Infrastruttura hardware di una rete cablata ed introduzione alla configurazione del protocollo TCP/IP

Sommario All’interno di una rete Progettiamo l’infrastruttura hardware della nostra rete Livello hardware: connettori, topologie di cablaggio e hub Configurazione IP

All’interno di una rete Hub 1. Il livello hardware 2. Il livello data link o collegamento dati Fast Ethernet 100 Mbps 3. Il livello di rete TCP/IP 4. Le applicazioni e i servizi

1- Livello Hardware Problemi meccanici Problemi elettrici Definisce i protocolli per la trasmissione del flusso di bit non elaborati su un supporto fisico (cavi di rete). E’ totalmente dedicato all’hardware Problemi meccanici Problemi elettrici Collegamento tra computer Cablaggio di rete Nel seguito, vedremo tutte le caratteristiche del livello hardware (cavi, connettori e topologie di cablaggio)

2- Livello di collegamento dati Invia frame di dati dal livello rete al livello fisico. Controlla gli impulsi elettrici in ingresso e in uscita sul cavo di rete Gestione indirizzi hardware delle schede di rete Gestione frame Gestione errori a basso livello Incapsulare i messaggi dei livelli superiori nel frame ID destinatario DATI Frame-pacchetto CRC ID mittente Controllo

Indirizzamento tra reti Gestione del traffico dei pacchetti E’ responsabile dell’indirizzamento dei messaggi e della traduzione di nomi e indirizzi logici in indirizzi fisici 3- Livello di rete Routing Indirizzamento tra reti Gestione del traffico dei pacchetti Ricordati del protocollo IP che permette la comunicazione tra reti eterogenee ed è la realizzazione pratica del livello di rete

Assicura che i pacchetti siano recapitati correttamente, nella giusta sequenza, senza perdite e duplicazioni 4- Livello di trasporto Controllo errori ad alto livello Assemblaggio / disasseblaggio dei pacchetti Controllo della sequenza dei pacchetti ricevuti Attento: il protocollo TCP è in questo livello PACCHETTO MESSAGGIO MESSAGGIO 1 4 3 2 1 2 3 4 1 2 3 4 ASSEMBLAGGIO DEI PACCHETTI PER RICOSTRUIRE IL MESSAGGIO ORIGINALE INVIO MESSAGGIO DISASSEMBLAGGIO DEL MESSAGGIO IN PACCHETTI

5- Livello di sessione Permette a due applicazioni, in esecuzione su due computer diversi, di aprire e chiudere una connessione (sessione) Momento di dialogo strutturato tra due computer Gestione della connessione logica Sincronizzazione dello scambio dei dati Riconoscimento dei nomi e altre funzioni necessarie per la comunicazione in rete tra due applicazioni Determina quale computer deve trasmettere, in quale istante e la durata della comunicazione WAN

6- Livello di presentazione Definisce il formato per lo scambio dei dati tra computer In questo livello sono svolte le seguenti operazioni principali: Conversione di protocolli / traduzione Compressione file Algoritmo di compressione File di origine File compresso Algoritmo di decompressione

7- Livello di applicazione Si occupa dei servizi che supportano le applicazioni dell’utente Posta elettronica  SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) Browser  HTTP (HyperText Transfer Protocol) Trasferimento file  FTP (File Transfer Protocol) Es. Outlook Express Es. Internet Explorer Es. Microsoft NetMeeting

Progettiamo l’HW della nostra rete Numero di aule e uffici da attrezzare Struttura della rete fisica Organizzazione dell’amministrazione Numero dei server Numero e tipo dei PC client Connessioni con l’esterno Software da installare io sono il PC1 …io NO!

