Reti, Protocolli e Indirizzi DIMENSIONE della RETE Arpanet e

Premessa…
Premessa…breve
Lo sviluppo delle telecomunicazioni ha avuto
due fattori determinanti :
L’esistenza di una rete esistente (quella
telefonica)
La disponibilita’ di HW e SW adeguati
Reti, Protocolli e Indirizzi
DIMENSIONE della RETE
“Rete” di terminali stupidi ( interno ad un
centro di calcolo)
“Rete” interna collegata attraverso il
centralino telefonico (PBX e PABX)
WAN : wide area network (modem ->
Internet)
LAN : local area network ( stessa tecnologia
di Internet – No suolo pubblico)
MAN : metropolitan area network (
intermedia; strutture proprietarie delle
municipalizzate, ad es. AEM a Milano)
Topologia di rete
Come i calcolatori sono fra loro collegati
Si rappresenta come un grafo anche orientato (nodi =
host; archi=canali)
BUS : Tutti sono collegati sulla stessa linea: sono
necessari terminatori per eliminare disturbi
Arpanet e Internetworking
Arpanet : Prima rete WAN -> DORSALI
Nodi commutazione
Algoritmi di routing
Host : computer che offrono servizi
Protocolli di comunicazione
Internetworking : connessioni di più reti
private (proprietarie)
Router
Protocollo TCP/IP (regole legate al trasporto delle
informazioni e alla gestione della rete)
Topologia a Stella
Presenza di apparati
“concentratori” delle
linee ( Hub – Switch
– Router )
1
Topologia ad anello
Tutti hanno due
collegamenti
La più famosa:
Token Ring
Topologia ibrida
Topologia a maglia
Connessione di più topologie
parziali)
Cablaggi di rete
Insieme delle tecnologie necessarie per
la costruzione fisica di una rete
Cavi e Connettori
COAX
Twisted Pair
Simplex a 10-100
Mbps
Connettori BNC e
TBNC
Thin (~150mt) e
Thick (~500mt)
Reti locali a bus e
dorsali
Duplex
Fino a 100 mt
UTP e STP
Lan anche 1 Gbps
Cavi diretti o
incrociati
Connettori RJ-45
Strumento
Wireless
Onde radio o infrarossi
Non è tutto wireless : compatibilità con la
rete fissa a cui ci si riferisce
Può essere completa
(tutti collegati fra loro) o
incompleta (connessioni
Sorgente dell’
Informazione
Trasmettitore
Telegrafia
Testo
Telefono
Fiber Optic
Cable
Simplex; <=10Gbps
No interferenze
elettriche
Fino a 10 km
Dispositivi “costosi”
Trasformazione del
segnale
Canale fisico
Ricevitore
Utente dell’
Informazione
Codificatore
Morse
Linea (segnale
elettrico)
Decodificator
e Morse
Testo
voce
Microfono
Centraline e
linee
telefoniche
Altoparlante
Voce
Radio
Voce / Musica
Microfono
Trasmettitore
Radio
Onde radio
Antenna
Circuito di
codifica
Voce / Musica
Comunicazioni
cellulari
voce
Microfono
Antenne
Ponte Radio
Altoparlante
Voce
Televisione
Immagini e
suono
Telecamera
Antenna
Antenne
Ponte Radio
Antenna
Circuito di
codifica
Schermo
Immagini e
suono
2
Comunicazione Punto-Punto
Nasce il problema del protocollo
(regole condivise)
A livello hardware : come si trasmette sul
canale fisico, con quali interfacce, con quale
tecnologia
A livello logico : come i bit trasmessi vanno
interpretati, quali bit di controllo, quale
sincronizzazione (handshake)
ISO / OSI
Applicazione
Application
Layer
Commutazione
Come si fa a garantire una connessione di questo
tipo su un canale che è condiviso?
