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INOLTRO DEI PACCHETTI IPIP

è una tecnica di internet working; nel trasferimento di pacchetti tra due host si serve dellacapacità di inoltro delle reti locali attraversate.

Inoltro diretto

2.1.Si effettua quando il destinatario è nella stessa rete IP del mittente.

  1. L’entità IP di B deve spedire un pacchetto all’indirizzo IP-A
  2. B conosce l’indirizzo IP-B della propria interfaccia e dal confronto con IP-A capisce che A sitrova nella stessa rete.
  3. B consulta una tabella di corrispondenza tra indirizzi IP e indirizzi della rete (indirizzi MACnel caso di rete locale) per reperire l’indirizzo MAC-A.
  4. L’entità IP-B passa il pacchetto al livello inferiore che aggiunge la destinazione MAC-A.

IP address MAC address
193.17.31.45 00:9f:7a:89:90:7a

L’entità IP-B passa il pacchetto al livello inferiore che aggiunge la destinazione MAC-A.
src-MAC = MAC-B dst-MAC = MAC-A pacchetto IP
src-IP = IP-B dst-IP = IP-A Payload

Inoltro indiretto

Si effettua quando il destinatario non è nella stessa rete IP del mittente.

  1. ...

L'entità IP di B deve spedire un pacchetto all'indirizzo IP-D=131.17.23.42. B conosce l'indirizzo IP-B della propria interfaccia e dal confronto con IP-D capisce che D non si trova nella stessa rete.

B inoltra il pacchetto ad un router configurato di default; recupera l'indirizzo MAC-C del router nella tabella di corrispondenza e passa il pacchetto al livello inferiore.

IP address MAC address
193.17.31.254 99:8b:6f:ac:58:7f

Il pacchetto viene costruito e spedito sull'interfaccia
src-MAC = MAC-B dst-MAC = MAC-C pacchetto IP
src-IP = IP-B dst-IP = IP-D payload
dst MAC-C: destinazione locale, cambia lungo il percorso
dst IP-D: destinazione finale, rimane uguale lungo il percorso

LIVELLO DI RETE

2.3. Inoltro nei router

I router sono dispositivi di internet-working con interfacce di uscita multiple.

  • Inoltro diretto: hanno più di un'interfaccia dove poter effettuare l'inoltro diretto
  • Inoltro indiretto: si basa su tabelle di
il pacchetto appartiene alla stessa sottorete dell'interfaccia. Per implementare il routing, si utilizzano le tabelle di routing che contengono le informazioni necessarie per instradare i pacchetti verso la destinazione corretta. Nel caso del routing basato sulla destinazione, l'inoltro IP avviene esclusivamente in base all'indirizzo di destinazione. Ogni riga della tabella di routing contiene un prefisso di destinazione (NetID) e l'indirizzo del prossimo router (next-hop) nel percorso verso la destinazione. Ad esempio, nella tabella di routing fornita, il prefisso di destinazione 24.40.32/20 viene instradato verso l'indirizzo 192.41.177.148 tramite l'interfaccia 2. Nel caso del routing basato sul prossimo hop, invece, nelle tabelle di routing viene indicato solo il prossimo router nel percorso verso la destinazione. I router inoltrano i pacchetti basandosi esclusivamente sulla parte NetID dell'indirizzo di destinazione. Tutti gli host che appartengono alla stessa rete di destinazione sono identificati nella tabella di routing da una singola entry (address aggregation). Ad esempio, nella tabella di routing fornita, il prefisso di destinazione 30.86/16 viene instradato verso l'indirizzo 191.41.177.181 tramite l'interfaccia 6. In entrambi i casi, per determinare se un pacchetto appartiene alla sottorete di una delle interfacce, si effettua un AND bit a bit tra l'indirizzo dell'interfaccia e la netmask e tra l'indirizzo di destinazione e la netmask. Se i due risultati coincidono, il pacchetto appartiene alla stessa sottorete dell'interfaccia e viene instradato di conseguenza.allora la sottorete è la stessa e si procede all'inoltro diretto. Se i confronti con le interfacce sono negativi, occorre procedere ad un inoltro indiretto, ovvero occorre analizzare la tabella di routing del router. Il confronto riga per riga si effettua sempre con l'AND bit a bit, usando la netmask relativa a ciascuna riga; se il confronto dà esito positivo per più righe, viene selezionata la netmask che ha il maggior numero di 1 (la rotta è più specifica).
Network Netmask First-hop
131.175.21.0 255.255.255.0 131.17.123.254
131.56.0.0 255.255.0.0 131.17.15.254
0.0.0.0 0.0.0.0 131.17.123.254
L'ultima riga corrisponde al router di default: il confronto dà sempre esito positivo, ma la netmask è lunga 0 bit, quindi ha priorità minima rispetto agli altri. 2.4. Frammentazione I link della rete impongono un limite alla dimensione delle trame di livello 2, detto MTU (Max Transfer Unit); questo

