Il protocollo IPv4 prof.: Alfio Lombardo

Problematiche inerenti all’interconnessione

• Armonizzazione dei servizi

• Gestione dimensioni massime di pacchetto

• Supporto QoS

• Compatibilita’ meccanismi di controllo di flusso e di congestione

• Compatibilita’ tra schemi di indirizzamento

NODO

NODO

NODO

NODO

CIRCUITO VIRTUALE

Protocolli di rete orientati alla connessione (virtual circuit switching)

DATAGRAM

Nodo

Nodo

Nodo

Nodo D

A

B

C

Protocolli di rete orientati al datagramma (datagram switching)

Servizi di Rete Connection Oriented

basso overhead di processamento durante il trasferimento dei dati

isolamento delle singole sorgenti dal traffico presente in rete

lunghi tempi di instaurazione della connessione

possibile spreco di risorse

caduta della connessione in caso di failure nella sottorete

Servizi di Rete Connectionless

trasferimento di piccole quantità di dati in tempi limitati

robustezza e flessibilità dei path

efficienza nell'uso delle risorse di rete

necessità di controllo del traffico offerto dalla sorgente

processamento durante il trasferimento dei dati

CONCATENAZIONE DI CIRCUITI VIRTUALI

M

M

M

M

X.25SNA

OSI

ATM

CONCATENAZIONE DI RETI DATAGRAMMA

M

M

M

M

151.97.6.5 044.3.1436439667

035.3.5464439367137.67.2.4

IP OSI

044.3.1436439667137.67.2.4

151.97.6.5 035.3.5464439367

A B

Compatibilita’ tra schemi di indirizzamento

TUNNELING

WAN

IP

Ethernet A

Pacchetto WAN

M M

Ethernet B

Tunnel

IPIP

Pacchetto IPPacchetto IP

Internetworking Protocol vers.4

Indirizzamento

Instradamento

Frammentazione

Network Address Host Address

Indirizzamento IP

Identifica la rete a cui e’ Connessa la macchina (host o router)

Identifica la macchina all’interno della rete

Indirizzamento IP

A

B

C

D

E

Internet: quanti indirizzi?

Indirizzi di tipo A: (0.0.0.0 - 127.255.255.255)

126 reti con 16 milioni di host ciascuna

Indirizzi di tipo B: (128.0.0.0 - 191.255.255.255)16382 reti con oltre 64000 hostsciascuna.

Indirizzi di tipo C: (192.0.0.0 - 223.255.255.255)

2 milioni di reti con più di 256 hosts

L’indirizzo IP:

10000000 00000011 00000010 00000011

Classe B rappresentato come 128.3.2.3

I network numbers vengono assegnati dal Network Information Center (NIC) per evitare conflitti.

Esempio

Esempio

R

128.10.2.8 128.10.2.26

host host

192.5.48.1

192.5.48.6

RTokenRing

192.5.48.0

Ethernet 128.10.0.0

128.10.2.3Multi homed

host

host

192.5.48.7

128.10.2.70

192.5.48.3

Convenzioni

Identificativo di rete

00…0000000 host

11111111.11111111.11111111.11111111

127 host

netid

Host su questa rete

Broadcast limitato

111……….…111 Broadcast diretto

Loopback

netid 0000…….00000

Indirizzi IP privati

IANA-Allocated, Non-Internet Routable, IP Address Schemes

Class Network Address Range

A 10.0.0.0-10.255.255.255

B 172.16.0.0-172.31.255.255

C 192.168.0.0-192.168.255.255

Network Address Translation (NAT)

Rete “Interna” Rete “Esterna”

10.0.0.2

10.0.0.3

NAT Table

Inside Local IP Address

Inside Global IP Address

10.0.0.210.0.0.3

192.69.1.1192.69.1.2

SA = Source Address

NAT

Internet/Intranet

SA

10.0.0.2

SA

192.69.1.1

Un server NAT associa a ciascun indirizzo privato un indirizzo pubblico tra quelli disponibili.

Port Address Translation (PAT)

10.0.0.1

10.2.0.5

PAT Table

Inside Local IP Address

Public IP Address

192.69.1.1192.69.1.1

10.0.0.210.0.0.3

SA = Source Address

PAT

Internet/Intranet

SA

10.0.0.2

SA

192.69.1.1

Rete “Interna” Rete “Esterna”

Port

50015002

• Un server PAT consente di tradurre gli indirizzi IP (privato) della rete interna con un singolo indirizzo esterno (pubblico).• Per individuare il reale mittente/destinatario del pacchetto, vengono utilizzate le porte presenti nell’intestazione del protocollo di trasporto

