi deve specificare l’indirizzo di destinazione del sistema ricevente. Il suo formato nel protocollo TCP/IP è una sequenza di 32 bit divisa in tre parti: TIPO Indirizzamento di Rete Indirizzamento di Host

TIPO Indirizzamento di Rete Indirizzamento di Host Indirizzo TCP/IP TIPO Indirizzamento di Rete Indirizzamento di Host Il TIPO varia da 1 a 4 bit e specifica se l’indirizzo è di Classe A (bit 0); di Classe B (bit 10); di Classe C (bit 110); di Classe D (bit 1110). A seconda del tipo c’è un formato diverso e una lunghezza diversa per le altre due parti. Il Tipo più l’Indirizzamento di Rete individuano l’Identificativo di Rete, cioè la singola rete alla quale appartiene il sistema (host). L’Indirizzamento di Host è l’indirizzo del sistema nella rete.

Indirizzo TCP/IP: Classe A E’ per gli organismi privati speciali (es. Difesa, ecc.) In una Internet ci possono essere fino a 126 reti che usano indirizzi di Classe A Una rete di Classe A può contenere un numero elevatissimo di host bit 1 bit 8° bit 32°

Indirizzo TCP/IP: Classe B E’ per le grosse aziende (multinazionali, ecc…) Per la Classe B gli indirizzi partono da 128 e arrivano a 191 Ci sono (2^16-2) possibili sistemi 1 bit 1 bit 2 bit 16° bit 32°

Indirizzo TCP/IP: Classe C E’ per i soggetti generici (enti pubblici o privati non appartenenti alle categorie prima specificate) Per la Classe C gli indirizzi partono da 192 e arrivano a 254 Ci sono (2^8-2) possibili sistemi 1 1 bit 1 2 3 bit 24° bit 32°

Indirizzo Multicast o Broadcast Indirizzo TCP/IP: Classe D E’ per gli indirizzi Multicast o Broadcast (si fa riferimento ad un insieme di sistemi o host) 1 1 1 Indirizzo Multicast o Broadcast bit 1 2 3 4 bit 32°