costringe i vari link a dividere un datagramma IP troppo lungo in più frammenti, che vengono ri-assemblati dall'entità IP del destinatario indicato nell'header.

Prima di passare il pacchetto al livello inferiore, IP lo divide in frammenti, ciascuno con il proprio header; un frammento di un pacchetto può essere ulteriormente frammentato lungo il cammino.

4. LIVELLO DI RETE

3. PROTOCOLLI DI GESTIONE DI IP

3.1. ICMP (Internet Control Message Protocol)

Il protocollo ICMP viene usato da host e router per scambiarsi informazioni a livello di rete: il suo uso più tipico è la notifica degli errori.

Dal punto di vista dell'architettura, ICMP si trova esattamente sopra IP, dato che i suoi messaggi vengono trasportati nei datagrammi IP (come payload).

Messaggio ICMP

Sezione dati del Header ICMP messaggio ICMP

Header IP Payload pacchetto IP

Header della trama Payload della trama livello 2 MAC

I messaggi ICMP hanno un campo tipo, un campo codice e contengono

+8byte deldatagramma IP che ha provocato la generazione del messaggio, in modo che il mittente possadeterminare il datagramma che ha generato l’errore.

ICMP non corregge errori, ma si limita a segnalarli; l’evento errore è notificato alla sorgente delpacchetto IP che lo ha causato.

Tipo Nome Descrizione
ICMP I messaggi di echo-request e echo-reply sono usati per verificare la raggiungibilità e lo stato di un host/router.
Code 1 hostRete destinazione Code 2: protocollo3 irraggiungibile Code 3: portaCode 6: rete sconosciutaCode 7: host sconosciuto
Controllo di congestione Quando si vuole che la sorgente usi per quella destinazione
5 Redirect un diverso routerCode 0: inviato dai router quando pone il TTL a 0
11 Time Exceeded Code 1: inviato dalla destinazione quando non tutti iframmenti di un pacchetto arrivano entro un tempo massimo
12 Parameter Problem Quando l’intestazione di un pacchetto IP

è sbagliataI router inviano messaggi di advertisement per annunciare la9/10 Router loro presenza in rete e fornire informazioni (indirizzi IP)

Gli host inviano messaggi di solicitation

Un host invia un messaggio di request al router della rete17/18 Address Mask locale per conoscere la propria netmask, un router rispondecon una reply che contiene la subnet mask per la rete locale

Tipi di messaggio ICMP 4. LIVELLO DI RETE3.2. ARP (Address Resolution Protocol)

Sia gli host che i router hanno sia indirizzi a livello di rete (IP) sia indirizzi a livello di collegamento(MAC); risulta quindi necessaria una tabella di corrispondenza IP - MAC.

Il protocollo ARP si occupa di creare dinamicamente le tabelle IP – MAC; fornisce quindi aino di un meccanismo per trasformare indirizzi IP in indirizzi MAC. Questo protocollo si basa sulla capacità di indirizzamento broadcast (invio del messaggio a tutti gli utenti della rete locale a cui si è collegati) della rete locale.

