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Internet:
Architettura, Principali Protocolli
e Linee Evolutive
Nicola Blefari Melazzi
www.eln.uniroma2.it/Blefari-Melazzi/
[email protected]
v 7.0
Internet - Architettura, principali protocolli e linee evolutive
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● Capitolo 3: Principali protocolli
– 3.1
– 3.2
– 3.3
– 3.4
– 3.5
– 3.6
– 3.7
– 3.8
– 3.9
– 3.10
– 3.11
Il protocollo IP
Domain Name System
Esempi
Programmi per l’analisi di rete
I protocolli di strato 4 e i numeri di porta
Il protocollo UDP
Il Protocollo TCP
Un protocollo di gestione: SNMP
Accesso ad Internet tramite un Internet Service Provider
Programmi per l’analisi dei Protocolli
Cenni Sui Protocolli Applicativi
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3.1) Il protocollo IP
● Fornisce le seguenti importanti funzionalità:
– definisce lo schema di indirizzamento
– definisce l’unità base per il trasferimento dei dati
– definisce la strada che un’unità dati deve percorrere per arrivare a destinazione
– specifica un insieme di regole che host e routers devono seguire per
processare le unità informative
– frammenta e ri-assembla le unità dati
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3.1) Il protocollo IP: formato dell’unità dati
● Le unità-dati dello strato IP sono dette datagrammi. La
lunghezza massima di un segmento è di 65536 ottetti
20 bytes
0
4
8
16
31
Type of Service
Version Header
Total Length
length
TOS
Flags
16 bit Identification
3 bit 13 bit Fragment Offset
Time to Live
Protocol
Header Checksum
TTL
32 bit Source IP address
32 bit Destination IP address
Options (if any)
Padding (0s)
Data (if any)
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3.1) Il protocollo IP: frammentazione e ri-assemblaggio
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● Le sotto-reti possono avere diverse limitazioni circa la
lunghezza delle loro unità dati
● Il datagramma deve quindi poter essere frammentato per
attraversare diverse sotto-reti
● Le procedure di frammentazione e ri-assemblaggio devono
essere in grado di frammentare il pacchetto originario in un
numero arbitrario di unità informative
● Le unità informative giunte a destinazione devono poter
essere ricomposte nel datagramma originario
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3.1) Il protocollo IP: frammentazione e ri-assemblaggio
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m1
Data IP
Header IP
m2
Identification = xxx, DF = 0, MF=0, Fragment Offset =0
Header IP
Data IP
Identification = xxx, DF = 0, MF=1, Fragment Offset =0
Header IP
Data IP
Identification = xxx, DF = 0, MF=1, Fragment Offset = m1
Header IP Data IP
Identification = xxx, DF = 0, MF=0,Copyright
Fragment
Offset =m
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3.1) Il protocollo IP: frammentazione e ri-assemblaggio
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Lunghezza del datagramma originale = 1200
MTU=1500
MTU=1500
MTU=1500
MTU=500
MTU=1500
MTU=9000
MTU=1000
Questo router frammenta
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I frammenti vengono ricomposti
alla destinazione finale
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3.1) Il protocollo IP: dimensioni tipiche della MTU
Network
MTU (bytes)
IBM token ring 16Mbps
17914
4 Mbps Token Ring (IEEE 802.5)
4464
FDDI
4352
Ethernet
1500
IEEE 802.2 802.3
1492
X.25
576
point to point (PPP, SLIP)
May be set to 296
for interactive use
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3.1) Il protocollo IP: schema di indirizzamento
● Concetti generali, tre modalità di indirizzamento:
– l’indirizzo è stabilmente legato ad un luogo fisico; l’indirizzo, oltre a identificare
un utente, dà anche informazioni su dove lo stesso si trovi;
 Es numero telefonico, 39 06 72 59 7501
– l’indirizzo non consente di dedurre di per se la localizzazione dell’utente, anche
se esiste una corrispondenza stabile tra l’utente e il luogo ove esso si trova
 Es indirizzo IP
– non esiste una corrispondenza stabile tra indirizzo e luogo fisico in cui l’utente
si trova in un dato momento
 Es telefono cellulare
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3.1) Il protocollo IP: schema di indirizzamento
● La complessità di una funzione di instradamento è legata al
piano di indirizzamento: un piano di indirizzamento gerarchico
facilita la scelta della strada
● Indirizzamento presente in diversi strati (in linea di principio in
tutti)
Appl. 1
Appl. 2
•••
Appl. n
TCP
IP
Network Interface
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3.1) Il protocollo IP: schema di indirizzamento
● Internet è stato definito sistema di comunicazione universale
perché consente ad ogni calcolatore di comunicare con ogni
altro calcolatore
● Al tal fine è necessario stabilire un metodo globalmente
accettato per identificare ed indirizzare in modo univoco tutti
gli host
● Ciò ha richiesto di definire un nuovo schema di
indirizzamento, dato che ognuna delle sotto-reti ha un suo
proprio, diverso e quindi non univoco (a livello globale),
schema di indirizzamento (indirizzi Ethernet, indirizzi X.25,
numeri telefonici etc.)
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3.1) Il protocollo IP: schema di indirizzamento
● Gli indirizzi devono essere unici in tutta la rete
– è possibile attribuire indirizzi arbitrari ad una sotto-rete TCP/IP solo se questa
non è connessa con altre sotto-reti
● Un indirizzo IP identifica un host e non uno specifico utente
● L’identificazione di un utente (in senso OSI) all’interno di un
host è affidata ai protocolli di strato superiore (TCP o UDP e
superiori)
● Lo schema di indirizzamento IP è stato progettato per
facilitare l’instradamento.
– un indirizzo IP identifica prima la sotto-rete a cui un host è connesso e poi
l’host all’interno di quella sotto-rete;
– si può fare un parallelo con il sistema di numerazione telefonica
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3.1) Il protocollo IP: schema di indirizzamento
● Un indirizzo IP è costituito da 32 bits e consta di due parti:
Net_Id e Host_Id. L’indirizzo completo può quindi essere
scritto come:
IP_Address=Net_Id.Host_Id
● I 32 bits totali sono divisi tra Net_Id e Host_Id
● Questa divisione non è fissa
● Rete logica = insieme di host con uguale Net_Id
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3.1) Il protocollo IP: schema di indirizzamento
– Indirizzamento “classful”. Il numero totale di possibili indirizzi IP, di tutte e
cinque le classi, è pari a:
Classe
Bit/s Iniziali
2 32 2 32 232 232 2 32 31 32
N





2
2
4
8
16
32 32
Net_Id
Host_Id
reti logiche
indirizzi disponibili
disponibili
all’interno di ogni
rete logica
A
0
7 bits
24 bits
128
16 777 216
B
10
14 bits
16 bits
16 384
65 536
C
110
21 bits
8 bits
2 097 152
256
D
1110
Indirizzi di tipo multicast, 28 bits
numero di indirizzi multicast possibili: (2^32)/16=268 435 456
E
11110
riservata per usi futuri e ricerca, 27 bits
numero di indirizzi possibili: (2^32)/32=134 217 728
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3.1) Il protocollo IP: schema di indirizzamento
● Classi di indirizzi IP
8
0
Classe A
0
Classe B
1 0
Classe C
1 1 0
Classe D
1 1 1 0
Classe E
1 1 1 1 0
16
Net_Id
24
31
Host_Id
Net_id
Host_Id
Net_Id
Host_Id
Multicast Address
Reserved
Continua…
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