Riassunto Telecomunicazioni

DATI (PAYLOAD)

Un datagramma è formato da un Header (intestazione) di lunghezza minima pari a 20 byte è un campo dati

Payload anche esso di lunghezza variabile contenente messaggi di controllo generati dai protocolli ICMP o

ARP oppure segmenti generati dallo strato di trasporto. L’header contiente tutte le informazioni per

l’indirizzamento del datagramma:

Vers (4 bit): versione del protocollo usata; La versione attualmente in uso è la IPv4.

HLEN (4 bit): lunghezza dell’Header dai 20 ai 40 byte in multipli di 32 bit.

TOS (Type Of Service) ( bit): specifica i parametri della qualità di servizio richiesti dall’Utente-Sorgente ma

solitamente questo campo viene ignorato dal momento che il servizio è besteffort. Solo alcuni router

specifici,nodi grandi capacità e situati nel cuore della rete sfruttano tale informazione.

Total Length (16 bit): specifica la lunghezza totale (incluso l’Header) del datagramma, misurata in byte. La

lunghezza totale massima di un datagramma IP è di 65535 byte.

Time to live: un datagramma per arrivare a destinazione attraversa router intermedi. Tale campo viene

scritto dalla sorgente che specifica il massimo numero di router che il datagramma può attraversare, in

questo modo se il pacchetto non arriva a destinazione entro i passi fissati viene scartato.

Protocol: specifica a quale protocollo dello strato di trasporto il segmento è destinato.

Header checksum: verifica se nell’header non vi sono errori

Source Address (32 bit): indirizzo IP del terminale-sorgente.

Destination Address (32 bit): indirizzo IP del terminale-destinazione.

Options : campo di lunghezza variabile (multipli di 8 bit) opzionale. Se presente memorizza gli indirizzi IP

dei router che il pacchetto ha attraversato, viene cioè memorizzato il percorso seguito dai pacchetti per

andare dalla sorgente alla destinazione.

Padding: campo di lunghezza variabile. Serve a garantire che l’Header abbia una lunghezza multipla di 32

bit, aggiunge byte da scartare in ricezione.

Identification-flag- fragment Offset gestiscono la frammentazione del datagramma: la frammentazione è

doverosa quando il datagramma è trovo grande per essere contenuto in una trama. In Internet l’operazione

di frammentazione può essere effettuata dal nodo sorgente e da qualsiasi nodo intermedio. Chi ricombina i

frammenti è solo il nodo destinazione che si accorge della frammentazione grazie ai campi flag e frag.

Identification (16 bit): numero identificativo del datagramma. assegnato dall’Utente-Sorgente al

datagramma ed ereditato dagli eventuali frammenti che fanno parte dello stesso datagramma

Flag (3 bit): dá informazioni su , DF o MF. DF è posto a 1 quando il datagramma non può essere

frammentato, solitamente la frammentazione viene evitata quando si sta trasmettendo in tempo reale e e

frammentare allungherebbe i tempi di attesa allora si preferisce gettare il dato. MF è posto a 0 quando il

frammento del datagramma è l’ultimo

Fragment Offset (13 bit): indica la posizione del frammento all’interno dell’originario datagramma,

espressa in multipli di 64 bit. La ricomposizione al nodo destinazione dei frammenti non solo dilata i tempi

di attesa ma affinché il nodo destinazione costruisca l’intero datagramma frammentato deve ricevere tutti i

frammenti, basta che uno dei frammenti non arrivi a destinazione che il datagramma viene totalmente

scartato.

Ogni interfaccia del router, insieme di porta d’ingresso- porta d’uscita, ha un indirizzo IP assegnato.

L’indirizzo IP è una sequenza ordinata di 32 bit. L’indirizzo IP viene rappresentato ricorrendo alla cosiddetta

“notazione decimale con punto”, ossia, si Esprime il contenuto di ciascuno dei byte mediante il

corrispondente numero intero, compreso tra 0 e 255 e si Separano mediante punti i 4 numeri interi così

ottenuti. Tutte le interfacce di una stessa sotto-rete hanno i primi “c” bit dei loro indirizzi IP coincidenti. Per

ridurre le dimensioni delle Tabelle di Inoltro e semplificare la ricerca del router, si fa ricorso al cosiddetto

Indirizzamento su base Prefisso. Questa strategia di indirizzamento prevede che tutti gli indirizzi degli

utenti destinazione ai quali corrisponde una stessa porta di uscita del router sono rappresentati dalla parte

comune dei loro indirizza IP (prefisso comune) E la Tabella di Inoltro memorizza solo le coppie prefisso-

porta di uscita. Se in una tabella di inoltro ho più prefissi con parti iniziali uguali per inoltrare il

datagramma, il router segue la cos detta “Regola del Prefisso pi lungo”e cioè il Router individua il

prefisso che tra tutti i prefissi memorizzati che costituiscono la parte iniziale dell’indirizzo in oggetto, è

quello più lungo. Il massimo numero di interfacce distinte che possono far parte di una sotto-rete con

prefisso lungo c bit èpari a: L’indirizzo di un’interfaccia è del tipo x.y. .z, l’indirizzo di una sottorete è

del tipo x.y.w.z/c sottorete in cui x,y,w,z sono numeri interi compresi tra 0 e 255 e /c sta ad indicare che

gli indirizzi IP di tutte le interfacce della sotto-rete condividono un medesimo prefisso lungo c bit, cioè c

indica quanto è lungo il prefisso della sottorete. Le sottoreti possono anche essere costituiti solo da router.

