MODULO 20 - Introduzione al TCP/IP

Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
Macerata, 15 dicembre 2015
Introduzione al TCP/IP
INSEGNAMENTO DI INFORMATICA – A.A. 2015-16
Francesco Ciclosi
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
Da ISO/OSI a TCP/IP
 Il modello di riferimento ISO/OSI è stato
universalmente adottato come modo di organizzare
le architetture dei protocolli
 Ma sia il protocollo Network che il Transport di
ISO/OSI non hanno avuto successo
 Ciò deriva dalla diffusione di Internet e del «suo»
protocollo, il Transmission Control Protocol / Internet
Protocol (TCP/IP), anch’esso sviluppato negli anni
’70 su iniziativa della Defense Advanced Research
Projects Agency (DARPA)
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CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
ISO/OSI vs TCP/IP (1/2)
 TCP è un protocollo che supporta lo strato di
Trasporto e IP è il protocollo che supporta lo
strato di Rete
 Sono incompatibili e in concorrenza con
quelli di ISO/OSI
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CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
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ISO/OSI vs TCP/IP (2/2)
 TCP/IP non si occupa dei protocolli degli
strati Data Link e Fisico che possono essere
progettati usando le regole di ISO/OSI
 TCP/IP non usa gli strati di sessione e
presentazione ma si interfaccia direttamente
con l’applicazione
 Il modello ISO/OSI rimane un’architettura di
riferimento soprattutto per gli strati 1 e 2
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CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
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L’architettura dello stack TCP/IP
Suite di protocolli TCP/IP
Application
HTTP
Transport
Internet
Network Interface
FTP
SMTP
TCP
ARP
Ethernet
IPv4
DNS
IMAP
SNMP
UDP
IGMP
IPv6
ICMP
Token
Ring
Frame
Relay
ATM
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OSI
TCP/IP
Suite di protocolli TCP/IP
SNMP
IMAP
DNS
SMTP
Application
FTP
Presentation
HTTP
TCP/IP e modello
ISO/OSI
Application
Session
Transport
Transport
Network
Internet
TCP
ARP
IPv4
UDP
IGMP
ICMP
IPv6
Data-Link
Network
Interface
Ethernet
Token
Ring
Frame
Relay
ATM
Physical
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Funzionamento di TCP/IP (1/2)
 I dati che il livello Trasporto riceve dal livello
Applicazione vengono frammentati in pacchetti
al fine di ottimizzarne il trattamento
 TCP aggiunge a ogni pacchetto una serie di
informazioni che lo caratterizzano in maniera
inequivocabile
• Es: il numero d’ordine nella sequenza di cui il
pacchetto fa parte
• Es: i codici di controllo (checksum) che verificano se
la trasmissione è avvenuta correttamente
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Funzionamento di TCP/IP (2/2)
 Il pacchetto viene quindi passato al livello Rete
dove IP si fa carico di instradare i pacchetti
nella maniera più opportuna verso l’host di
destinazione
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CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
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I protocolli del livello di trasporto
TCP:
 Orientato alla connessione (connection oriented)
 Affidabile (reliable)
UDP:
 Senza connessione (connectionless)
 Inaffidabile (unreliable)
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I principali protocolli del livello applicazione
Alcuni protocolli del livello applicazione sono:
•
•
•
•
•
•
•
HTTP/HTTPS
FTP
RDP
SMB
SMTP
POP3
IMAP
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Le RFC
Una RFC (Request for Comments) è la descrizione di una
funzionalità di rete
Una RFC non è mai modificata, bensì rimpiazzata da una nuova RFC
Status levels:
•Required
Maturity levels:
•Recommended
•Draft standard
•Elective
•Internet standard
•Proposed standard
•Limited use
•Not recommended
Il processo di approvazione è
descritto dalla RFC2026
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Le componenti di un indirizzo IP
IP Address
192.168.2.180
IP Address
192.168.2.181
IP Address
192.168.2.182
IP Address
192.168.1.181
IP Address
192.168.1.180
IP Address
192.168.1.182
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Indirizzi IP
da: 192.112.36.5
a: 128.174.5.6
DATI
Pacchetto IP
 Gli indirizzi sono costituiti da 4 numeri separati da un
punto e debbono essere univoci
 Ogni numero può assumere valori da 0 a 255
 La prima parte rappresenta la parte rete dell’indirizzo
 La seconda parte rappresenta l’indirizzo del computer nella
rete
193.204.8.30 web.unicam.it
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CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
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Indirizzi di rete
Classe
Primo
Numero
Indirizzo
Max
host
Esempio
A
Rete.Host.Host.Host
1-126
254 x 254 x
254 =
16.387.064
B
Rete.Rete.Host.Host
128-191
254 x 254 =
64.516
129.7.34.75
C
Rete.Rete.Rete.Host
192-223
254
193.204.8.30
8.8.8.8
 Esistono altre due classi (D e E) usate per le
trasmissioni Multicast e per fini speciali
 Il numero di host è pari a 2n - 1
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Cos’è una subnet mask?