Il canale di trasmissione è limitato mentre il
traffico è potenzialmente illimitato
Commutazione di circuito
(rete telefonica analogica -> circuito fisico
Identificazione del destinatario = numero di telefono)
Commutazione di pacchetto
(maglia di nodi con tabelle per il routing
Identificazione del destinatario = indirizzo)
Application
Layer
HTTP - FTP - SMTP – Telnet
Presentazione
HTTP - FTP - SMTP – Telnet
Sessione
Trasport Layer
Network Layer
Rete
IP –ARP – ICMP - IGMP
Network
Interface Layer
Ethernet – ATM – Token Ring
– FDDI – X.25 – Frame Relay
Application
Layer
HTTP - FTP - SMTP – Telnet
Trasport Layer
TCP - UDP
TCP - UDP
Network Layer
Fisico
Ethernet – ATM – Token Ring
– FDDI – X.25 – Frame Relay
Si occupa di :
• Indirizzamento
Application
Layer
HTTP - FTP - SMTP – Telnet
• Connessioni di diversi tipi di rete
Definire il mezzo trasmissivo
Comunicazione orientata al bit, al byte, al
frame (definizione)
•
Controllo e rilevazione dell’errore
•
Metodi di controllo dell’accesso
Regole per la realizzazione
di una Reti privata (LAN)
Garanzia dello scambio dei dati senza
errori fra calcolatori di reti omogenee
ed eterogenee
Trasport Layer
TCP - UDP
Si occupa di :
• Connessione Best-Try (senza
• Instradamento
Network Layer
•
IP –ARP – ICMP - IGMP
Network
Interface Layer
Comunicazione tra calcolatori in reti
omogenee ed eterogenee
Si occupa di :
•
Data Link
Regole per la realizzazione
di una Reti privata (LAN)
2. Trasmissione dei dati ed accesso al
canale fisico tra calcolatori
Trasport Layer
Trasporto
TCP - UDP
Livello fisico della rete
1. Progetto e costruzione hardware della
rete
Network Layer
IP –ARP – ICMP - IGMP
IP –ARP – ICMP - IGMP
Network
Interface Layer
Network
Interface Layer
Ethernet – ATM – Token Ring
– FDDI – X.25 – Frame Relay
Ethernet – ATM – Token Ring
– FDDI – X.25 – Frame Relay
connessione)
• Fornire più servizi
• Realizzare una macchina a stati di
protocollo
• Controllo del traffico
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Application
Layer
HTTP - FTP - SMTP – Telnet
Regole per
l’implementazione dei
servizi
Comunicazione fra applicazioni in
calcolatori di reti diverse
best-effort per trasportare
Trasport Layer
TCP - UDP
dei datagrammi IP.
Si occupa di :
• Creare connessioni remote
Network Layer
IP –ARP – ICMP - IGMP
Network
Interface Layer
Ethernet – ATM – Token Ring
– FDDI – X.25 – Frame Relay
definizioni
• Creare sessioni di lavoro per le
transazioni sulla rete
• Garantire una semantica condivisa fra i
messaggi delle applicazioni
informazioni
-> data stream
-> frammentazione a livello
di rete.
• Realizzare applicazioni distribuite
Cosa fornisce o non fornisce
Il protocollo IP fornisce i seguenti servizi:
trasmissione di un datagram host-to-host (indirizzamento);
funzioni di routing;
frammentazione e riassemblaggio dei datagram.
Formato del pacchetto
intestazione
frammentazione
Best effort
Il protocollo non fornisce:
controllo di flusso ( = controllo del traffico per evitare congestioni
sulla rete);
controllo d'errore ( = riconoscimento ed al recupero di errori di
trasmissione sui bit dei dati);
controllo di sequenza ( = tecnica volta a far si che i dati vengano
ricevuti nello stesso ordine in cui sono stati trasmessi).
Mittente e
destinatario
Servizi aggiuntivi
ed allineamento
Informazioni
DOMANDA: Dimensione totale ?
Formato dell’indirizzo
Classi di Indirizzo
indirizzo di 32 bit (quattro byte ) : valori decimali di ciascun byte,
separati dal carattere punto
Indirizzo IP = Indirizzo di rete (Net-Id)-Indirizzo di host (Host-Id)
Sono le interfacce ad avere un indirizzo IP NON gli host (identifica la
connessione di un host alla relativa rete )
DOMANDA: Quanti host in una rete ?
Sono univoci a livello mondiale
4
Partizionamento dello spazio degli indirizzi
Indirizzi privati
Non-Internet Routable IP Address Schemes
Classe
Indirizzi particolari
Indirizzi riservati Indica …
Serve per …
0.0.0.0
This host
Il PC
127.x.x.x
Loopback
Debug del protocollo TCP/IP
[127.0.0.1]
255.255.255.255
Broadcast
rete locale
Msg a tutti gli host della rete
locale
Byte Host-Id a 1
Broadcast
rete remota
Msg a tutti gli host della rete
remota
Subnetting
Suddivisione di un Rete di classe A, B o C in sottoreti piu’ piccole
Network Address Range
A
da 10.0.0.0 a 10.255.255.255 (10.0.0.0/8)
B
da 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (172.16.0.0/12)
C
da 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (192.168.0.0/16)
terzo livello gerarchico (netid + subnetid + hostid)
risolto il problema della crescita delle tabelle di routing
ad ogni rete logica corrisponde una stessa rete fisica
Netmask
Netmask/2
Contiene bit a uno in corrispondenza dei campi network e subnet, e a
zero in corrispondenza del campo host
IP 193.205.102.36
DOMANDA: Quanti host nella sotto-rete ?
Riconoscimento di appartenenza alla stessa sottorete
Tutti i router di Internet instradano in base all'indirizzo di Network
(193.205.102) di classe C.
Il router responsabile di questa rete procede con l'ulteriore
instradamento verso le Subnet in base all'esame degli ulteriori 5 bit
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ARP e RARP
ARP e RARP/2
Ricerca IP destinazione
Traduzione degli indirizzi IP in indirizzi fisici.
Invio dei pacchetti
Host
Host
Modulo ARP
NON C’
C’E’ !
Risponde con il
Address
RichiestaMAC
Broadcast
Modulo ARP
Ricerca IP
destinazione
MAC trovato
Cache ARP
Cache ARP
Sono IO!
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