Progettiamo l’HW della nostra rete Tipica struttura hardware… internetworking Bus coassiale o in fibra

Progettiamo l’HW della nostra rete Una infrastruttura di rete “ideale”… hub Lab. Fisica Uffici Switch Lab. Audiovisivi Biblioteca

Livello Hardware Cavi coassiali Cavi a doppini intrecciati In una rete è possibile utilizzare più tipi di cavo, in base alle dimensioni della rete, del traffico dei frame e del budget disponibile Come scegliere? Cavi coassiali Cavi a doppini intrecciati Cavi a fibre ottiche

Come scegliere il tipo di cavo? Livello Hardware Come scegliere il tipo di cavo? Coassiali ThinNet Coassiali ThickNet Lunghezza max: 185 m Flessibile, facile da installare Velocità: 4-100 Mbps Lunghezza max: 500 m Meno flessibile ma semplice da installare Velocità: 4-100 Mbps

Come scegliere il tipo di cavo? Livello Hardware Come scegliere il tipo di cavo? UTP (non schermati) STP (schermati) Lunghezza max: 100 m Meno costoso, più flessibile e molto facile da installare Soggetto ad interferenze Velocità: 4-100 Mbps Lunghezza max: 100 m Più costoso del ThinNet, meno flessibile del cavo UTP, semplice da installare Buona resistenza alle interferenze Velocità: 16-500 Mbps

Come scegliere il tipo di cavo? Livello Hardware Come scegliere il tipo di cavo? Molto costoso Lunghezza max: 2 km Velocità: da 100 Mbps a 1 Gbps Poco flessibile Installazione difficile Non soggetto ad interferenze Cavi in fibra ottica Guaina isolante Rivestimento in vetro Fibre ottiche (nucleo)

Esistono vari tipi di connettori: Connettore BNC Connettore a T BNC

Connettori Altri connettori… Connettore cilindrico BNC (in gergo: barilotto) Terminatore BNC

Topologie di cablaggio Una rete può essere progettata con quattro organizzazioni fisiche differenti, denominate: a bus a stella ad anello a maglia

Topologia a bus Vantaggi: Svantaggi: Economico e semplice da realizzare Affidabile e facile da ampliare Svantaggi: Rallentamento in caso di traffico intenso di rete Disagi in presenza di guasti Massimo computer = 10

Topologia a stella Vantaggi: Svantaggi: Switch/ Facilità di modifica e di espansione Controllo e gestione centralizzati Nessuna interruzione in caso di guasto di un computer Svantaggi: Interruzione del funzionamento in caso di guasto del dispositivo di collegamento centrale (hub o altro)

Topologia ad anello Vantaggi: Svantaggi: Accesso paritario per tutti i computer Prestazioni identiche anche in caso di numerosi utenti Svantaggi: Complicazioni in caso di guasto di un solo computer Difficoltà nell’individuazione dei problemi

Topologia a maglia Vantaggi: Svantaggi: Maggiore ridondanza e affidabilità del sistema Semplicità di risoluzione dei problemi Svantaggi: Costi elevati di installazione a causa delle grandi dimensioni del cablaggio

Hub/Switch L’hub/switch è un componente di comunicazione che offre una connessione comune tra i computer in una rete a stella.

Hub Esistono 2 tipi di hub: Hub attivi Hub passivi Devono essere alimentati Sono in grado di rigenerare e ritrasmettere dati in rete Non necessitano di alimentazione Sono usati per estendere il cablaggio ad altri computer (2-4)

Differenza Hub/Switch Esistono 2 tipi di dispositivi uguali esternamente ma con funzionamento diverso: Hub e Switch Hub replica su tutte le porte quanto riceve (ormai è obsoleto)

Differenza Hub/Switch Switch analizza quanto riceve e lo invia sulla porta dove è collegato il dispositivo destinatario (è il dispositivo più usato)

Progettiamo una rete Si vuole realizzare una rete a stella con 10 computer: Hub/Switch Hub/Switch Hub/Switch

Soluzione facilmente espandibile con l’aggiunta di nuovi hub. Progettiamo una rete Abbiamo bisogno di: 3 Hub 2 dorsali tra gli hub a cavi UTP incrociati, Thicknet oppure in fibra ottica 10 cavi UTP o STP di collegamento 10 prese da muro 10 schede di rete Ethernet 10/100 Mbps Soluzione facilmente espandibile con l’aggiunta di nuovi hub.

