Fondamenti di Networking
Iarno Pagliani
Cisco Certified Security Professional
RSA SecureID Systems Engineer
[email protected]
Site: www.homeworks.it
Agenda

Il modello OSI e TCP/IP

Cablaggio e tecnologie Ethernet

Tipologie di rete

Fondamenti di Switching e Routing

Indirizzamento IP e subnet mask

Protocolli principali

Laboratorio
Il modello OSI e TCP/IP
Il modello OSI e TCP/IP
Open Systems Interconnection (meglio
conosciuto come Modello ISO/OSI) è uno
standard stabilito nel 1978
dall'International Organization for
Standardization, il principale ente di
standardizzazione internazionale, (ISO),
che stabilisce una pila di protocolli in 7
livelli.
Il modello OSI e TCP/IP
Un modello standard di riferimento per
l'interconnessione di sistemi aperti.
Il modello ISO/OSI è costituito da una
pila (o stack) di protocolli attraverso i
quali viene ridotta la complessità
implementativa di un sistema di
comunicazione per il networking.
Il modello OSI e TCP/IP
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


Riduce la complessità dividendo la
comunicazione in parti più piccole e semplici.
Standardizza le comunicazioni fra hardware e
software differenti.
Permette l’interoperabilità di apparecchiature
di produttori diversi.
Sviluppo tecnologico più veloce, isolando i
cambiamenti a un livello alla volta.
Il modello OSI e TCP/IP
Livello 7: applicazione
Obiettivo: interfacciare utente e macchina.
es. Telnet, HTTP
Livello 6: presentazione
Obiettivo:
trasformare i dati forniti dalle applicazioni in
un formato standardizzato e offrire servizi di
comunicazione comuni, come la crittografia, la
compressione del testo e la riformattazione.
es. JPEG,ASCII
Livello 5: sessione
Obiettivo:
controllare la comunicazione tra applicazioni.
Stabilire, mantenere e terminare connessioni
(sessioni) tra applicazioni cooperanti.
es. Sistema Operativo
Livello 4: trasporto
(messaggio)
Obiettivo:
permettere un trasferimento di dati
trasparente e affidabile (implementando anche
un controllo degli errori e delle perdite) tra due
host.
es. TCP, UDP, SPX
Livello 3: rete
(pacchetto)
Obiettivo:
rende i livelli superiori indipendenti dai
meccanismi e dalle tecnologie di trasmissione
usate per la connessione. Si occupa di stabilire,
mantenere e terminare una connessione.
es. IP, IPX
Livello 2: datalink
(trama)
Obiettivo:
permettere il trasferimento affidabile di dati
attraverso il livello fisico. Invia trame di dati con
la necessaria sincronizzazione ed effettua un
controllo degli errori e delle perdite di segnale.
es. 802.3/802.2, HDLS
Livello 1: fisico
Obiettivo:
trasmettere un flusso di dati non strutturati
attraverso un collegamento fisico, occupandosi
della forma e del voltaggio del segnale. Ha a che
fare con le procedure meccaniche e elettroniche
necessarie a stabilire, mantenere e disattivare
un collegamento fisico.
es. EIA/TIA-232, V.35
Il modello OSI e TCP/IP
Il modello OSI e TCP/IP
Il modello OSI e TCP/IP
La suite di protocolli Internet è un insieme di
protocolli di rete che implementa la pila di
protocolli su cui funziona Internet.
É chiamata suite di protocolli TCP/IP, in
funzione dei due più importanti protocolli in essa
definiti: il Transmission Control Protocol (TCP) e
l'Internet Protocol (IP).
Il modello OSI e TCP/IP
La differenza sostanziale fra TCP/IP e ISO/OSI
consiste nel fatto che nel TCP/IP il layer
applicativo è esterno alla pila di protocolli.
I layer sono dunque solo 5 (applicazione,
trasporto, rete, data-link, fisico) e i livelli
sessione, presentazione sono assenti perché
implementati (eventualmente) altrove.
Il modello OSI e TCP/IP
Suite di protocolli Internet
Livello applicazioni:
HTTP, SMTP, POP3, IMAP, FTP, DNS SSH, IRC, SNMP, SIP, RTSP,
Rsync, Telnet, HSRP, BitTorrent, RTP,...
Livello di trasporto:
TCP, UDP, SCTP, DCCP ...
Livello di internetworking:
IPv4, IPv6, DHCP, ICMP, BGP, OSPF, RIP, Ipsec...
Livello di collegamento:
Ethernet, WiFi, PPP, Token ring, ARP, ATM, FDDI, LLC, SLIP ...
Livello fisico:
Doppino, Fibra ottica, Cavo coassiale, WiFi ...
Cablaggio e tecnologie Ethernet
Il Cablaggio è costituito dagli impianti
fisici
Le caratteristiche elettriche e le
lunghezze dei cavi e dei connettori
impiegati influenzano le tipologie di reti
locali realizzabili
Cablaggio e tecnologie Ethernet
Cavi Rame: UTP/STP (connettori RJ-45)
è utilizzato in particolare per il cablaggio
delle reti locali secondo gli standard
Ethernet / IEEE 802.3
Le fibre ottiche: monomodali diametro
del core 8 µm e 10 µm e multimodali
diametro del core di 50 µm o 62.5 µm
Cablaggio e tecnologie Ethernet
Cablaggio e tecnologie Ethernet
Lo standard Institute of Electrical and
Electronics Engineers 802.3 descrive:
Una tecnologia per reti locali (LAN)
occupa il livello fisico e la parte inferiore del
livello datalink LLC (Logical Link Control) e MAC
(Media Access Control).
LLC è comune a tutti gli standard della
famiglia IEEE 802, mentre il sottolivello MAC è
più strettamente legato al livello fisico
Cablaggio e tecnologie Ethernet
Cablaggio e tecnologie Ethernet
Le caratteristiche di 802.3 sono ben riassunte
nell'acronimo CSMA/CD:
Carrier Sense: ogni stazione sulla rete locale
ascolta continuamente il mezzo trasmissivo;
 Multiple Access: il mezzo trasmissivo è
condiviso da ogni stazione;
 Collision Detection: le stazioni sono in grado
di rilevare la presenza di collisioni dovute alla
trasmissione simultanea, e reagire di
conseguenza.

