Strato rete

Transport valori in questi campi

Tcp UdpInternet IP ProtocolliHost -to - Network Vari standard per LAN, WAN e MAN ICMP– La community di Ingegneria Informatica a NapoliSquall – http://www.quellidiinformatica.org 2Indirizzamento IPv4Innanzi tutto il confine tra l’host ed il link fisico è chiamato interfaccia: un routerriceve datagrammi da un link “in ingresso” e deve rilanciarlo su qualche link “inuscita”, ed ha quindi molte interfacce , praticamente una per ogni link.Ciascuna interfaccia nella globalità di Internet deve avere un indirizzo unico.IP richiede che ciascuna interfaccia sia identificata da un IP address di 32 bit,generalmente espresso in dotted decimal, considerando i 4 byte come spaiati. Unaparte dell’indirizzo individua la “rete” a cui l’interfaccia è connessa, la restanteindividua un particolare terminale connesso alla rete.I primi tre bit servono affinché la scheda di rete ed i

router riescano immediatamente ad identificare di che tipo di indirizzo si tratta (ricordiamoci che le informazioni, i bit, viaggiano sul mezzo trasmissivo in maniera seriale).

L'indirizzo di classe A ha il primo bit messo a zero, ha la porzione net-ID lunga 7 bit, mentre quella dell'host-ID è lunga 24: può allora identificare 127 reti diverse, ognuna delle quali con circa 16 milioni (255*255*255) di host indirizzabili. Similmente un indirizzo di classe B può identificare 16000 reti, ognuna con 255*255 host, mentre la classe C, invece, 2 milioni di reti con un massimo di 255 host collegati per ciascuna.

Special IP address:

• La local subnet è x.x.x.0
• Per broadcast ad una rete il suffisso sarà di soli 1 (143.253.255.255)
• Per broadcast su rete locale si usa 255.255.255.255
• This host è 0.0.0.0
• Loopback Address: 127.0.0.1 punta al pc locale, serve per il debugging di applicazioni client e server

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di Ingegneria Informatica a NapoliSquall – http://www.quellidiinformatica.org 3Formalmente però le classi non sono più parte dell'indirizzamento IP: una classe8C(/24) può servire fino a 2 –2=254 host; una classe B che supporta fino a 65634 puòessere troppo più grande per delle esigenze medie.Nel 1993 l'IETF standardizzò il Classless Internet Domain Routing: il prefisso IPrelativo alla rete può avere lunghezza a piacere, e l'address è del tipo a.b.c.d./x ove xindica il numero di bit significativi che si riferisce alla rete.Un'organizzazione che necessita di 2000 interfacce può farsi assegnare un blocco disoli 2048 address nella forma a.b.c.d/21: i primi identificano la rete mentre i restanti11 identificano gli host, e possono ulteriormente suddivisi tramite il...SUBNETTINGPer ottenere un blocco di IP address un amministratore di rete deve prima contattareil suo ISP, che puòfornire degli indirizzi estraendoli da un gruppo di indirizzi più grandi a lui preassegnato. A sua volta può suddividere questo blocco in altri blocchi più piccoli, ed assegnare un blocco a ciascuna delle organizzazioni da lui supportate: per operare questa suddivisione è necessario dividere ulteriormente l'host-ID in due parti: l'host-ID stesso e la subnet. L'ampiezza dei due campi può essere definita in maniera molto flessibile tramite un parametro di 32 bit, detto netmask, che contiene i bit ad uno in corrispondenza dei campi net-ID e subnet, ed i bit a zero in corrispondenza del campo l'host-ID. Come viene utilizzata una netmask: un host che deve trasmettere confronta la destinazione con la propria netmask, se la destinazione è sulla stessa subnet effettua un broadcast sulla LAN, altrimenti lo invia al gateway; un router utilizza la netmask per determinare la giusta destinazione. Una rete così definita viene definita /n, dove n rappresenta il numero di bit ad uno nella netmask.nè il n° di bit uguali ad uno: una rete/26 di classe C(/24) significa che è suddivisa in 4 subnet, ognuna con 62 terminali; la netmask corrispondente è 255.255.255.192. L'appartenenza di un indirizzo ad una delle 4 possibili subnet è definita dai primi 2 bit dell'ultimo byte (00, 01, 10, 11). Un altro esempio, si vuole dividere un blocco in 8 subnet: - ISP block 200.23.16.0/20 - Organizzazione 0 200.23.16.0/23 - Organizzazione 1 200.23.18.0/23 - Organizzazione 7 200.23.30.0/23 Nota: su una IP/30 vanno max 2 host (4-2), su una /29 ce ne vanno max 6. Verifica: - 194.21.18.10/25 - 194.21.18.100/25 - 194.21.18.181/25 sono sulla stessa LAN La community di Ingegneria Informatica a Napoli Squall - http://www.quellidiinformatica.org 4 Ecco finalmente la

mappa di una rete reale (Univ. Parma):ICANN (Internet Corporation for Assigned Names & Numbers) &Private IPL’ICANN gestisce lo spazio d’indirizzamento IP ed alloca i blocchi agli ISP, inoltregestisce i Root Server DNS, assegna i nomi dei domini e risolve eventuali dispute.

