Introduzione al Networking
Versione 1.2 febbraio 07
Definizione di rete:
una serie di computer e/o
dispositivi collegati insieme al
fine di condividere delle risorse e
dei dati
Rete casalinga
• Poter utilizzare risorse di altri
PC, divertimento (net game),
condividere una connessione ad
internet
• Connessione tramite Hub
• Velocità 10/100Mbps
Rete aziendale
• Esigenze di backup
• Condivisione di periferiche
“pregiate”
• Connessione ad Internet veloce e
“sicura”
• Interconnessioni tramite switch e
router
• Velocità 100Mbps/1Gbps
Rete PAN
• Collegamento fonia, palmare,
notebook
• Connessione ad Internet per
servizi mail
• Interconnessioni IrDA, Bluetooth
• Velocità 2Mbits
ISP
•
•
•
•
Server Web
Servizi dial-up
Gestione della banda Internet
Sicurezza e ridondanza dei
servizi
• Intranet / Internet
• Velocità Gbps
Quello che serve…
•
•
•
•
•
Due Pc (almeno)
NIC su ogni PC
Mezzo trasmissivo (cavo)
Hub o Router
Software di rete (protocolli di
trasmissione e tools di
configurazione)
Scheda di rete
• Slot ISA, PCI,
Integrata, PCMCIA
• Transfer rate
10/100Mbps
• MAC address a 48
bit (6 byte)
Cablaggio
• Cavo coassiale: obsoleto
• Doppino (10BaseT): più diffuso;
Categoria 3 -> utilizzato dalle
linee telefoniche (4 fili)
Categoria 5(e) -> utilizzato per
reti dati (dati/voce, 8 fili) UTP
obsoleto
(Unshielded Twisted Pair)
• Wireless 802.11b 802.11g
• Fibre ottiche: connessione tra
grandi reti, ottima affidabilità
e velocità
Cavo (RJ-45)
• Standard: PC <-> Hub
• Cross:
PC <-> PC
Note:
10BaseT ->4 pin su 8
100BaseT ->8 pin su 8
• Console:
porta COM <-> router
HUB
• Collega più terminali sullo
stesso segmento di rete
• Condivisione della banda
(velocità)
• Propaga il segnale a tutti i
terminali connessi
(Se user1 utilizza 5% di una Fast Ethernet 100Mbps, altri usa 95Mbps)
(sarà il PC ad accettare o meno il pacchetto)
Switch
• Banda dedicata,
(switch 10Mbps, ogni utente 10Mbps)
• “Segmenti” di rete
separati per ogni
porta
• Propagazione del
segnale (pacchetto)
solo al destinatario
• Sicurezza: una porta
aperta tra source e
destination
Router
• connette due (o più) reti trasferendo
solo i pacchetti di un tipo di
protocollo di rete determinato (TCP/IP,
IPX/SPX, ecc.), indipendentemente dal
tipo di reti fisiche connesse
effettivamente.
• connette reti separate che hanno schemi
di indirizzamento differenti, ma che
utilizzano lo stesso tipo di protocollo
di rete (al terzo livello ISO/OSI)
• Utilizza una tabella per
l'instradamento dei pacchetti
attraverso le reti che connette
Pacchetti
•I dati viaggiano nella rete in
forma di pacchetti
•I dati possono essere suddivisi e
aggregati in modi differenti (in
base alle esigenze di trasmissione)
• Il confezionamento e le dimensioni
dei pacchetti dipendono dal tipo di
rete fisica utilizzata.
Formato dei pacchetti
•
IP:
Header 5 o 6 words
Body (payload)
Protocol (TCP, UDP)
Sorce Add, Dest Add
• TCP: Source e Dest Port
(80, 23, 8080, 21)
Sequence e
Acknowledgment num
Windows(buffer R/W)
SYN:
sincronizza seq num
start conn
ACK:
convalida ack num
FIN:
termine invio dati
mittente
RST:
resetta e chiude la
connessione
Protocolli
•I pacchetti di dati vengono trasmessi e
ricevuti in base a delle regole definite
da un protocollo di comunicazione
•Protocollo non connesso:non fornisce il
mezzo per determinare se il messaggio è
giunto o meno a destinazione
•Protocollo connesso:prevede la conferma
dell'invio di un messaggio, la
ritrasmissione in caso di errore e la
ricomposizione dell'ordine dei pacchetti
(solo destinatario)
Modello ISO-OSI
• Problema complesso che in passato è
stato alla base delle maggiori
incompatibilità tra i vari sistemi
(differenze legate all'hardware)
• Il modello OSI (Open system
interconnection), diventato parte degli
standard ISO
scompone la
gestione della rete in livelli, o
strati (layer)
• Non definisce uno standard tecnologico,
ma un riferimento comune ai concetti
che riguardano le reti.
(international Standard Organization),
Modello ISO-OSI
Livello
7
6
5
4
Definizione
Descrizione
Applicazione
Interfaccia di comunicazione con i programmi
(Application program interface).
Presentazione
Formattazione e trasformazione dei dati a vario
titolo, compresa la cifratura e decifratura.