La nostra rete Realizzeremo una rete a stella con 5 computer: Hub/Switch

Realizziamo una rete Abbiamo bisogno di: 1 Hub/Switch 5 cavi UTP o STP di collegamento 5 computer 5 schede di rete Ethernet 10/100 Mbps

Realizziamo una rete componenti Hub/Switch scheda di rete cavo UTP

Realizzare un cavo (crimpaggio) Rj45 + Diretto/Incrociato

Cavo Diretto

Cavo Incrociato/Cross +

Test cavo Cavo ok

Test cavo Cavo guasto Cavo guasto

Realizziamo una rete Scheda rete NIC installazione LED diagnostici Connettore verso Hub/Switch RJ45 Connettore verso Scheda Madre

Realizziamo una rete componenti LED diagnostici Verde o giallo OK Spento KO Connettori verso NIC/Hub/Switch

Realizziamo una rete procedura Avviare SO standard Prelevare dispense Abilitare SO quinte da cattedra Consegnare materiale (Switch, cavi lunghi eventuali, tester rete) Realizzare rete Controllo led ed eventualmente testare cavi

Configuarzione IP

Sommario Introduzione ai protocolli di rete Il protocollo TCP/IP Indirizzi IP Subnet Mask Indirizzi IP privati e pubblici Modalità di configurazione IP Autoamtica Dinamica manuale Strumenti di diagnostica IP Ping ipconfig Installazione e rimozione dei componenti di rete

Introduzione ai protocolli di rete Un protocollo di rete è un insieme di regole e convenzioni per l’invio e la ricezione di informazioni attraverso una rete Protocollo Regole ----------------- ----------- Protocolli supportati da Windows 2000 TCP/IP NetBEUI AppleTalk NWLink DLC

Protocollo di default di Windows 2000/XP/Vista Il protocollo TCP/IP Il protocollo TCP/IP è una famiglia di protocolli tra cui i principali sono l’IP (Internet Protocol) e il TCP (Trasfert Control Protocol) Il protocollo TCP/IP offre i seguenti vantaggi: Protocollo di rete instradabile (permette la connessione a reti geografiche e a Internet) Supporto per numerosi sistemi operativi (ad esempio UNIX) Possibilità di comunicare con sistemi diversi Accesso a risorse in Internet Protocollo di default di Windows 2000/XP/Vista

Gli elementi del TCP/IP Indirizzi IP Indirizzi di rete Subnet Mask Frame IP Classi d’indirizzo

Indirizzi IP Ogni computer in una rete possiede un indirizzo denominato IP E’ un numero composto da 32 bit Esempio 00010011.01100111.11001111.00001101

Indirizzi IP: esempio IP binario: 11000000.10101000.11011100.00000001 IP decimale: 192 . 168 . 220 . 1 NOTA : con 8 bit si può al massimo rappresentare in decimale il numero 255

Ogni indirizzo IP è diviso Indirizzi IP Ogni indirizzo IP è diviso in 2 parti : Network address (Indirizzo di rete) Host address (Indirizzo host, computer ospite)

Indirizzo IP Come si distinguono? Indirizzo IP : 192 . 168 . 220 . 134 Network address : 192 . 168 . 220 . 0 Host address: 134

Il TCP / IP definisce anche una SUBNET MASK decimale La SUBNET MASK decimale seleziona la parte di rete dell’indirizzo IP con il numero 255 (in binario tutti 1) Esempio: Indirizzo IP : 200 . 42 . 60 . 134 Subnet Mask : 255 . 255 . 255 . 0 Quale sarà l’indirizzo di rete? ..ma sicuramente 200 . 42 . 60 . 0 ..avete capito come funziona?

Ancora qualche esempio! Qual è l’indirizzo di rete e di host? Subnet Mask decimale Ancora qualche esempio! Indirizzo IP: 172.16.10.100 Subnet Mask: 255.255.0.0 Qual è l’indirizzo di rete e di host? Se avete capito, è molto semplice… L’indirizzo di rete è 172.16.0.0 ! L’indirizzo host è 10.100

Subnet Mask & Indirizzo di rete In una rete, tutti i computer devono avere la stessa subnet mask e il medesimo indirizzo di rete ed indirizzi host diversi in modo da avere un indirizzo IP diverso Subnet Mask: 255.255.255.0 Network Address: 10.40.80.0 10.40.80.1 10.40.80.2 10.40.80.3 10.40.80.4 10.40.80.5

