4: Network Layer 4a-1 Reti di Calcolatori II Prof. Stefano Leonardi http://www.dis.uniroma1.it/ ~leon/didattica/reti2/ Ricevimento: Venerdì, ore 11-13, Via Salaria 113, II piano, stanza 227 Prof. Luca Becchetti http://www.dis.uniroma1.it/~becchett Ing. Andrea Vitaletti http://www.dis.uniroma1.it/~vitale
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Transcript
4: Network Layer 4a-1
Reti di Calcolatori II
Prof. Stefano Leonardi http://www.dis.uniroma1.it/~leon/didattica/reti2/
Ricevimento: Venerdì, ore 11-13, Via Salaria 113, II piano, stanza 227
Prof. Luca Becchetti http://www.dis.uniroma1.it/~becchett
Ing. Andrea Vitalettihttp://www.dis.uniroma1.it/~vitale
BGP Il Grafo di Internet - Relazioni tra Autonomous Systems
4. IP Multicast
4: Network Layer 4a-3
Programma preliminare II
5. L’accesso a ISP: BOOTPDHCP
6. Mobile IP
7. Gestione della rete – SNMP
8. Protocollo ICMP
9. IPv6
10. Esercitazioni di Laboratorio con Netkit:
Simulazione e gestione di reti ad interconnessioneIng. Andrea Vitaletti
4: Network Layer 4a-4
Testo di riferimento
Douglas ComerInternetworking with TCP/IPQuarta EdizioneVolume IAddison Wesley, 2000Versione Inglese consigliatae Materiale didattico a disposizione sul
Sito web del corso
4: Network Layer 4a-5
L’Indirizzamento IP
1. Indirizzamento a classi
2. Indirizzamento senza classi
4: Network Layer 4a-6
Indirizzamento IP (v4)
Indirizzo unico di 32 bit per ciascuna interfaccia presente nella rete Un host puo’ avere interfacce multiple Alcuni indirizzi possono essere assegnati
piu’ volte --> VPN, NAT (piu’ avanti) Interfaccia --> scheda di rete Formato degli indirizzi
A classi (classful) --> proposta originale Senza classi (classless) --> permette di
risparmiare indirizzi
4: Network Layer 4a-7
Indirizzamento IP Interfaccia: punto di
connessione tra un host (o un router) e un link fisico I router di solito
hanno interfacce multiple
Gli host possono avere interfacce multiple
Gli indirizzi IP sono associati alle interfacce, non agli host o ai router
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001
223 1 11
4: Network Layer 4a-8
Indirizzamento IP Indirizzo IP :
Parte che identifica la rete (bit più sign.)
Parte che identifica l’host (bit meno sign.)
Cos’è una rete ? Insieme delle
interfacce i cui ind. IP hanno la stessa parte che identifica la rete
Possono raggiungersi reciprocamente senza l’ausilio di un router
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
Rete che consiste di 3 reti IP(primi 24 bit identificano la rete IP)
LAN
223.1.1.0/24
4: Network Layer 4a-9
Indirizzamento IPCome trovare le reti? Staccare ciascuna
interfaccia dall’host o router cui appartiene
Creare “isole” (ciascuna isola è una rete IP)
223.1.1.1
223.1.1.3
223.1.1.4
223.1.2.2223.1.2.1
223.1.2.6
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
223.1.1.2
223.1.7.0
223.1.7.1223.1.8.0223.1.8.1
223.1.9.1
223.1.9.2
Sistema interconnessodi 6 reti IP
4: Network Layer 4a-10
Indirizzi IP - formato classful
0 rete host
10 rete host
110 rete host
1110 Indirizzo multicast
A
B
C
D
Classe
1.0.0.0 a127.255.255.255
128.0.0.0 a191.255.255.255
192.0.0.0 a223.255.255.255
224.0.0.0 a239.255.255.255
32 bit
11110 RiservatoE240.0.0.0 a247.255.255.255
4: Network Layer 4a-11
Convenzioni per il broadcast
Broadcast verso la rete cui l’interfaccia appartiene Tutti i bit a 1 (prefisso di rete + host)
Broadcast verso gli host di un’altra rete Prefisso di rete valido Bit della parte host dell’indirizzo a 1 Non standard: bit della parte host a 0
Un broadcast IP si traduce (se possibile) in un broadcast Hw sulla rete di destinazione
4: Network Layer 4a-12
Vantaggi dell’indirizzamento a classi Indirizzo della rete e dell’host (interfaccia)
identificati senza ulteriori informazioni Es.: primi 3 bit 110 --> indirizzo di classe C
Non servono informazioni aggiuntive
110 host
Rete
4: Network Layer 4a-13
Svantaggi dell’indirizzamento a classi
Problema: potenziale spreco di indirizzi Esempio:
Rete con 2000 host Occorre richiedere una rete di classe B -> circa 63000 indirizzi inutilizzati
Notevole spreco di indirizzi soprattutto in classe B
Assegnazione dello stesso prefisso di rete a più reti fisiche:
Ridefinire le politiche di instradamento
Ridefinire le politiche di assegnazione degli indirizzi agli Host
4: Network Layer 4a-17
Soluzioni
1. Router trasparenti
2. ARP proxy
3. Indirizzamento di sottorete
4. Reti anonime punto-punto
5. Indirizzamento senza classi (CIDR - Classless Inter-Domain Routing) --> Reti odierne
4: Network Layer 4a-18
Router trasparenti
H1, H2 E H3 “credono” di essere connessi direttamente alla WAN
La rete locale non ha un proprio prefisso IP
WAN
R
H1
H2
H3
Rete locale
• R demultipla i datagrammi da e per la rete locale• R suddivide gli indirizzi IP in porzioni che interpreta separatamente•Si impone a volte una struttura particolare dell’indirizzo per favorire la multiplazione
4: Network Layer 4a-19
Esempio: ARPANET
Indirizzo di rete in forma 10.p.u.i p-->port, i--> PSN, x non interpretato Nota: 10.2.5.37 e 10.2.10.37 --> stesso host
ARPANET 10.0.0.0
PSN 37
10.2.1.37
10.2.2.37
10.2.3.37
Rete locale
4: Network Layer 4a-20
Vantaggi/svantaggi
Vantaggi Necessari meno indirizzi di rete Possibile bilanciamento del carico
collegando la rete fisica attraverso più routers
Svantaggi Non funziona con reti di classe C I router trasparenti possono non offrire tutti
i servizi standard (ICMP, SNMP….)