Cablaggio e tecnologie Ethernet
802.3 prevede esclusivamente trasmissioni
via cavo in banda base; a velocità di 10, 100 e
1000 Mbps, su cavi coassiali, doppini intrecciati
(schermati e non) e fibre ottiche.
Acronimi usati per le varie implementazioni
del livello fisico, tutti del tipo <N>Base<A>, ad
esempio: 100Base-TX (Fast Ethernet); 100BaseFX; 1000Base-SX; 1000Base-LX; 1000Base-T
Cablaggio e tecnologie Ethernet
IEEE
 IEEE
 IEEE
 IEEE
 IEEE
 IEEE
 IEEE
 IEEE
 IEEE
 IEEE

802.1 Higher layer LAN protocols
802.2 Logical link control
802.3 Ethernet
802.4 Token bus (dismesso)
802.5 Token Ring
802.11 Wireless local area network
802.13 (non utilizzato)
802.14 Cable modem (dismesso)
802.15 Wireless personal area network
802.16 WiMAX
Cablaggio e tecnologie Ethernet
Ethernet attualmente è il sistema LAN più
diffuso per diverse ragioni:
È nata molto presto e si è diffusa
velocemente per cui l'uscita di nuove
tecnologie come FDDI ed ATM hanno trovato il
campo occupato.
 Rispetto ai sistemi concorrenti è più
economica e facile da usare.
 Funziona bene e genera pochi problemi.
 È adeguata all'utilizzo con TCP/IP.

Tipologie di rete
LAN: local area network, in italiano rete
locale.
WAN: (wide area network) è una rete
geografica
MAN: rete metropolitan area network
WLAN: wireless local area network, indica
una “rete locale senza fili” che sfrutta la
tecnologia wireless
PAN:Personal Area Network
Tipologie di rete
Rete
 Rete
 Rete
 Rete
 Rete
 Rete

a stella o stella estesa
a bus
ad anello o token ring
mesh
full-mesh
hub and spoke
Tipologie di rete
Fondamenti di Switching e Routing
Fondamenti di Switching e Routing
BRIDGE e SWITCH: dispositivo di rete che
si colloca al livello datalink del modello
ISO/OSI. In grado di individuare l'indirizzo
del nodo mittente e del nodo destinatario.
Il comportamento del bridge è simile a
quello dello switch, ma il suo ruolo
nell'architettura di una rete è analogo ...
Fondamenti di Switching e Routing
... a quello del repeater introdotto per
ridurre le collisioni. In aggiunta:
maggiore espandibilità in termini di
numero di porte performance migliori
funzionalità (Spanning Tree, LAN virtuali
(VLANs), QoS (Quality of Service))
Fondamenti di Switching e Routing
Esistono tre tipologie di instradamento
che possono essere utilizzate da uno
switch:
cut-through
 store-and-forward
 fragment-free (64bytes)