Indirizzi IP 192.168.10.x dove x può assumere un valore da 5 a 254 Pensiamo qualche esempio Se i computer devono comunicare, quale sarà l’indirizzo IP dei computer A e B? 192.168.10.x dove x può assumere un valore da 5 a 254 A B 192.168.10.4 192.168.10.2 192.168.10.1 Subnet Mask: 255.255.255.0 192.168.10.3

Questi computer possono comunicare Questi computer possono comunicare? Quante reti logiche (subnet) possiamo riconoscere? NO! Infatti, prestiamo attenzione agli indirizzi di rete di ciascun computer. Quante reti logiche (subnet) possiamo riconoscere? 10.40.80.1 192.168.10.1 168.72.1.11 168.72.1.10 2 3 1 Subnet Mask: 255.255.255.0 4 168.72.1.9 192.168.10.2 10 5 Reti logiche: PC 1 – 6 – 9 PC 7 – 8 PC 2 – 5 PC 3 – 4 – 10 9 6 7 8 10.40.80.2 10.40.80.3 10.40.10.7 10.40.10.5

Classi di indirizzi IP Indirizzi IP Pubblici Privati Sono unici al mondo in Internet e sono segnati da enti internazionali GARR / IANA Sono indirizzi autorizzati per le reti private; vengono eliminati in Internet

Indirizzo finale dell’intervallo Indirizzi IP privati Sono definiti dagli organismi di standardizzazione internazionali di Internet nelle RFC 1597 e 1918 Subnet mask Indirizzo di partenza Indirizzo finale dell’intervallo 255.255.0.0 192.168.0.1 192.168.255.254 255.240.0.0 172.16.0.1 172.31.255.254 255.0.0.0 10.0.0.1 10.255.255.254 Gli indirizzi sopra elencati non verranno mai assegnati con indirizzi pubblici!

Indirizzo IP di Broadcast ? E’ quell’indirizzo IP che permette di inviare un messaggio a tutti i computer della medesima rete

Indirizzo IP di Broadcast Ad esempio: nella seguente LAN qual è l’indirizzo di Broadcast? 10.40.80.255 10.40.80.3 10.40.80.1 Subnet Mask: 255.255.255.0 Network Address: 10.40.80.0 10.40.80.4 10.40.80.2

ELEMENTI OPZIONALI CONFIGURAZIONE TCP/IP Gateway predefinito Server DNS Server WINS

Gateway predefinito Per comunicare con i nodi TCP/IP su altri segmenti di rete, è necessario configurare almeno un'interfaccia con l'indirizzo IP di un gateway predefinito (un router locale che invia il traffico remoto TCP/IP alla destinazione specificata). Non occorre configurare un gateway predefinito per una rete composta da un singolo segmento di rete.

Server DNS Un server DNS può risolvere nomi di dominio in indirizzi IP. Quando un host TCP/IP è configurato con l'indirizzo IP di un server DNS, l'host TCP/IP invia le interrogazioni sul nome DNS al server DNS per la risoluzione. Un server DNS è necessario per computer che eseguono Windows 2000 basato su Active Directory. Non occorre configurare un server DNS per una rete composta da un singolo segmento di rete. Un computer che esegue Windows 2000 Server può essere un server DNS.

Server WINS Un server WINS può memorizzare e risolvere i nomi NetBIOS in indirizzi IP. Quando un host TCP/IP è configurato con l'indirizzo IP di un server WINS, l'host TCP/IP registra i relativi nomi NetBIOS con il server WINS e invia le interrogazioni sui nomi NetBIOS al server WINS per la risoluzione. Si consiglia di utilizzare un server WINS quando la rete è costituita da più segmenti e quando si utilizzano computer che non sono basati su Active Directory Non occorre configurare un server WINS per una rete costituita da un singolo segmento di rete. Un computer che esegue Windows 2000 Server può essere un server WINS

Metodi di configurazione TCP/IP È possibile configurare TCP/IP in Windows 2000 utilizzando i seguenti metodi: Tipo di Configurazione Modalità di configurazione Indirizzi utilizzati Subnet mask automatica APIPA 169.254.0.1 - 169.254.255.254 255.255.0.0 dinamica DHCP A SCELTA TRA QUELLI PRIVATI manuale Indirizzo statico

Configurazione automatica Usa Automatic Private IP Addressing (APIPA) Usa indirizzi nell'intervallo riservato tra 169.254.0.1 e 169.254.255.254 e una subnet mask di 255.255.0.0 Non esiste la configurazione automatica di un gateway predefinito, un server DNS o un server WINS APIPA è progettato per reti composte da un singolo segmento di rete che non sono connesse a Internet.