indirizzo piatto e fisso, l’algoritmo che sta sotto l’assegnazione

Mentre l’indirizzo MAC è un

dell’indirizzo IP è il ClasslessInterDomainRouting(CIDR) il quale cerca di far in modo di avere sottoreti più

grandi possibili costituite da nodi che stanno tra loro molto vicini graficamente: ciò porta a ridurre le righe

della tabella di inoltro risparmiando sia memoria che tempi di assegnazione. Dunque vengono assegnati

indirizzi di rete continui, che differiscono di un’unità dall’ultimo byte, a nodi geograficamente vicini . Ogni

sottorete può essere costituita a sua volta da sotto-sottoreti , la struttura è di tipo gerarchico: più si scava

nella rete più si specifica la sottorete e si allunga il prefisso, pochi bit individuano la sottorete generica ,

all’aumentare dei bit ho maggiori informazioni fino ad srrivare all’utente specifico. Per sintetizzare

l’indirriizzo IP è gerarchico, variabile e legato alla posizione geografica. Se si vuole inviare un datagramma

in broadcast l’indirizzo IP utilizzato è 255.255.255.255, il datagramma viene spedito su tutte le porte

d’uscita tranne quella da cui l’ha ricevuto. Gli indirizzi IP sono numerici e, quindi, di difficile

memorizzazione. Per questo motivo, è stato definito un meccanismo di identificazione alfabetica degli

indirizzi IP che va sotto il nome di Domain NameSystem(DNS). Il DNS definisce una struttura gerarchica di

indirizzi alfabetici che sono univocamente associati ai corrispondenti indirizzi IP. I Server DNS provvedono

alla traduzionealfabetico -> numerica e numerica-> alfabetica degli indirizzi. Il criterio secondo cui viene

fatta tale memorizzazione è dunque gerarchico e si articola sostanzialmente su 4 livelli.

INDIRIZZAMENTO GERARCHICO:

L’organizzazione internazionale ICANN (Internet Corporation forAssigningNamesand Numbers) assegna

blocchi di indirizzi IP con numerazione in sequenza ciascuna sotto-rete richiedente in modo che

l’assegnazione dipenda dal luogo geografico del richiedente. L’Amministratore della sotto-rete assegna

manualmente alcuni degli indirizzi IP a disposizione a tutte le interfacce dei router che fanno parte della

sotto-rete in oggetto. L’assegnazione degli indirizzi può essere statica, se l’assegnazione è di lungo periodo,

solitamente questo tipo di assegnazione è fatta per i router, o dinamica , per i pc mobili ad esempio, I

singoli Utenti-Terminali della sotto-rete possono richiedere indirizzi IP temporanei in modo automatico,

facendo ricorso al cosìdetto: Dynamic Host Configuration Protocol(DHCP). DHCP permette ad ogni utente

che voglia connettersi ad una (specifica) sotto-rete di ottenere temporaneamente un Indirizzo IP tra quelli

che la sotto-rete ha avuto assegnati ma, in quel momento, non sono utilizzati. Quando l’utente si

disconnette dalla sotto-rete (utente nomade), l’indirizzo IP che gli era stato assegnato gli viene rimosso e

torna a far parte di quelli a disposizione della sotto-rete, l’assegnazione è comunque di durata limitata. Il

DHCP per operare prevede 4 fasi: Fase di DHCP Discover; Fase di DHCP Offer; Fase di DHCP Request; Fase

di DHCP ACK.

Fase di DHCP DISCOVER:

In questa fase il cliente che vuole inserirsi nella sottorete formula un messaggio di richiesta noto come

DHCP discover message inserito nel payload del datagramma IP e indentificato univocamente grazie ad un

indentificatore di transazione, potrebbe accadere infatti che in uno stesso momento più utenti richiedano

un indirizzo temporaneo, a tale scopo a ogni utente viene dato un numero di assegnazione in modo tale

che ogni utente ha il proprio numero di transazione e ognuno ha la corrispettiva risposta. Come indirizzo

sorgente l’utente che si vuole immettere nella rete utilizza l’indirizzo 0.0.0.0 , indirizzo d’appoggio e come

indirizzo di destinazione utilizza il broadcast in modo da inviare la richiesta a tutti i nodi. L’adattatore del

cliente incapsula, a sua volta, il suddetto datagramma IP in una trama di Strato di Collegamento che ha

come MAC Source address: l’indirizzo MAC dell’adattatore del cliente, MAC Destinationaddress l’indirizzo

Infine l’adattatore del cliente invia la trama della sotto-rete alla quale vuole

MAC broadcast.

connettersi

Fase DHCP OFFER:

Dopo che il server DHCP ha ricevuto e letto il DHCP Discoverymessage ,il DHCP Server Costruisce un

DHCP OfferMessage nel quale indica il numero di sequenza prelevato dal DHCP Discovery message,

l’indirizzo IP proposto al cliente, la quantità di tempo per cui il cliente può usare l’indirizzo IP proposto e il

prefisso della sotto-rete alla quale il cliente sta chiedendo di connettersi. Una volta costruito

l’offermessage questo viene incapsulato nel campo payload di un nuovo datagramma che ha come indirizzo

sorgente l’indirizzo IP del server DHCP e come inidizzo destinazione il broadcast poiché il nuovo utente

ancora non ha numero assegnato. L’adattatore incapsula il datagramma in una trama che ha come indirizzo

MAC sorgente quello del DHCP e destinazione ancora il broadcast, in questo modo tutti gli altri nodi

conoscono l’indirizzo IP del nuovo utente che si sta inserendo. Infine l’adattatore del DHCP server invia la

trama nella sottorete.

Fase DHCP REQUEST:

In questa terza fase il cliente che ha ricevuto e letto il messaggio di offerta del DHCP costruisce un DHCP

requestMessage nel quale incrementa di una unità il numero di sequenza impiegato in precedenza, per