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TCP/IP E’ L’ARCHITETTURA ADOTTATA DALLA RETE INTERNET.

I protocolli di questa architettura si chiamano RCF ( Request For Comments) e sono reperibili gratuitamente su Internet.

RFC791 e il protocollo IP

 

ARCHITETTURA

Dal grafico si nota che questa architettura permette l’esistenza di piu pile di protocolli alternative tra loro.

Esempio:

Telnet/TCP/IP/Ethernet

FTP/TCP/IP/Ethernet

SNMP/UDP/IP/FDDI

NFS/XDR/RPC/UDP/IP/Token-Ring

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IP

Il protocollo IP e il protocollo principale del livello 3.

Protocollo di tipo Datagram non connesso specificato in RFC 791.

Compiti di IP:

- instradamento (Datagram),

- frammentazione e riassemblaggio dei messaggi

- rilevazione degli errori

Formato della testata del pacchetto IP:

Vediamo il significato dei vari campi:

- version: numero di versione del protocollo IP che ha generato il pacchetto;

- HLEN (Header Length): lunghezza della testata IP, varia in funzione del Campo Option;

- Service Type: Specifica come un protocollo di livello superiorevuole che il pacchetto sia trattato;

- Total Length: e la lunghezza totale del pacchetto IP

- Identification: numero intero per identificare il pacchetto e permettere il riassemblaggio di un pacchetto frammentato;

- Flags: specifica se si tratta dell’ultimo frammento di un pacchetto;

- Fragment Offset: e l’offset del frammento

- Time to live: contatore che viene decrementato con il passaggio del tempo, quando il contatore arriva a zero il pacchetto viene scartato ( eliminazione pacchetti in Loop)

- Protocol: identifica il protocollo di livello superiore contenuto nel campo dati del pacchetto;

- Header Checksum: serve per controllare che l’header IP sia corretto

- Source e Destination Address

- Option: fornisce varie opzioni (sicurezza e source routing)

La testata del protocollo Ip e seguita dal campo dati che contiene la PDU del protocollo di livello superiore.

INDIRIZZAMENTO

Prima di entrare nello specifico problema definiamo la differenza tra indirizzi fisici e indirizzi internet. I nodi di una rete comunicano con altri nodi della stessa rete utilizzando indirizzi specifici per tale rete. Ciascun nodo ha un indirizzo fisico per lo specifico dispositivo hardware che lo collega ad una rete. Gli indirizzi fisici hanno strutture differenti da rete a rete e vengono assegnati in modo diverso. Un indirizzo fisico su una rete Ethernet corrisponde ad un valore numerico a 6 byte, quali ad esempio 08-00-14-57-69-69, che viene assegnato dalla societa produttrice dell'hardware d'interfaccia Ethernet. Le reti CCITT X.25 utilizzano lo standard X.21 per gli indirizzi fisici, che sono composti da numeri a 14 cifre. Ricordiamoci che gli indirizzi fisici vengono anche chiamati inmdirizzi MAC (Media Access Control).

L'indirizzo IP per un nodo e un indirizzo logico ed e indipendente da qualsiasi particolare hardware o topologia di rete ed ha la stessa struttura, a prescindere dal tipo di supporto. Gli indirizzi IP, univoci sulla rete, sono lunghi 4 byte (32 bit). Gli indirizzi sono dati scrivendo i valori decimali di ciascun byte separati dal carattere punto ad esempio: 129.47.6.17. I nodi che utilizzano i protocolli TCP/IP convertono gli indirizzi IP di destinazione in indirizzi fisici dell'hardware MAC per inviare i pacchetti ad altri nodi sulla rete. Ciascuna applicazione d'invio, invia anche il proprio indirizzo IP con il pacchetto. L'applicazione puo rispondere all'applicazione d'invio utilizzando l'indirizzo IP d'origine del pacchetto. Poiche gli indirizzi IP sono indipendenti da qualsiasi particolare tipo di rete, possono essere utilizzati per inviare pacchetti da un tipo di rete ad un altro. Su ciascun tipo di rete, il software TCP/IP realizza la corrispondenza tra gli indirizzi fisici e gli indirizzi IP sulla propria rete.