Configurazione dinamica Tramite DHCP, la configurazione TCP/IP viene eseguita dinamicamente e automaticamente all'avvio del computer La configurazione dinamica richiede la configurazione di un server DHCP In base all'impostazione predefinita, i computer che eseguono Windows 2000 sono client DHCP. Da DHCP configuro: l'indirizzo IP subnet mask gateway predefinito server DNS tipo di nodo NetBIOS e del server WINS

Configurazione manuale Attraverso la configurazione manuale delle proprietà del protocollo TCP/IP, tramite le proprietà di una connessione di rete, configuro: l'indirizzo IP subnet mask gateway predefinito server DNS server WINS

Configurazione manuale del TCP/IP per l’uso di un indirizzo IP statico Un indirizzo IP statico è configurato in una rete di piccole dimensioni, dove non è disponibile un server DHCP Il TCP/IP richiede: Indirizzo IP (univoco) Subnet Mask Default Gateway (se presente) Indirizzo server DNS primario (se presente) Indirizzo server DNS alternativo Nelle proprietà del protocollo TCP/IP

Se è disponibile un server DHCP nella rete Configurazione del TCP/IP per l’acquisizione automatica/dinamica dell’indirizzo IP Se è disponibile un server DHCP nella rete …si puo’ configurare il client per ottenere un indirizzo IP e l’indirizzo del server DNS in modo automatico altrimenti viene usato APIPA Nelle proprietà del protocollo TCP/IP

Strumenti di diagnosi TCP/IP La suite TCP/IP offre due strumenti per verificare la connettività e la configurazione del protocollo TCP/IP ping ipconfig Verifica connettività tra due computer Verifica configurazione protocollo TCP/IP

ping E’ un comando che permette di verificare la connessione tra due computer in una rete ping ping <indirizzoIP> Comando “Pingando” l’indirizzo IP di un altro computer, si verifica la connessione tra il proprio computer e quello “pingato” Comando Report

ping 1 2 3 I casi del ping Caso 1 Caso 2 Caso 3 Collegamento OK dati persi 0% tempo invio-ricezione <10 ms 1 Host non trovato dati persi 100% tempo invio-ricezione 0 ms collegamento interrotto 2 Time Out dati persi 100% tempo invio-ricezione >150 ms collegamento lento 3

Comando per visualizzare l’impostazione TCP/IP del computer ipconfig Comando Report ipconfig Visualizza configurazione TCP/IP ipconfig /all Visualizza configurazione TCP/IP dettagliata Comandi ipconfig /release Rilascia la configurazione TCP/IP (solo client DHCP) ipconfig /renew Richiede una nuova configurazione TCP/IP (solo client DHCP)

Installazione di un protocollo di rete

Installazione di un protocollo Scelta del componente di rete Scelta del protocollo

Rimozione di un componente di rete Selezionare il componente di rete da rimuovere Componenti rimovibili Protocolli Servizi Client Nel tab Generale della scheda di rete selezionata

Configurazione della scheda di rete Nelle proprietà delle schede di rete è possibile: Aggiornare i driver e le risorse di sistema Configurare la velocità di connessione Visualizzare l’indirizzo hardware (MAC Address) Gestire l’alimentazione nel caso di stand-by o ibernazione Net tab Generale della scheda di rete selezionata

Esercitazione Configurazione automatica TCP/IP controllo (ipconfig) e test configurazione (ping) Configurazione manuale TCP/IP controllo (ipconfig) e test configurazione (ping) Uso due indirizzi IP uguali e controllo (ipconfig) Cambio indirizzo di rete metà PC controllo (ipconfig) e test configurazione (ping) Cambio subnetmask metà PC controllo (ipconfig) e test configurazione (ping) Connessione alla rete del laboratorio (server dhcp) controllo (ipconfig) e test configurazione (ping)