Quando nella

tabella memorizzata nell'host B (denominata ARP-cache) non è presente l'indirizzo MAC cercato, viene generato un messaggio di ARP-request; la request viene inviata in broadcast e contiene l'indirizzo IP-A di cui si vuole il corrispondente indirizzo MAC-A.
L'host A che riconosce l'indirizzo IP come proprio, invia una ARP-reply direttamente a chi ha inviato la request (unicast), aggiungendo il proprio indirizzo MAC-A.
Quando un host cambia il proprio indirizzo IP, invia una ARP-reply in modalità broadcast, in modo da "aggiornare" le tabelle dei vari host locali.

4. LIVELLO DI RETE

3.3. DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

DHCP è un protocollo che consente ad un host di ottenere un indirizzo IP in modo automatico, e altre informazioni come la maschera di sottorete, l'indirizzo del router per uscire dalla sottorete (gateway) e l'indirizzo del suo DNS server locale.

Supponendo di avere un server in grado di fornire

L'indirizzo IP ad un host su richiesta, sono possibili diversi tipi di associazioni:

  • Statica: il server ha una tabella di corrispondenza tra indirizzi fisici e indirizzi IP, e all'arrivo di una richiesta, consulta la tabella e invia la risposta.
  • Automatica: la procedura di corrispondenza è automatizzata dal server.
  • Dinamica: il numero di indirizzi IP disponibili è minore del numero di host.

In molti casi, non è necessario avere un'associazione stabile tra i due indirizzi (gli host non necessitano di avere sempre un indirizzo IP), ma si può usare un'associazione dinamica, ad esempio quando gli host sono spesso inattivi oppure usano IP raramente.

L'associazione deve essere temporanea (uso di timeout e procedure di rilascio), ed è possibile che all'arrivo di una richiesta non ci siano indirizzi disponibili (rifiuto della richiesta).

  1. Il client invia in broadcast un messaggio di DHCP-discover, con il
Proprio indirizzo MAC2. Il server risponde con un messaggio di DHCP-offer, contenente un proprio identificativo e un indirizzo IP proposto. Si utilizza il metodo dell'offerta e non quello dell'assegnazione perché in una rete ci possono essere più server DHCP che fanno un'offer; sarà poi il client a scegliere tra le proposte. Il client può accettare l'offerta inviando una DHCP-request, contenente l'identificativo del server scelto. Il server crea l'associazione con l'indirizzo IP e manda un messaggio di DHCP-pack contenente le informazioni di configurazione (IP address, netmask, gateway e DNS server). Il rilascio avviene con l'invio da parte del client di un messaggio DHCP-release. DHCP si appoggia su UDP per il trasporto dei messaggi. I messaggi del client, fino all'assegnamento dell'indirizzo IP, hanno come parametri: - indirizzo di sorgente: 0.0.0.0 - indirizzo di destinazione: 255.255.255.255 - porta68- porta destinazione: 67. 4. LIVELLO DI RETE NAT (Network Address Translation)

Le reti private si sono evolute grazie alla tecnologia IP; sono reti collegate con router IP.

Una intranet è una rete privata che utilizza tecnologia di interconnessione IP, dotata degli stessi servizi di Internet (server www, server di posta ecc.)

Una rete privata ha normalmente una serie di servizi che sono accessibili dalla rete pubblica (web, e-mail); i server per questi servizi devono avere un indirizzo pubblico, mentre gli host interni alla rete possono avere un indirizzo privato.

Nasce l'esigenza di consentire lo scambio di pacchetti tra host con indirizzo pubblico e host con indirizzo privato.

4.1. Router semplice

L'intranet usa indirizzi IP pubblici, rendendo possibile la comunicazione da e verso internet.

4.2.
Dettagli
Publisher
edoCappelletti99
A.A. 2021-2022
57 pagine
SSD Scienze matematiche e informatiche INF/01 Informatica
I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher edoCappelletti99 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Fondamenti di internet e reti e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Politecnico di Milano o del prof Capone Antonio.