151.97.3.4

151.97.3.4

Instradamento

router

router router

151.97.3.4

? 151.97.3.4

151.97.3.4

151.97.3.4

? 151.97.3.4

Modalità di Instradamento• Direct delivery: sorgente e destinazione sono

direttamente connesse alla stessa sottorete; non coinvolge

routers • Indirect delivery: sorgente e destinazione non sono

connesse alla stessa sottorete, coinvolge routers

ReteRete

router

Internet

Direct delivery

routerReteRete

ReteRete

router

Direct delivery

Indirect delivery

Per inviare a Instrada verso

20.0.0.0 direct delivery

30.0.0.0 direct delivery

40.0.0.0 30.0.0.7

10.0.0.0 20.0.0.5

Routing table router R

Attraverso l’interfaccia

20.0.0.6

30.0.0.6

30.0.0.6

20.0.0.6

Direct routing Indirect routing

SubnetworkingPermette di estendere lo schema di indirizzamento per indirizzare sottoreti appartenenti ad una stessa rete

Esempio:

10 Rete Sottorete Host

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Maschera di sottorete:

Esercizio consigliato:

Indirizzi IP

Esempio

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0

255 255 255 248

1 1

1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 10 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 00 1

193 205 102 36

Network HostSubnet

Indirizzo

Maschera (NetMask)

Notazione decimale puntata:193.205.102.32/29(il valore 32 corrisponde a 00100000; 29 indica che 3 (=32-29) sono i bit dedicati all’host

A

x-net-2192.168.2.32/27(33-63, 30 host)

x-net-1192.168.2.64/27(65-85, 30 host)

Reti logiche vs. reti fisiche

L’ indirizzamento indiretto viene utilizzato anche tra User appartenenti diverse reti logiche nella stessa rete fisica

indirizzamento indirettoIndirizzamentodiretto

Subnetting: esempio (1)

A

C

B

pc-net

100 host

ws-net

20 host

x-net-1

20 host

x-net-2

10 host

Link-1

Link-2

Link-3

7 sottoreti!

192.168.1.0 192.168.2.0

Subnetting: esempio (2) maschere di lunghezza fissa

A

C

B

pc-net192.168.1.(0xxxxxxx)

(0-127, 100 host)

ws-net192.168.1. (1xxxxxxx)

(128-255, 20 host)

x-net-1192.168.2. .(110xxxxx)

(0-31, 20 host)

x-net-2192.168.2. .(001xxxxx)

(32-63, 10 host)

192.168.2. .(010xxxxx)Link-1

Link-2192.168.2. .(011xxxxx)

192.168.2. .(101xxxxx)Link-1

A

C

B

pc-net192.168.1. (0xxxxxxx)

(0-127, 100 host)

ws-net192.168.1. (100xxxxx)

(128-159, 20 host)

x-net-1192.168.1. (101xxxxx)

(160-191, 20 host)

x-net-2192.168.1. (1100xxxx)

(192-207, 10 host)

192.168.1. (1111xxxx)Link-1

Link-2192.168.1. (1110xxxx)

Link-3192.168.1. (1101xxxx)

192.168.1.0

Subnetting: esempio (3)maschere di lunghezza variabile: VLSM

Frammentazione

MTUHeader Trailer

MTU= Maximum Transfer Unit

Level II

Level III

DatagrammaDatagramma

MTU per alcuni protocolli

Token Ring (16 Mbit/s) : 17914Token Ring (4 Mbit/s): 4464FDDI: 4352Ethernet: 1500X25: 576PPP: 296

Frammentazione

Il pacchetto IP

Il pacchetto IP-campo Fragm_Offset

400014567 0000

140014567 0001

140014567 1751

120014567 3500600

14567 2751

80014567 1751

Il pacchetto IP-campo Protocol

Level IIIHeader

ICMP:1 IGMP:2 EGP:8OSPF:89

TCP:6 UDP:17Level IV

Sez 1 16 bits

Sez 2 16 bits

Checksum 16 zero

Sez 1 16 bits

Somma 16 bits

16 bitsChecksum

complementare

Mittente

Sez 1 16 bits

Sez 2 16 bits

Checksum 16 bits

Sez 1 16 bits

Somma 16 bits

16 bitsRisultato

complementare

Destinatario

Header Checksum

Accettato se Risultato = 0…..………0

Debugging and measurment

Option class01

2

3

Datagram or netw. control

reserved

reserved

Opt.Class Opt.Num. Length Description 0 0 End of Option list

0 1 No operation 0 2 11 Securiy/hadling restict.

0 3 var Loose source routing 0 7 var Record route 0 9 var Strict source routing 0 4 var Timestamp

Il pacchetto IP-campo Option

Figura : Formato dell’opzione strict source routing

Formato campo Option

Figura : Formato dell’opzione Record Route

Formato campo Option

Figura : Formato dell’opzione Timestamp

Formato campo Option

Mod. per aggiunta

header

Modulo di Processing

Modulo di riassemblaggio

Modulo di instradamento

Modulo di frammentazione

Pac IP

Da prot liv superiore

Pac IP

Pac IP,Interfaccia hop successivo

Pac IP

Dallo strato di Data link

Tab riassemblaggio

Tab MTU

Tab Instradamento

Dati versoun protocollo superiore

Componenti modulo IP

Pac IP,Interfaccia hop successivo

Allo strato di Data link

Pac IP

Macrolezione 6:L’interconnessione di reti eterogenee