Fondamenti di Networking Iarno Pagliani Cisco Certified Security Professional RSA SecureID Systems Engineer iarno.pagliani@gmail.com Site: www.homeworks.it

Agenda Il modello OSI e TCP/IP Cablaggio e tecnologie Ethernet Tipologie di rete Fondamenti di Switching e Routing Indirizzamento IP e subnet mask Protocolli principali Laboratorio

Il modello OSI e TCP/IP

Il modello OSI e TCP/IP Open Systems Interconnection (meglio conosciuto come Modello ISO/OSI) è uno standard stabilito nel 1978 dall'International Organization for Standardization, il principale ente di standardizzazione internazionale, (ISO), che stabilisce una pila di protocolli in 7 livelli.

Il modello OSI e TCP/IP Un modello standard di riferimento per l'interconnessione di sistemi aperti. Il modello ISO/OSI è costituito da una pila (o stack) di protocolli attraverso i quali viene ridotta la complessità implementativa di un sistema di comunicazione per il networking.

Il modello OSI e TCP/IP Riduce la complessità dividendo la comunicazione in parti più piccole e semplici. Standardizza le comunicazioni fra hardware e software differenti. Permette l’interoperabilità di apparecchiature di produttori diversi. Sviluppo tecnologico più veloce, isolando i cambiamenti a un livello alla volta.

Il modello OSI e TCP/IP

Livello 7: applicazione Obiettivo: interfacciare utente e macchina. es. Telnet, HTTP

Livello 6: presentazione Obiettivo: trasformare i dati forniti dalle applicazioni in un formato standardizzato e offrire servizi di comunicazione comuni, come la crittografia, la compressione del testo e la riformattazione. es. JPEG,ASCII

Livello 5: sessione Obiettivo: controllare la comunicazione tra applicazioni. Stabilire, mantenere e terminare connessioni (sessioni) tra applicazioni cooperanti. es. Sistema Operativo

Livello 4: trasporto (messaggio) Obiettivo: permettere un trasferimento di dati trasparente e affidabile (implementando anche un controllo degli errori e delle perdite) tra due host. es. TCP, UDP, SPX

Livello 3: rete (pacchetto) Obiettivo: rende i livelli superiori indipendenti dai meccanismi e dalle tecnologie di trasmissione usate per la connessione. Si occupa di stabilire, mantenere e terminare una connessione. es. IP, IPX

Livello 2: datalink (trama) Obiettivo: permettere il trasferimento affidabile di dati attraverso il livello fisico. Invia trame di dati con la necessaria sincronizzazione ed effettua un controllo degli errori e delle perdite di segnale. es. 802.3/802.2, HDLS

Livello 1: fisico Obiettivo: trasmettere un flusso di dati non strutturati attraverso un collegamento fisico, occupandosi della forma e del voltaggio del segnale. Ha a che fare con le procedure meccaniche e elettroniche necessarie a stabilire, mantenere e disattivare un collegamento fisico. es. EIA/TIA-232, V.35

Il modello OSI e TCP/IP

Il modello OSI e TCP/IP

Il modello OSI e TCP/IP La suite di protocolli Internet è un insieme di protocolli di rete che implementa la pila di protocolli su cui funziona Internet. É chiamata suite di protocolli TCP/IP, in funzione dei due più importanti protocolli in essa definiti: il Transmission Control Protocol (TCP) e l'Internet Protocol (IP).

Il modello OSI e TCP/IP La differenza sostanziale fra TCP/IP e ISO/OSI consiste nel fatto che nel TCP/IP il layer applicativo è esterno alla pila di protocolli. I layer sono dunque solo 5 (applicazione, trasporto, rete, data-link, fisico) e i livelli sessione, presentazione sono assenti perché implementati (eventualmente) altrove.

Il modello OSI e TCP/IP

Suite di protocolli Internet Livello applicazioni: HTTP, SMTP, POP3, IMAP, FTP, DNS SSH, IRC, SNMP, SIP, RTSP, Rsync, Telnet, HSRP, BitTorrent, RTP,... Livello di trasporto: TCP, UDP, SCTP, DCCP ... Livello di internetworking: IPv4, IPv6, DHCP, ICMP, BGP, OSPF, RIP, Ipsec... Livello di collegamento: Ethernet, WiFi, PPP, Token ring, ARP, ATM, FDDI, LLC, SLIP ... Livello fisico: Doppino, Fibra ottica, Cavo coassiale, WiFi ...

