TCP/IP
Sistemi
Classe 5
I protocolli TCP/IP
TCP/IP è una famiglia standard di protocolli progettati per reti di
grandi dimensioni che utilizzano collegamenti WAN.
TCP/IP fu sviluppato nel 1969 dal DARPA (Department of
Defense Advanced Research Project Agency), come risultato di
un esperimento di condivisione di risorse denominato
ARPANET.
Lo scopo era quello di creare un protocollo che fosse in
grado di assicurare collegamenti di rete per comunicazioni
ad alta velocità
Standard TCP/IP
Stato
I protocolli della famiglia
(suite) TCP/IP sono di
Pubblico Dominio.
Vengono pubblicati in una
serie di documenti
denominata RFC (Request for
Comments) e sono disponibili
su Internet.
Descrizione
Required
Deve essere
implementato su tutti i
gateway e gli host basati
su TCP/IP
Recommended
consigliato
Elective
facoltativo
Limited Use
Non previsto l’impiego
generale
Not
recommended
sconsigliato
Architettura di protocolli TCP/IP
I protocolli TCP/IP corrispondono ad un modello teorico a
quattro livelli (Modello DARPA).
• APPLICAZIONE
• TRASPORTO
• INTERNET
• INTERFACCIA DI RETE
Ciascuno dei livelli corrisponde a uno o più dei sette livelli
del modello OSI.
Architettura di protocolli TCP/IP
Suite del protocollo TCP/IP
OSI
Applicazione
Presentazione
Sessione
Trasporto
TCP/IP
Applicazione
Rete
Internet
ARP
Data-Link
Fisico
Interfaccia
di rete
Ether
net
Tel
net
Trasporto
F
T
P
S
M
T
P
S
N
M
P
DNS RIP
TCP
UDP
IP
Token
Ring
IGMP ICMP
Frame
Relay
ATM
Livello Interfaccia di rete
I livelli 1 e 2 non vengono specificati: questo fa parte delle
specifiche di progetto di DARPA, in quanto TCP/IP doveva essere
in grado di appoggiarsi non solo su qualsiasi supporto fisico, ma
anche su qualsiasi rete.
L’unico compito è quello di fornire il pacchetto del corretto
indirizzo di livello 2 del nodo della struttura (LAN, MAN o WAN)
con cui collegarsi.
Livello Internet
Coincide con iI livello rete del modello ISO/OSI ed il
principale protocollo implementato in questo livello è il
protocollo IP (Internet Protocol),in grado di offrire solo
servizi non connessi.
Scambia cioè solo pacchetti non numerati e non
effettua alcun tipo di controllo né sul flusso né sul
contenuto; il suo scopo principale è quello di gestire
l’instradamento dei pacchetti stessi
Livello Trasporto
Il livello di trasporto fornisce servizi di comunicazione per
sessioni e datagrammi al livello applicazione.
I principali protocolli sono:
TCP che fornisce un servizio di comunicazione one-to-one
affidabile, orientato alla connessione. Il protocollo TCP consente
di stabilire una connessione TCP, di stabilire la sequenza dei
pacchetti inviati e di tenerne traccia e ripristinare i pacchetti persi
durante la trasmissione;
UDP che fornisce un servizio one-to-one o one-to-many per
comunicazioni non affidabili senza connessione
Livello Applicazione
Il livello di applicazione fornisce alle applicazioni la possibilità di accedere ai
servizi degli altri livelli e definisce i protocolli che verranno utilizzati dalle
applicazioni per lo scambio dei dati.
I protocolli più comunemente usati sono:
• HTTP (HyperText Transfer Protocol) usato per il trasferimento
dei file che compongono le pagine dei siti Web;
• FTP (File Transfer Protocol) utilizzato per il trasferimento
interattivo di file;
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) utilizzato per il
trasferimento dei messaggi di posta elettronica e di eventuali
allegati;
• Telnet, protocollo di emulazione di terminale utilizzato per
l’accesso in remoto a Host di rete
Gli indirizzi IP
L'indirizzamento IP permette di identificare ogni host all'interno
di una rete TCP/IP. Grazie all'utilizzo delle classi di indirizzi ed
al subnetting è possibile organizzare e gestire in modo più
efficiente il proprio network.
Un indirizzo IP, chiamato anche indirizzo logico, rappresenta un
identificativo software per le interfacce di rete, esso viene
utilizzato in combinazione con l'indirizzo fisico (MAC), il quale
consente di determinare in modo univoco ogni interfaccia di un
dispositivo di rete.
Struttura di un indirizzo IP
Un IP Address è un numero di 32 bit suddiviso in quattro gruppi
da 8 bit ciascuno, la forma con la quale viene solitamente
rappresentato è detta decimale puntata (Dotted Decimal).
Essendo ogni numero rappresentato da 8 bit, può assumere un
range di valori da 0 a 255.
Utilizzando 32 bit per indirizzo è possibile avere 4.294.967.296
combinazioni di indirizzi differenti. In realtà esistono alcuni indirizzi
particolari, di conseguenza non tutti i valori sono disponibili al fine
di identificare un host nella rete.
Struttura di un indirizzo IP
10011101 11100100 10001111 10011101
NET-ID
HOST-ID
Classi di Indirizzi IP
Per permettere una migliore organizzazione della rete, gli indirizzi
disponibili sono stati suddivisi in classi in base alle dimensioni del
network da gestire. In questo modo verranno utilizzate le classi
più adatte ad alla dimensioni della rete, con conseguente minore
“spreco” di ip address.