Sessione
Instaurazione, mantenimento e conclusione delle
sessioni di comunicazione.
Trasporto
3
Rete
Invio e ricezione di dati in modo da controllare
e, possibilmente, correggere gli errori.
Definizione dei pacchetti, dell'indirizzamento e
dell'instradamento in modo astratto rispetto al
tipo fisico di comunicazione.
2
1
Collegamento dati
Definizione delle trame (frame) e
dell'indirizzamento in funzione del tipo fisico di
comunicazione.
Fisico
Trasmissione dei dati lungo il supporto fisico di
comunicazione.
Livello 1 - Fisico
•Per avere connessione tra nodi, è
necessario un supporto fisico, composto
solitamente da un cavo e da interfacce di
comunicazione.
•La connessione tipica in una rete locale
è implementata utilizzando hardware
Ethernet.
•I cavi e le schede Ethernet appartengono
a questo primo livello.
Livello 2 – Trasporto (Dati)
•Nell'hardware Ethernet, ogni scheda ha
un proprio indirizzo univoco (MAC address
stabilito dal fabbricante) composto da
48 bit e rappresentato solitamente in
forma esadecimale
00:A0:24:77:49:97
Livello 3 - Rete
•Protocollo per comunicare
indipendentemente dal supporto fisico
utilizzato, astraendo il modo di inviare
blocchi di dati, l'indirizzamento di
questi e il loro instradamento.
•Per quanto riguarda il TCP/IP, il
livello del protocollo IP si occupa di
questo compito.
•Se un pacchetto è più grande della
dimensione massima trasmissibile in un
tipo di rete fisica utilizzata, viene
scomposto in segmenti più piccoli e
ricombinati correttamente alla
destinazione.
Livello 4 - Trasporto
•Protocolli di comunicazione che si
occupano di correggere gli errori e di
prevenire intasamenti della rete.
•TCP (Transmission control
protocol):scomposizione e ricomposizione dei dati;
verifica e riordino dei dati all'arrivo;
ritrasmissione dei pacchetti perduti o errati;
ricomposizione dei dati finali.
•UDP (User datagram protocol):protocollo
non
connesso, non esegue alcun controllo(DNS).
•Percorso di un pacchetto:
origine (numero IP e porta)
destinazione (numero IP e porta relativa)
Livello 5 - Sessione
•Servizi di rete (file system sharing,
email, FTP, ecc.) con proprio protocollo,
porte di servizio e meccanismo di
trasporto
•Utilizzo consigliato delle stesse porte
e stessi tipi di trasporto per i nodi che
intendono comunicare
• servizio www (HTTP):
porta 80 per comunicare
protocollo di trasporto TCP
•Comunicazione livello 5 -> sessione.
(apertura o termine di sessione)
Livello 6 - Presentazione
•Librerie (funzioni) in grado di gestire
eventuali conversioni dei dati tra la
sessione di comunicazione e il livello
successivo.
•Uniformità dei dati inviati dal livello
precedente, indipendentemente dalle
caratteristiche fisiche delle macchine
che li elaborano.
Livello 7 - Applicazione
•Utilizzazione delle risorse di rete.
• All’utente risultano del tutto
trasparenti i livelli precedenti
Modello ISO-OSI abbinato al TCP/IP
Livello
ISO-OSI
TCP(IP
7
Applicazione
6
Presentazione
5
Sessione
Applicazione con il suo
protocollo
(FTP, HTTP, SMTP,
Telnet, …)
Protocolli TCP, UDP e
4
Trasporto
ICMP
3
Rete
Protocollo IP
2
Collegamento dati
1
Fisico
Protocollo della rete
fisica
Protocollo TCP/IP
•Rappresenta un sistema di protocolli di
comunicazione basati su IP
•Normalmente utilizzato negli ambienti
Unix
•Il protocollo IP si colloca al terzo
livello ISO-OSI
•TCP si colloca al di sopra di questo e
utilizza IP al livello inferiore
IPV4
•Implementa una comunicazione
indipendente dal supporto fisico
utilizzato, astraendo il modo di inviare
blocchi di dati, l'indirizzamento di
questi e il loro instradamento
•Implementa una rete formata da nodi
(host) identificati tramite un indirizzo
•L’indirizzo è una sequenza di 32 bit,
suddivisi in quattro gruppi di 8 bit,
separati da un punto, in base 10
(Notazione Decimale Puntata)
IPV4
00000001.00000010.00000011.00000100
1.2.3.4
•Un indirizzo è formato da due parti:
l'indirizzo di rete e l'indirizzo del
nodo particolare
•La prima parte del numero (prefisso)
definisce la zona (distretto telefonico)
•La seconda parte identifica
l'apparecchio telefonico specifico di
quella zona
Indirizzo di rete e broadcast
00000001.00000010.00000011.00000000
Indirizzo di rete
00000001.00000010.00000011.11111111
Indirizzo di broadcast
00000001.00000010.00000011.00000100
Indirizzo di rete
nodo(host)
Maschera di rete
•Meccanismo utilizzato per distinguere la
parte dell'indirizzo che identifica la
rete
•E’un indirizzo abbinato all'indirizzo da
analizzare con l'operatore booleano AND,
per filtrare la parte di bit che
interessano
Maschera di rete
00000001.00000010.00000011.00000100 nodo
11111111.11111111.11111111.00000000 maschera di rete
00000001.00000010.00000011.00000000 indirizzo di rete
1.