Class From To CIDR Mask Decimal Mask

Class A 10.0.0.0 10.255.255.255 /8 255.0.0.0(24 Bit)

Class B 172.16.0.0 172.31.255.255 /12 255.240.0.0(20 Bit)

Class C 192.168.0.0 192.168.255.255 /16 255.255.0.0(16 Bit)

L’ICANN ha definito degli spazi per indirizzamento privato:I router di Internet non inoltrano pacchetti aventi indirizzi compresi in uno di questiblocchi: vedremo in seguito come il NAT traduca tali indirizzi in indirizzi Internet.– La community di Ingegneria Informatica a NapoliSquall – http://www.quellidiinformatica.org 5

Datagram IPv4Un Datagram IP ha 20byte d’intestazione senza Options, e se trasporta un segmentoTCP allora ciascun Datagram trasporta un totale di 40byte

d'intestazione. Questa riga si riferisce alla frammentazione (che l'IPv6 non supporterà!) Non tutti i protocolli dello strato Data-Link possono trasportare pacchetti della stessa dimensione: la Maximum Transfer Unit definisce appunto la massima. Ciascun link lungo il percorso può usare differenti protocolli Data-Link con diversi MTU: supponiamo che un router riceva un Datagram IP da un link, secondo la tabella di rilancio determini un link d'uscita con MTU inferiore alla lunghezza del Datagram ricevuto. L'unica soluzione è la frammentazione del Datagram, ricordando che i frammenti richiedono di essere riassemblati prima di raggiungere lo strato di Trasporto della destinazione: un host destinatario quando riceve deve determinare se riceve frammenti o interi, ed individuare anche quando riceve l'ultimo di una serie.

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6ICMP (Internet Control Message

Protocol
Considerato parte dell'IP ma nell'architettura giace esattamente sopra l'IP, in quanto gli ICMP sono trasferiti come carico utile di IP, proprio come i segmenti TCP o UDP.

Gli ICMP hanno un campo Type ed un campo Code che li identifica:

Type	Code	Description
0	0	Echo Reply
3	0	Network Unreachable
3	1	Host Unreachable
3	2	Protocol Unreachable
3	3	Port Unreachable
3	4	Fragmentation needed but no frag. bit set
3	5	Source routing failed
3	6	Destination network unknown
3	7	Destination host unknown
3	8	Source host isolated (obsolete)
3	9	Destination network administratively prohibited
3	10	Destination host administratively prohibited
5	0	Redirect for network
5	1	Redirect for host
5	2	Redirect for TOS and network
5	3	Redirect for TOS and host
8	0	Echo request
9	0	Router advertisement
10	0	Route sollicitation
11	0	TTL equals 0 during transit
11	1	TTL equals 0 during reassembly
12	0	IP header bad (catchall error)
12	1	Required options missing
17	0	...

Address mask request x18 0 Address mask reply

ICMP permette di inviare messaggi di controllo/errore al sorgente del messaggio. Vengono inviati anche messaggi ICMP di coordinamento fra gateway. Con il comando tracert aaa.bbb.ccc.ddd è possibile visualizzare il percorso fin ad un nodo: nient'altro fa che mandare messaggi con TTL crescente assumendo che non si cambi il routing, ogni perdita forza un msg ICMP che viene inviato al mittente. Con il comando ping si manda un echo request al nodo, si aspetta un echo reply e si stima il tempo RTT. - La community di Ingegneria Informatica a NapoliSquall - http://www.quellidiinformatica.org 7

Con il comando ipconfig /all si può visionare la configurazione dell'host in rete.

ARP (Address Resolution Protocol)

Il protocollo IP consente d'individuare univocamente un host tramite un indirizzo logico (IP address). In effetti tutte le applicazioni usano questi. Ma fisicamente serve un meccanismo di corrispondenza tra

Gli indirizzi logici ed indirizzi fisici: l'Address Resolution Protocol serve per derivare, dall'IP address, l'indirizzo di livello Data-Link necessario per inviare il frame che incapsulerà il pacchetto.

In genere A deve spedire un Datagram a B, ne conosce l'IP ma non l'indirizzo fisico. Esistono 2 scenari:

Rete di classe C: 192.168.1.0

1. Host destinazione sulla LAN (subnet IP) di A:

Invia un pacchetto broadcast in cui chiede l'indirizzo fisico IP: 192.168.1.1

IP: 192.168.1.3 corrispondente ad indirizzo IP.

Netmask: 255.255.255.0

Tutti gli hosts ricevono tale pacchetto e solo quello che riconosce il suo indirizzo IP risponde con il proprio indirizzo fisico.

A fa una NAD tra la propria netmask e l'IP, se trova la DEST propria subnet manda ARP in Broadcast, B riconosce il proprio IP e risponde.

2. Host destinazione Z su un'altra subnet IP:

Rete di classe C: 192.168.1.0

R1 CDN

IP: 192.168.1.254

Netmask: 255.255.255.0

IP:

192.168.1.1 IP: 192.168.3.3

Netmask: 255.255.255.0

R2 ZWL’AND fornisce subnet diversa da quella del mittente, e dunque occorre inviare il pacchetto al router (R1), e nel pacchetto ARP l’IP è proprio l’IP del router.

DEST Rete di classe C: 192.168.3.0

Non viene attivato per ogni pacchetto ma si fa caching:

• l’associazione relativa alla macchina richiedente memorizzata anche dalla macchina che risponde ad ARP
• ogni richiesta broadcast viene memorizzata da tutti
• ogni volta che una macchina entra in rete fa un broadcast dicendo chi è

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