IP address
Subnet mask
Network ID
192
168
10
43
z
w
x
y
255
255
255
w
x
192
168
w
x
0
y
10
y
z
0
z
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Cos’è un gateway di default ?
Il gateway di default:
•Viene utilizzato per instradare i pacchetti verso
altre reti
•Viene utilizzato quando la tabella di routing interna
sull’host non ha informazioni sulla subnet di
destinazione
Spesso il protocollo DHCP è utilizzato per fornire automaticamente al
client l’indirizzo IP relativo al gateway predefinito
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Cos’è il DNS?
 Il DNS viene utilizzato per:
• Risolvere i nomi host in indirizzi IP
• Risolvere gli indirizzi IP in nomi host
• Individuare i server di posta durante la consegna
delle e-mail
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I record e le zone del DNS (1/2)
 Una zona DNS è una specifica porzione dello
spazio dei nomi DNS che può contenere i
record DNS
 I record nelle zone di ricerca diretta (forward
lookup zones) includono:
•
•
•
•
A (risolvono gli host name in indirizzi IP)
SRV (localizzano i servizi disponibili)
MX (localizzano i server di posta)
CNAME (definiscono alias per i record di tipo A)
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I record e le zone del DNS (2/2)
 I record nelle zone di ricerca inversa (reverse
lookup zones) includono:
• PTR (risolvono gli indirizzi IP in host name)
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La risoluzione dei nomi DNS
Server DNS unimc.it
Server DNS .it
Qual’è l’indirizzo IP
di www.unimc.it?
Server DNS Root
Server DNS locale
54.72.52.58
Workstation
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Cos’è il DHCP?
Client Non-DHCP
Client DHCP
Indirizzo IP 1
Indirizzo IP 2
Indirizzo IP 1
Indirizzo IP 2
Indirizzo IP 3
.
.
Client DHCP
Indirizzo IP n
Server DHCP
Database DHCP
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Il rinnovo (renewal) degli indirizzi DHCP
1
DHCPREQUEST (Unicast)
Server DHCP
Server DHCP che
detiene il lease
Server
Non-DHCP
1
2
Client DHCP
2
3
DHCPREQUEST (Broadcast)
3
Server DHCP
DHCPACK
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Le opzioni di configurazione del DHCP
 Le opzioni di configurazione del DHCP includono:
•
•
•
•
•
•
•
Gli indirizzi IP di inizio e di fine
La maschera di sottorete
La durata del lease
Il router
Il server DNS
Le esclusioni (exclusion)
Le prenotazioni (reservation)
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Automatic private IP addressing (APIPA)
 Viene utilizzato quando non si può contattare
un server DHCP
 Assegna gli indirizzi IP della rete 169.254.0.0/16
 Non è idoneo per un uso aziendale
 Non può essere utilizzato in presenza di:
• Connettività Internet
• Subnet multiple
• Server DNS
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Uso del tool IPConfig (windows)
Opzione
/all
Descrizione
Mostra tutte le informazioni di configurazione degli
indirizzi IP
/release
Rilascia un lease di indirizzo IPv4
/renew
Rinnova un lease di indirizzo IPv4
/flushdns
Elimina la cache del resolver DNS
/registerdns
/displaydns
Rinfresca il lease DHCP e registra nuovamente i
nomi DNS
Mostra il contenuto della cache del resolver DNS
È utilizzato per visualizzare le informazioni di configurazione IP e
controllare la cache del resolver DNS
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Uso del tool NETStat (windows)
Opzione
Descrizione
-a
Visualizza tutte le connessioni e le porte in ascolto
-b
Consente di visualizzare il file eseguibile coinvolto nella
creazione di ogni connessione e porta di ascolto
-e
Visualizza le statistiche Ethernet
-r
Visualizza la tabella di routing
-s
Visualizza le statistiche dello stack
È usato per visualizzare le statistiche del protocollo TCP/IP e le attuali
connessioni di rete
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