Sono disponibili cinque classi di indirizzi IP, di cui solo le prime tre
possono essere utilizzate per assegnare indirizzi agli host.
Le classi vengono convenzionalmente denominate: A, B, C, D, E
10011101 11100100 10001111 10011101
Indirizzi di classe A
Gli indirizzi di classe A hanno:
8 bit nella porzione NETID
0
0
0
0
0
0
0
1
126
0
1
1
1
1
1
1
1
reti
e 24 bit nella porzione HOSTID per cui è possibile
indirizzare 224 – 1 = 16.777.215 – 1 (la configurazione
tutti ZERO non è permessa) = 16.777.214 hosts.
I valori decimali del primo ottetto vanno da 0 a 127
10011101 11100100 10001111 10011101
Indirizzi di classe B
Gli indirizzi di classe B hanno: 16 bit nella porzione NETID
1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 1 1 1 1 1 1
1 1 1
1 1 1 1 1
E’ possibile quindi indirizzare 2(16-2) = 16.384 reti
e 16 bit nella porzione HOSTID per cui è possibile indirizzare 216 – 1 =
65.535 – 1 (la configurazione tutti ZERO non è permessa) = 65.534
hosts.
I valori decimali del primo ottetto vanno da 128 a 191
10011101 11100100 10001111 10011101
Indirizzi di classe C
Gli indirizzi di classe C hanno: 24 bit nella porzione NETID
1 1 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 0 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
E’ possibile quindi indirizzare 2(24-3) = 2.097.152 reti
e 8 bit nella porzione HOSTID per cui è possibile indirizzare 28 – 1 =
255 – 1 (la configurazione tutti ZERO non è permessa) = 254 hosts.
I valori decimali del primo ottetto vanno da 192 a 223
Attribuzione degli indirizzi IP
E’ possibile attribuire indirizzi IP qualsiasi nell’ambito di una
rete locale non connessa ad Internet.
Invece, nel caso in cui si preveda di interconnetere la rete
ad altre reti basate sullo stesso protocollo o ad Internet, è opportuno
procedere all’assegnazione degli indirizzi IP seguendo una politica
ben precisa per evitare successivi conflitti.
Per ottenere gli indirizzi IP è necessario rivolgersi alle
organizzazioni che a livello internazionale, nazionale e locale
gestiscono le assegnazioni (InterNIC o IANA)
Indirizzi IP privati
Con indirizzi IP privati si intendono alcune classi di indirizzi, definite
nella RFC 1918, riservate alle reti locali non connesse ad internet allo scopo
di ridurre le richieste di indirizzi pubblici. Chiunque può utilizzare questi
indirizzi per la propria rete locale, perché i pacchetti relativi a tali reti non
vengono instradati dai router internet, e quindi essi non entreranno in
conflitto con analoghi indirizzi posti su altre reti locali.
Nel caso occorra connettere ad Internet una rete locale che utilizza queste
classi indirizzi si deve ricorrere al NATing (Network Address Translation).
Tabella degli indirizzi IP privati
indirizzo
iniziale
indirizzo finale
classi
Numero di
indirizzi
disponibili
10.0.0.0
10.255.255.255
singola classe A
16.777.216
172.16.0.0
172.31.255.255
16 classi B
contigue
1.048.576
192.168.0.0
192.168.255.255
256 classi C
contigue
65.536
Le sottoreti
In una rete, come quelle di classe A e B, in cui il numero di Hosts è
teoricamente elevato e quindi difficilmente implementabile senza
utilizzare dei routers, si è pensato di adottare il metodo di
indirizzamento di sottorete per poter assegnare gruppi di indirizzi
a segmenti di rete come se queste ultime fossero reti distinte.
In altre parole il metodo di indirizzamento di sottorete consiste
nel “prendere in prestito” alcuni bit della HOSTID da trasferire sulla
NETID.
Maschera di sottorete
172.16.0.0
I.P
Maschera
10101100 00010000 00000000 00000000
11111111
11111111
11100000 00000000
255.255.224.0
Bit 1 nella maschera  Bit corrispondente nell’IP appartiene al NETID
Bit 0 nella maschera  Bit corrispondente nell’IP appartiene al HOSTID
Indirizzi di sottorete
Dall’esempio precedente risulta quindi possibile
determinare i seguenti sei indirizzi di sottorete:
10101100
10101100
10101100
10101100
10101100
10101100
00010000
00010000
00010000
00010000
00010000
00010000
00100000
01000000
01100000
10000000
10100000
11000000
Sono esclusi gli indirizzi 000 e 111
00000000
00000000
00000000
00000000
00000000
00000000
Valori ammessi per indirizzi di sottorete
Sempre dall’esempio precedente risulta quindi che i possibili
indirizzi IP determinati con l’utilizzo della maschera utilizzata sono:
Da 172. 16. 32. 1
a 172. 16. 63. 254
10101100 00010000 00100000 00000001
10101100 00010000 00111111 11111110
10101100 00010000 11000000 00000001
Da 172. 16. 192. 1
a 172. 16. 223. 254 10101100 00010000 11011111 11111110
Esempio
140.35.1.2
140.35.2.2
140.35.1.3
140.35.2.1
140.35.1.1
140.35.1.4
140.35.2.4
140.35.3.4
140.35.3.1
140.35.3.3
140.35.2.3
140.35.3.2