Cablaggio e tecnologie Ethernet Il Cablaggio è costituito dagli impianti fisici Le caratteristiche elettriche e le lunghezze dei cavi e dei connettori impiegati influenzano le tipologie di reti locali realizzabili

Cablaggio e tecnologie Ethernet Cavi Rame: UTP/STP (connettori RJ-45) è utilizzato in particolare per il cablaggio delle reti locali secondo gli standard Ethernet / IEEE 802.3 Le fibre ottiche: monomodali diametro del core 8 µm e 10 µm e multimodali diametro del core di 50 µm o 62.5 µm

Cablaggio e tecnologie Ethernet

Cablaggio e tecnologie Ethernet Lo standard Institute of Electrical and Electronics Engineers 802.3 descrive: Una tecnologia per reti locali (LAN) occupa il livello fisico e la parte inferiore del livello datalink LLC (Logical Link Control) e MAC (Media Access Control). LLC è comune a tutti gli standard della famiglia IEEE 802, mentre il sottolivello MAC è più strettamente legato al livello fisico

Cablaggio e tecnologie Ethernet

Cablaggio e tecnologie Ethernet Le caratteristiche di 802.3 sono ben riassunte nell'acronimo CSMA/CD: Carrier Sense: ogni stazione sulla rete locale ascolta continuamente il mezzo trasmissivo; Multiple Access: il mezzo trasmissivo è condiviso da ogni stazione; Collision Detection: le stazioni sono in grado di rilevare la presenza di collisioni dovute alla trasmissione simultanea, e reagire di conseguenza.

Cablaggio e tecnologie Ethernet 802.3 prevede esclusivamente trasmissioni via cavo in banda base; a velocità di 10, 100 e 1000 Mbps, su cavi coassiali, doppini intrecciati (schermati e non) e fibre ottiche. Acronimi usati per le varie implementazioni del livello fisico, tutti del tipo <N>Base<A>, ad esempio: 100Base-TX (Fast Ethernet); 100Base-FX; 1000Base-SX; 1000Base-LX; 1000Base-T

Cablaggio e tecnologie Ethernet IEEE 802.1 Higher layer LAN protocols IEEE 802.2 Logical link control IEEE 802.3 Ethernet IEEE 802.4 Token bus (dismesso) IEEE 802.5 Token Ring IEEE 802.11 Wireless local area network IEEE 802.13 (non utilizzato) IEEE 802.14 Cable modem (dismesso) IEEE 802.15 Wireless personal area network IEEE 802.16 WiMAX

Cablaggio e tecnologie Ethernet Ethernet attualmente è il sistema LAN più diffuso per diverse ragioni: È nata molto presto e si è diffusa velocemente per cui l'uscita di nuove tecnologie come FDDI ed ATM hanno trovato il campo occupato. Rispetto ai sistemi concorrenti è più economica e facile da usare. Funziona bene e genera pochi problemi. È adeguata all'utilizzo con TCP/IP.

Tipologie di rete LAN: local area network, in italiano rete locale. WAN: (wide area network) è una rete geografica MAN: rete metropolitan area network WLAN: wireless local area network, indica una “rete locale senza fili” che sfrutta la tecnologia wireless PAN:Personal Area Network

Tipologie di rete Rete a stella o stella estesa Rete a bus Rete ad anello o token ring Rete mesh Rete full-mesh Rete hub and spoke

Tipologie di rete

Fondamenti di Switching e Routing

Fondamenti di Switching e Routing BRIDGE e SWITCH: dispositivo di rete che si colloca al livello datalink del modello ISO/OSI. In grado di individuare l'indirizzo del nodo mittente e del nodo destinatario. Il comportamento del bridge è simile a quello dello switch, ma il suo ruolo nell'architettura di una rete è analogo ...

Fondamenti di Switching e Routing ... a quello del repeater introdotto per ridurre le collisioni. In aggiunta: maggiore espandibilità in termini di numero di porte performance migliori funzionalità (Spanning Tree, LAN virtuali (VLANs), QoS (Quality of Service))

Fondamenti di Switching e Routing Esistono tre tipologie di instradamento che possono essere utilizzate da uno switch: cut-through store-and-forward fragment-free (64bytes)

Fondamenti di Switching e Routing Indirizzo MAC viene detto anche indirizzo fisico o indirizzo ethernet o indirizzo LAN, ed è un codice di 48 bit (6 byte) assegnato in modo univoco ad ogni scheda di rete ethernet prodotta al mondo: 00-50-FC-A0-67-2C http://www.iana.org/assignments/ethernet-numbers

Fondamenti di Switching e Routing Unicast: Indirizzi individuali legati alle NIC. Broadcast: Identificano tutti gli indirizzi. (FFFF.FFFF.FFFF) Multicast: Identificano un gruppo di indirizzi. (0100.5Exx.xxxx)

Fondamenti di Switching e Routing Comunicazione a livello due

Fondamenti di Switching e Routing I router operando a livello 3 non utilizzano il MAC address ma l'indirizzo IP per cui vanno configurati Indirizzo IP è un numero che identifica univocamente nell'ambito di una singola rete i dispositivi collegati

