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Il protocollo IPv4 prof.: Alfio Lombardo

Il protocollo IPv4 prof.: Alfio Lombardo. Problematiche inerenti all’interconnessione. Armonizzazione dei servizi. Supporto QoS. Gestione dimensioni massime di pacchetto. Compatibilita’ meccanismi di controllo di flusso e di congestione.

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Il protocollo IPv4 prof.: Alfio Lombardo

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Presentation Transcript

  1. Il protocollo IPv4 prof.:Alfio Lombardo

  2. Problematiche inerenti all’interconnessione • Armonizzazione dei servizi • Supporto QoS • Gestione dimensioni massime di pacchetto • Compatibilita’ meccanismi di controllo di flusso e di congestione • Compatibilita’ tra schemi di indirizzamento

  3. Protocolli di rete orientati alla connessione (virtual circuit switching) NODO NODO NODO NODO CIRCUITO VIRTUALE

  4. A C D B Protocolli di rete orientati al datagramma (datagram switching) Nodo Nodo Nodo Nodo DATAGRAM

  5. basso overhead di processamento durante il trasferimento dei dati isolamento delle singole sorgenti dal traffico presente in rete lunghi tempi di instaurazione della connessione possibile spreco di risorse caduta della connessione in caso di failure nella sottorete Servizi di Rete Connection Oriented

  6. trasferimento di piccole quantità di dati in tempi limitati robustezza e flessibilità dei path efficienza nell'uso delle risorse di rete necessità di controllo del traffico offerto dalla sorgente processamento durante il trasferimento dei dati Servizi di Rete Connectionless

  7. CONCATENAZIONE DI CIRCUITI VIRTUALI M ATM X.25 SNA M OSI M M

  8. CONCATENAZIONE DI RETI DATAGRAMMA M M M M

  9. Compatibilita’ tra schemi di indirizzamento IP OSI 151.97.6.5 035.3.5464439367 137.67.2.4 044.3.1436439667 A B 044.3.1436439667 151.97.6.5 137.67.2.4 035.3.5464439367

  10. Tunnel IP IP IP TUNNELING Ethernet A Ethernet B WAN M M Pacchetto WAN Pacchetto IP Pacchetto IP

  11. Internetworking Protocol vers.4 Indirizzamento Instradamento Frammentazione

  12. Indirizzamento IP Network Address Host Address Identifica la macchina all’interno della rete Identifica la rete a cui e’ Connessa la macchina (host o router)

  13. Indirizzamento IP A B C D E

  14. Internet: quanti indirizzi? Indirizzi di tipo A: (0.0.0.0 - 127.255.255.255) 126 reti con 16 milioni di host ciascuna Indirizzi di tipo B: (128.0.0.0 - 191.255.255.255) 16382 reti con oltre 64000 hosts ciascuna. Indirizzi di tipo C: (192.0.0.0 - 223.255.255.255) 2 milioni di reti con più di 256 hosts

  15. Esempio L’indirizzo IP: 10000000 00000011 00000010 00000011 Classe B rappresentato come 128.3.2.3 I network numbers vengono assegnati dal Network Information Center (NIC) per evitare conflitti.

  16. Ethernet 128.10.0.0 128.10.2.8 128.10.2.26 128.10.2.3 Multi homed host host host host 192.5.48.3 192.5.48.7 192.5.48.6 TokenRing 192.5.48.0 R R 128.10.2.70 192.5.48.1 Esempio

  17. 00…0000000 host 127 host netid netid Convenzioni 0000…….00000 Identificativo di rete Host su questa rete 11111111.11111111.11111111.11111111 Broadcast limitato 111……….…111 Broadcast diretto Loopback

  18. Indirizzi IP privati IANA-Allocated, Non-Internet Routable, IP Address Schemes Class Network Address Range A 10.0.0.0-10.255.255.255 B 172.16.0.0-172.31.255.255 C 192.168.0.0-192.168.255.255

  19. Rete “Interna” Rete “Esterna” NAT SA SA 10.0.0.2 192.69.1.1 10.0.0.2 Internet/Intranet 10.0.0.3 SA = Source Address NAT Table Inside Local IP Address Inside Global IP Address 10.0.0.2 10.0.0.3 192.69.1.1 192.69.1.2 Network Address Translation (NAT) Un server NAT associa a ciascun indirizzo privato un indirizzo pubblico tra quelli disponibili.

  20. Port Address Translation (PAT) Rete “Interna” Rete “Esterna” PAT SA SA 10.0.0.2 192.69.1.1 10.0.0.1 Internet/Intranet 10.2.0.5 SA = Source Address PAT Table Inside Local IP Address Public IP Address Port 10.0.0.2 10.0.0.3 192.69.1.1 192.69.1.1 5001 5002 • Un server PAT consente di tradurre gli indirizzi IP (privato) • della rete interna con un singolo indirizzo esterno (pubblico). • Per individuare il reale mittente/destinatario del pacchetto, • vengono utilizzate le porte presenti nell’intestazione del protocollo • di trasporto

  21. 151.97.3.4 151.97.3.4 ? ? 151.97.3.4 151.97.3.4 router router router 151.97.3.4 151.97.3.4 Instradamento 151.97.3.4