Fondamenti di Switching e Routing
Indirizzo MAC viene detto anche
indirizzo fisico o indirizzo ethernet o
indirizzo LAN, ed è un codice di 48 bit (6
byte) assegnato in modo univoco ad ogni
scheda di rete ethernet prodotta al
mondo: 00-50-FC-A0-67-2C
http://www.iana.org/assignments/ethernet-numbers
Fondamenti di Switching e Routing
Unicast: Indirizzi individuali legati alle NIC.
Broadcast: Identificano tutti gli indirizzi.
(FFFF.FFFF.FFFF)
Multicast: Identificano un gruppo di indirizzi.
(0100.5Exx.xxxx)
Fondamenti di Switching e Routing
Comunicazione a livello due
Fondamenti di Switching e Routing
I router operando a livello 3 non utilizzano
il MAC address ma l'indirizzo IP per cui
vanno configurati
Indirizzo IP è un numero che identifica
univocamente nell'ambito di una singola
rete i dispositivi collegati
Fondamenti di Switching e Routing
Comunicazione a Livello TRE
Indirizzamento IP e subnet mask
Le classi di indirizzi IP
Classe A: il primo byte rappresenta la rete, gli altri l'host;
[0-127].x.x.x. La maschera di rete è 255.0.0.0, o /8. Questi
indirizzi iniziano tutti con un bit a 0.
Classe B: i primi due byte rappresentano la rete, gli altri
l'host; [128-191].y.x.x (gli y sono parte dell'indirizzo di rete,
gli x dell'indirizzo di host). La maschera di rete è
255.255.0.0, o /16. Questi indirizzi iniziano con la sequenza
10
Classe C: i primi 3 byte rappresentano la rete, gli altri l'host;
[192-223].y.y.x. La maschera di rete è 255.255.255.0, o /24.
Questi indirizzi iniziano con la sequenza 110
Indirizzamento IP e subnet mask
Le classi di indirizzi IP
Classe D: riservata agli indirizzi multicast:
[224-239].x.x.x. Questi indirizzi cominciano con la
sequenza 1110. Non hanno maschera di rete, essendo
tutti e 32 i bit dell'indirizzo utilizzati per indicare un
gruppo, non un singolo host.
Classe E: riservata per usi futuri: [240-255].x.x.x.
Questi indirizzi cominciano con la sequenza 1111 e non
è definita una maschera di rete
Indirizzamento IP e subnet mask
Le classi di indirizzi IP privati
(RFC 1918)
10.0.0.0 –> 10.255.255.255
172.16.0.0 –> 172.31.255.255
192.168.0.0 -> 192.168.255.255
Indirizzamento IP e subnet mask
Le classi di indirizzi vari
Localhost Loopback Address:
127.0.0.0 – 127.255.255.255
Zeroconf:
169.254.0.0 – 169.254.255.255
Multicast:
224.0.0.0 - 239.255.255.255
Fondamenti di Switching e Routing
Protocolli principali TCP
Protocolli principali TCP
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Quando due computer utilizzano TCP devono innanzittutto
creare una sessione utilizzano la procedura handshaking a
tre vie per creare una sessione affidabile.Host A manda a
Host B un segmento TCP attivando il flag SYN
Host A indica che il campo Sequence number è valido e
che quindi deve essere letto
ISN Initial Sequence Number
Host B risponde a Host A con i flag SYN e ACK attivi.
Host B risonde indicando un proprio ISN e attiva l'ACK
indicando l'ISN+1 di Host A
Host A risponde a sua volta con il flag ACK.
Host A attiva l'ACK indicando l'ISN+1 di PC2
La comunicazione è stabilita e Host A può iniziare ad
inviare gli altri segmenti.
Protocolli principali TCP
CLIENT
SYN=1 ACK=0 SEQ-NUM=X
--------------------------------------> SERVER
SYN=1 ACK=1 SEQ-NUM=Y ACK-NUM=X+1
CLIENT <-------------------------------------CLIENT
SERVER
ACK=1 SEQ-NUM=X+1 ACK-NUM=Y+1
--------------------------------------> SERVER
SEQ-NUM=1000 ACK-NUM=5000 DATI=100 byte
CLIENT --------------------------------------> SERVER
SEQ-NUM=5000 ACK-NUM=1100 DATI=250 byte
CLIENT <-------------------------------------- SERVER
CLIENT
SEQ-NUM=1100 ACK-NUM=5250 DATI=150 byte
--------------------------------------> SERVER
CLIENT
SEQ-NUM=5250 ACK-NUM=1250 DATI=0 byte
<-------------------------------------- SERVER
Protocolli principali UDP
Protocolli principali ICMP
Il protocollo ICMP (Internet Control Message
Protocol) è un protocollo di servizio che si
preoccupa di trasmettere informazioni
riguardanti malfunzionamenti, informazioni di
controllo o messaggi tra i vari componenti di
una rete di calcolatori.
ICMP è incapsulato direttamente in IP, non è
quindi garantita la consegna a destinazione dei
pacchetti. Viene utilizzato da molti programmi,
tra cui ping e traceroute.
Protocolli principali ICMP
Protocolli principali ICMP
0 Echo reply
3 Destinazione irraggiungibile
4 Source quench
5 Redirect
6 Indirizzo host alternativo
8 Echo request
9 Router advertisement
10 Router selection
11 Richiesta scaduta
12 Errore nei parameteri
13 Timestamp request
14 Timestamp reply
15 Information Request
16 Information Reply
Protocolli principali
Applicazione
Protocollo Applicazione
Posta Elettronica
SMTP
Accesso Remoto
Telnet
TCP
Trasferimento File
FTP
Web
HTTP
TCP
Server file remoto
NFS
Telefonia Internet
proprietario
Gestione della rete
SNMP
Protocollo Routing
RIP
Risoluzione Nomi
DNS
Transport
TCP
TCP
tipicamente
tipicamente
tipicamente
tipicamente
tipicamente
UDP
UDP
UDP
UDP
UDP
RFC - Request For Comments
Definiscono gli “standard” di Internet e
vengono costantemente aggiornati
http://rfc.altervista.org/
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