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Gli indirizzi IP sono costituiti da una somma di indirizzi:

- indirizzo della rete (network)

- indirizzo della sottorete se presente (subnet)

- indirizzo dell’Host

In Internet non sono i Nodi ad avere un indirizzo Ip ma l’interfaccia.

(Ricordarsi che i Router hanno in genere piu di una interfaccia)

Assegnazione di indirizzi IP di rete

Un nodo deve avere un indirizzo IP per poter comunicare con altri nodi che usano la serie di protocolli TCP/IP, compresi i nodi su altre reti private e i nodi su Internet. L'indirizzo di rete deve essere determinato in uno dei seguenti modi:

Se desiderate che la rete entri a far parte della comunita Internet, dovete innanzitutto ottenere un indirizzo Internet registrato dalla seguente organizzazione.

DDN Network Information center

14200 Park Meadow Dr., Suite 200

Chantilly, VA 22021

USA

Gli indirizzi IP essendo assegnati da una unica autorita sono garantiti univoci a livello mondiale.

In Italia vi sono vari soggetti che possono assegnare indirizzi Internet.

Se la rete non fa parte della comunita Internet, potete scegliere un indirizzo IP di rete arbitrario. Se scegliete l'indirizzo IP di rete in questo modo, gli indirizzi IP di tutti gli altri nodi della rete devono soddisfare i seguenti criteri:

La porzione di rete di ogni indirizzo deve essere conforme all'indirizzo di rete

L'indirizzo IP di ogni nodo nella rete deve essere esclusivo

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Le cinque classi degli indirizzi IP

- Classe A: I primi 7 bit indicano la rete e 24 l’Host.

Al massimo vi sono 128 reti di classe A. Ogni rete di classe A ha 16 milioni di indirizzi. Gli indirizzi di classe A sono riconoscibili in quanto il primo campo dell'indirizzo e compreso tra 0 e 127. Sono concepiti per poche reti di dimensioni molto grandi.

- Classe B: I primi 14 Bit indicano la rete e 16 l'Host.

Si possono avere al massimo 16.000 reti di classe B ciascuna con 64000 indirizzi. gli indirizzi di classe B sono riconoscibili in quanto il primo campo dell'indirizzo e compreso tra 128 e 191.

- Classe C: I bit che indicano la rete sono 21 e quelli che indicano l’Host 8.

Si possono avere 2 milioni di reti di classe C ciascuna con 256 indirizzi. Gli indirizzi di classe C sono riconoscibili in quanto il primo campo dell'indirizzo e compreso tra 192 e 223.

- Classe D: Multicast ( 224 e 239)

- Classe E: per usi futuri (240 e 255)

La parte Host di un indirizzo di classe A, B, C puo essere distinta in due parti: subnet e host.

L’ampiezza dei campi subnet e host puo essere definita in modo flessibile tramite un parametro detto Netmask.

La netmask contiene bit a uno in corrispondenza dei campi network e subnet, e zero per l’host.

L'importanza di comprendere se due indirizzi appartengono o no alla stessa subnet e fondamentale in quanto il primo livello di routing e implicito nella corrispondenza fissata in TCP/IP tra reti fisiche e subnet.

Una rete fisica deve coincidere con una subnet IP.

 

In questo esempio la rete e di classe A (primo byte uguale a 11). e ha una netmask 255.255.0.0.

Nell'esempio sono presenti le subnet 11.1 e 11.2. Il Bridge collega reti Ethernet appartenenti alla stessa Subnet 11.1. Il bridge essendo trasparente ai protocolli di livello superiore, non ha indirizzi IP.

Il Router collega reti Ethernet appartenenti a subnet diverse (11.1 e 11.2). Per questo scopo il router ha due indirizzi IP diversi: uno appartenente alla subnet 11.2 (11.2.0.254) e uno appartente alla subnet 11.1 (11.1.0.253)

Il concetto di subnet introduce un livello di gerarchia nelle reti TCP/IP. Il routing diventa un routing all'interno della subnet e tra subnet.

Il routing all'interno della subnet non presenta problemi in quanto la Subnet coincide con una rete fisica che garantisce la raggiungibilita diretta delle stazioni ad essa collegate.