  22. Indirect delivery Direct delivery router router router Rete Rete Rete Direct delivery Internet Modalità di Instradamento • Direct delivery: sorgente e destinazione sono direttamente • connesse alla stessa sottorete; non coinvolge routers • Indirect delivery: sorgente e destinazione non sono • connesse alla stessa sottorete, coinvolge routers

  23. Direct routing Indirect routing Per inviare a Instrada verso Attraverso l’interfaccia 20.0.0.0 direct delivery 20.0.0.6 30.0.0.0 direct delivery 30.0.0.6 10.0.0.0 20.0.0.5 20.0.0.6 40.0.0.0 30.0.0.7 30.0.0.6 Routing table router R

  24. Esercizio consigliato: Indirizzi IP 10 Rete Sottorete Host Subnetworking Permette di estendere lo schema di indirizzamento per indirizzare sottoreti appartenenti ad una stessa rete Esempio: Maschera di sottorete: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

  25. Network Subnet Host 193 205 102 36 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 255 255 255 248 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 Esempio Indirizzo Maschera(NetMask) Notazione decimale puntata:193.205.102.32/29 (il valore 32 corrisponde a 00100000; 29 indica che 3 (=32-29) sono i bit dedicati all’host

  26. A Reti logiche vs. reti fisiche Indirizzamento diretto indirizzamento indiretto x-net-1 192.168.2.64/27 (65-85, 30 host) x-net-2 192.168.2.32/27 (33-63, 30 host) L’ indirizzamento indiretto viene utilizzato anche tra User appartenenti diverse reti logiche nella stessa rete fisica

  27. Subnetting: esempio (1) pc-net 100 host A x-net-1 20 host Link-1 B Link-3 ws-net 20 host Link-2 x-net-2 10 host C 7 sottoreti!

  28. Subnetting: esempio (2) maschere di lunghezza fissa pc-net 192.168.1.(0xxxxxxx) (0-127, 100 host) A x-net-1 192.168.2. .(110xxxxx) (0-31, 20 host) 192.168.2. .(010xxxxx) Link-1 B 192.168.2. .(101xxxxx) Link-1 Link-2 192.168.2. .(011xxxxx) ws-net 192.168.1. (1xxxxxxx) (128-255, 20 host) x-net-2 192.168.2. .(001xxxxx) (32-63, 10 host) C 192.168.1.0 192.168.2.0

  29. Subnetting: esempio (3)maschere di lunghezza variabile: VLSM pc-net 192.168.1. (0xxxxxxx) (0-127, 100 host) A x-net-1 192.168.1. (101xxxxx) (160-191, 20 host) 192.168.1. (1111xxxx) Link-1 B Link-3 192.168.1. (1101xxxx) Link-2 192.168.1. (1110xxxx) ws-net 192.168.1. (100xxxxx) (128-159, 20 host) x-net-2 192.168.1. (1100xxxx) (192-207, 10 host) C 192.168.1.0

  30. Datagramma Frammentazione Datagramma Level III Level II MTU Header Trailer MTU= Maximum Transfer Unit

  31. MTU per alcuni protocolli Token Ring (16 Mbit/s) : 17914 Token Ring (4 Mbit/s): 4464 FDDI: 4352 Ethernet: 1500 X25: 576 PPP: 296

  32. Frammentazione

  33. Il pacchetto IP

  34. 1400 14567 1 000 800 1400 600 14567 14567 14567 1 1 1 175 275 175 1200 14567 0 350 Il pacchetto IP-campo Fragm_Offset 4000 14567 0 000

  35. Il pacchetto IP-campo Protocol TCP:6 UDP:17 Level IV IGMP:2 EGP:8 ICMP:1 OSPF:89 Header Level III

  36. Header Checksum Mittente Destinatario Sez 1 16 bits Sez 1 16 bits Sez 2 16 bits Sez 2 16 bits Checksum 16 zero Checksum 16 bits Sez 1 16 bits Sez 1 16 bits Somma 16 bits Somma 16 bits complementare complementare Checksum 16 bits Risultato 16 bits Accettato se Risultato = 0…..………0

  37. Il pacchetto IP-campo Option Option class Datagram or netw. control 0 1 reserved 2 Debugging and measurment 3 reserved Opt.Class Opt.Num. Length Description 0 0 End of Option list 0 1 No operation 0 2 11 Securiy/hadling restict. 0 3 var Loose source routing 0 7 var Record route 0 9 var Strict source routing 0 4 var Timestamp

  38. Formato campo Option Figura : Formato dell’opzione strict source routing

  39. Formato campo Option Figura : Formato dell’opzione Record Route

  40. Formato campo Option Figura : Formato dell’opzione Timestamp

  41. Pac IP, Interfaccia hop successivo Pac IP, Interfaccia hop successivo Componenti modulo IP Da prot liv superiore Dati verso un protocollo superiore Mod. per aggiunta header Tab riassemblaggio Pac IP Modulo di riassemblaggio Pac IP Modulo di Processing Tab Instradamento Modulo di instradamento Pac IP Modulo di frammentazione Tab MTU Pac IP Dallo strato di Data link Allo strato di Data link

  42. Macrolezione 6: L’interconnessione di reti eterogenee

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