2.
3.
4
255.255.255. 0
1.
2.
3.
0
nodo
netmask
rete
Classi di indirizzi
Classe A
Primo bit a zero, 7 bit per l'indirizzo di rete, 24 bit
per i nodi.
(127r 16.777.214h)
0rrrrrrr.hhhhhhhh.hhhhhhhh.hhhhhhhh
Appartengono a questa classe gli indirizzi compresi tra
1.___.___.___ e 126.___.___.___.
Classe B
Primo bit a uno e il secondo a zero, 14 bit per
l'indirizzo di rete, 16 bit per i nodi.
(16.384r 65.534h)
10rrrrrr.rrrrrrrr.hhhhhhhh.hhhhhhhh
Appartengono a questa classe gli indirizzi compresi tra
128.1.___.___ e 191.254.___.___.
Classe C
Primo e il secondo bit a uno, terzo bit a zero, 21 bit per
l'indirizzo di rete, 8 bit per i nodi.
(2.097.152r 254h)
110rrrrr.rrrrrrrr.rrrrrrrr.hhhhhhhh
Appartengono a questa classe gli indirizzi compresi tra
192.0.1.___ e 223.255.254.___.
Indirizzi speciali
Classe D
appartengono a questa classe gli indirizzi compresi
tra 224.___.___.___ e 239.___.___.___.
Classe E
Appartengono a questa classe gli indirizzi compresi
tra 240.___.___.___ e 247.___.___.___.
127.*.*.* indirizzi che identificano una rete
virtuale interna al nodo stesso
All'indirizzo 127.0.0.1 corrisponde una interfaccia
immaginaria
Ogni nodo utilizza questo indirizzo per riferirsi a
se stesso e non “disturbare” la rete
Indirizzi riservati per reti
private
•Permettono di rendere inaccessibili i nodi
della propria rete locale alla rete globale
Internet
•Si possono utilizzare questi indirizzi per
configurare una rete locale
classe A -> da 10.0.0.0 a 10.255.255.255
classe B -> da 172.16.0.0 a 172.31.255.255
classe C -> da 192.168.0.0 a 192.168.255.255
Configurazione step1
• Windows:
Risorse di rete ->
Proprietà ->
Connessione alla rete
locale (LAN)
• Linux:
DrakeConf, YAST,
ifconfig
• Il PC così
configurato accede ad
Internet (modem)
Configurazione step2
• Installare, se non
presente, il
protocollo TCP/IP
• Modificare la
configurazione IP
tramite Proprietà
Configurazione step3
• Inserire l’indirizzo
IP
• Compilare la
SubnetMask
• Impostare il Gateway
• Specificare uno, o
più, server DNS
Configurazione dei clients
Ripetere la procedura modificando:
•Indirizzo IP
•Gateway -> utilizzare indirizzo IP
del PC collegato ad Internet
•Server DNS -> utilizzare un indirizzo
IP fornito dall’ISP o indirizzo IP del
PC collegato ad Internet
Strumenti per la dignostica
•Ifconfig /all -> visualizza le
informazioni relative alla scheda
•Ping x.x.x.x -> permette di inviare una
richiesta di eco a un indirizzo,
utilizzando il protocollo ICMP
•Tracert -> visualizza il percorso
utilizzato effettivamente dai
pacchetti per raggiungere una
destinazione
•Browser
Configurazione Router ADSL
•Interfaccia Telnet o Web
•Indirizzo IP (statico se fornito
dall’ISP)
•Gateway -> utilizzare indirizzo IP
assegnato precedentemente
•Server DNS -> utilizzare un indirizzo
IP fornito dall’ISP o dal NIC (Network
Information Center)
•Funzionalità NAT e firewalling
NAT
•Network address translation, tecnica con la quale
sostituire gli indirizzi IP reali con altri
indirizzi.
•NAT è un metodo che consente alle macchine di una
rete privata di comunincare con le altre macchine
su internet.
•Possibilità di riutilizzare dinamicamente gli
indirizzi IP riservati alle reti private,
permettendo ugualmente a tali reti di accedere
all'esterno, pur non essendo questi univoci a
livello globale.
•Possibilità di gestire un numero ristretto di
indirizzi IP univoci, da abbinare dinamicamente a
degli indirizzi IP locali privati.
•NAT è eseguito sul router che collega la rete
privata alla rete pubblica (internet), rimpiazza la
coppia indirizzo IP , porta in un altra coppia
indirizzo IP , porta .
NAT
NAT (Accenni)
In base alle
richieste
provenienti dalla
rete interna, è
possibile abbinare
temporaneamente un
indirizzo IP univoco
a un indirizzo IP
privato interno.
Webografia
http://www.informaticalibera.it/a2/HTML/
http://www.linux-ip.net
http://tlpd.org/HOWTO/Net-HOWTO/