Il routing tra le subnet e gestito dagli IP router che originariamente erano stati definiti gateway.

Gli IP gateway sono quelli che OSI chiama router e i gateway OSI non hanno corrispettivo nel mondo TCP/IP.

Gli IP router effettuano l'instradamento sulla base di tabelle di instradamento che possono essere scritte manualmente dal gestore della rete o calcolate automaticamente tramite una serie di algoritmi.

PROTOCOLLI DI ROUTING

L’architettura TCP/IP dispone di molti protocolli di routing:

- RIP : Routing Information Protocol solo reti di piccole dimensioni.

- IGRP: Interior Gateway Routing Protocol

- OSPF: Open Shortest Path First sviluppato da Internet per TCP/IP

- Integrated IS-IS e un protocollo dell’ISO

- EGP: Exterior Gateway Protocoll

ecc..

PROTOCOLLO TCP

E’ un protocollo di livello 4 connesso che fornisce un servizio full-duplex con ACK (conferma) e controllo di flusso. La ricezione dei dati deve essere confermata dall’applicazione remota.

E’ utilizzato dalle applicazioni di rete che richiedono una trasmissione affidabile dell’informazione.

Le applicazioni si connettono alle porte TCP.

Per Porta si intende il punto di accesso che i protocolli di trasporto usano per distinguere fra piu destinazioni all’interno di un dato Host. E’ simile al SAP (Service access point) di OSI.

 

Formato della testata del pacchetto TCP

 

- Source Port e destination Port: sono i numeri delle porte cui sono associati gli applicativi che usano la connessione TCP (Telnet porta 23).

- Sequence number: e il numero di sequenza del primo byte del campo dati

- Ack. number: contiene il numero di sequenza del primo byte che il mittente si aspetta di ricevere

- Data offset: indica il numero di parole da 32 bit che compongono la testata di TCP.

- Flag: informazioni varie

- Windows: spazio disponibile nei buffer per il traffico entrante

- Urgent pointer: punta al primo byte urgente del pacchetto

APPLICATIVI:

Possiamo organizzare un intero corso sugli applicativi di Internet. Diamo brevi notizie e alleghiamo la Guida di LiberLiber di Internet.

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TELNET

Telnet e un protocollo che permette ad un utente di collegarsi, tramite l’elaboratore locale, ad un qualsiasi altro elaboratore remoto connesso alla rete.

La connessione viene attivata facendo seguire al comando Telnet l’indirizzo del calcolatore remoto. Tutti i caratteri battuti sulla tastiera sono inviati all’elaboratore remoto e le risposte da questo generate sono visualizzate sull’elaboratore locale. Il calcolatore e reso trasparente e si opera come se si fosse direttamente connessi all’elaboratore remoto.

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FTP

File transfert protocol e un applicativo che permette di trasferire file da e verso un altro elaboratore. Occorre fornire una username e una password.

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RCP

Simile a FTP ma variano i meccanismi della sicurezza

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TFTP

Trivial FTP: e una versione semplificata di FTP

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SMTP

Simple Mail Transfer Protocol. Permette di inviare posta elettronica agli utenti di rete.

Ogni utente e identificato dalla sintassi:

Nome utente@Nome elaboratore

Non e richiesta nessuna autorizzazione per poter inviare un messaggio di posta elettronica

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DNS

Domain Name Server e una base di dati distribuita per gestire principalmente la corrispondenza tra nomi e indirizzi IP

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RSH e REXEC

Permettono di richiedere che un file di comandi o un programmi eseguibile siano eseguiti su un elaboratore remoto

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RWHO

Permette di verificare quali utenti siano connessi da un elaboratore remoto

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SNMP

Simple Network Management Protocol e stato progettato per trasportare dati sullo stato della rete provenienti dagli apparati su un centro di gestione che li interpreti

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NFS

Network File System e un applicativo di sistema che permette a piu elaboratori client di condividere un file system, messo a disposizione da un server

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X-WINDOW

E’ un software di rete client-server che permette ad un programma client di visualizzare dati grafici del display di un altro elaboratore che funge da server grafico

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NIR:

Network Information Retrieval: sono servizi di tipo ipertestuale che permettono di accedere ad un’ampia quantita di informazioni in modo semplice