Fondamenti di Switching e Routing Comunicazione a Livello TRE

Indirizzamento IP e subnet mask Le classi di indirizzi IP Classe A: il primo byte rappresenta la rete, gli altri l'host; [0-127].x.x.x. La maschera di rete è 255.0.0.0, o /8. Questi indirizzi iniziano tutti con un bit a 0. Classe B: i primi due byte rappresentano la rete, gli altri l'host; [128-191].y.x.x (gli y sono parte dell'indirizzo di rete, gli x dell'indirizzo di host). La maschera di rete è 255.255.0.0, o /16. Questi indirizzi iniziano con la sequenza 10 Classe C: i primi 3 byte rappresentano la rete, gli altri l'host; [192-223].y.y.x. La maschera di rete è 255.255.255.0, o /24. Questi indirizzi iniziano con la sequenza 110

Indirizzamento IP e subnet mask Le classi di indirizzi IP Classe D: riservata agli indirizzi multicast: [224-239].x.x.x. Questi indirizzi cominciano con la sequenza 1110. Non hanno maschera di rete, essendo tutti e 32 i bit dell'indirizzo utilizzati per indicare un gruppo, non un singolo host. Classe E: riservata per usi futuri: [240-255].x.x.x. Questi indirizzi cominciano con la sequenza 1111 e non è definita una maschera di rete

Indirizzamento IP e subnet mask Le classi di indirizzi IP privati (RFC 1918) 10.0.0.0 –> 10.255.255.255 172.16.0.0 –> 172.31.255.255 192.168.0.0 -> 192.168.255.255

Indirizzamento IP e subnet mask Le classi di indirizzi vari Localhost Loopback Address: 127.0.0.0 – 127.255.255.255 Zeroconf: 169.254.0.0 – 169.254.255.255 Multicast: 224.0.0.0 - 239.255.255.255

Fondamenti di Switching e Routing

Protocolli principali TCP

Protocolli principali TCP Quando due computer utilizzano TCP devono innanzittutto creare una sessione utilizzano la procedura handshaking a tre vie per creare una sessione affidabile.Host A manda a Host B un segmento TCP attivando il flag SYN Host A indica che il campo Sequence number è valido e che quindi deve essere letto ISN Initial Sequence Number Host B risponde a Host A con i flag SYN e ACK attivi. Host B risonde indicando un proprio ISN e attiva l'ACK indicando l'ISN+1 di Host A Host A risponde a sua volta con il flag ACK. Host A attiva l'ACK indicando l'ISN+1 di PC2 La comunicazione è stabilita e Host A può iniziare ad inviare gli altri segmenti.

Protocolli principali TCP SYN=1 ACK=0 SEQ-NUM=X CLIENT --------------------------------------> SERVER SYN=1 ACK=1 SEQ-NUM=Y ACK-NUM=X+1 CLIENT <-------------------------------------- SERVER ACK=1 SEQ-NUM=X+1 ACK-NUM=Y+1 SEQ-NUM=1000 ACK-NUM=5000 DATI=100 byte CLIENT --------------------------------------> SERVER SEQ-NUM=5000 ACK-NUM=1100 DATI=250 byte CLIENT <-------------------------------------- SERVER SEQ-NUM=1100 ACK-NUM=5250 DATI=150 byte SEQ-NUM=5250 ACK-NUM=1250 DATI=0 byte

Protocolli principali UDP

Protocolli principali ICMP Il protocollo ICMP (Internet Control Message Protocol) è un protocollo di servizio che si preoccupa di trasmettere informazioni riguardanti malfunzionamenti, informazioni di controllo o messaggi tra i vari componenti di una rete di calcolatori. ICMP è incapsulato direttamente in IP, non è quindi garantita la consegna a destinazione dei pacchetti. Viene utilizzato da molti programmi, tra cui ping e traceroute.

Protocolli principali ICMP

Protocolli principali ICMP 0 Echo reply 3 Destinazione irraggiungibile 4 Source quench 5 Redirect 6 Indirizzo host alternativo 8 Echo request 9 Router advertisement 10 Router selection 11 Richiesta scaduta 12 Errore nei parameteri 13 Timestamp request 14 Timestamp reply 15 Information Request 16 Information Reply

Protocolli principali Applicazione Protocollo Applicazione Transport Posta Elettronica SMTP TCP Accesso Remoto Telnet TCP Trasferimento File FTP TCP Web HTTP TCP Server file remoto NFS tipicamente UDP Telefonia Internet proprietario tipicamente UDP Gestione della rete SNMP tipicamente UDP Protocollo Routing RIP tipicamente UDP Risoluzione Nomi DNS tipicamente UDP

RFC - Request For Comments Definiscono gli “standard” di Internet e vengono costantemente aggiornati http://rfc.altervista.org/

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