4: Network Layer 4a-21
ARP proxy (promiscuo, hack)
Permette di definire piu’ reti locali Rete principale nota all’esterno Reti locali aggiunte successivamente
nascoste Router speciale che:
Funziona da switch tra le diverse reti locali Funziona da router da/verso l’esterno
4: Network Layer 4a-22
ARP proxy - cont.
Dgram IP1-->IP4 R cattura richiesta ARP bcast di H1 e restituisce
proprio MAC address Datagrammi da IP1 a IP4 sono spediti a R che li
inoltra a IP4
R
IP1
IP2
IP3
principalenascosta
IP4
IP5
IP6
4: Network Layer 4a-23
Vantaggi/svantaggi
Vantaggi Le tabelle degli altri router non vanno cambiate Es.: quando si aggiunge la rete contenente IP4 i
router diversi da R devono solo sapere che i pacchetti per IP4 vanno inviati a R
Svantaggi L’instradamento non e’ completamente automatico Gli amministratori di rete devono aggiornare
manualmente le tabelle di routing Spoofing: una macchina finge di essere un’altra per
intercettare i pacchetti Non puo’ essere usato in assenza di ARP
4: Network Layer 4a-24
Indirizzamento di sottorete
Tecnica standardizzata Spesso usata su reti di classe B Idea
Si usa l’IP remoto per indicare il next hop nella tabella di Routing
4: Network Layer 4a-42
Esempio
4: Network Layer 4a-43
Classless Inter Domain Routing CIDR
4: Network Layer 4a-44
Indirizzamento senza classi
Detto anche di super-rete (super-netting)
Motivazioni: Pochi indirizzi di classe A e B disponibili Molti indirizzi di classe C disponibili, ma
piccola frazione assegnata Obiettivo: assegnare soprattutto
indirizzi di classe C Soluzione: CIDR (Classless Inter-Domain
Routing)
4: Network Layer 4a-45
crescita di Internet
Il numero delle reti raddoppia ogni nove mesi (crescita esponenziale)
spazio degli indirizi già assegnato [fonte: RFC 1917 feb ‘96]:
classe A: 41% classe B: 62% classe C: 28%
complessivo: 41%
più della metà delle reti in classe B ha meno di 50 host
La scarsità degli indirizzi ha l’effetto di ingigantire le tabelle di instradamento.
Infatti, poiché l’offerta di indirizzi della classe B diminuisce, la richiesta di indirizzi della classe C aumenta e le reti indipendenti si moltiplicano
4: Network Layer 4a-46
Indirizzamento senza classi
Problema: una rete di classe C corrisponde a 256 indirizzi IP
Molte organizzazioni hanno bisogno di piu’ indirizzi Soluzione: assegnare ad una stessa organizzazione
blocchi contigui di indirizzi in classe C Esempio: l’organizzazione X riceve i tre blocchi
contigui 220.123.16.x, 220.123.17.x e 220.123.18.x 768 indirizzi disponibili
Richiederebbe numerosi instradamenti diversi per raggiunger una rete
4: Network Layer 4a-47
Indirizzamento senza classi
Come rappresentare il blocco di indirizzi assegnati?
Informazioni necessarie: indirizzo + basso del blocco e No. Blocchi
In pratica: CIDR non prevede che gli indirizzi di rete
debbano necessariamente essere di classe C CIDR usa le seguenti informazioni:
• Valore a 32 bit dell’indirizzo piu’ basso del blocco• Maschera a 32 che funziona come una maschera di
sottorete standard
4: Network Layer 4a-48
Differenze rispetto a indizzamento con sottorete L’indirizzamento CIDR prevede che la
maschera usi bit contigui CIDR richiede che ogni blocco di indirizzi
sia una potenza di 2 Esempio:
11111111 11111111 00011000 01000000 e’ una maschera di sottorete valida ma non e’ una maschera CIDR consentita
4: Network Layer 4a-49
Notazione CIDR
Prefisso della rete + No. bit per il prefisso Esempio: per un blocco di indirizzi da
Ricerca dell’indirizzo 01010010.x.y.z Ogni foglia corrisponde a una
destinazione della tabella di routing
0
0
0
0
0
0
0
1
1
11
11
1
1
4: Network Layer 4a-63
Implementazione
Le foglie dell’albero contengono sia un indirizzo di destinazione che una maschera
Una volta giunti ad una foglia dell’albero si verifica che l’AND tra indirizzo e Maschera sia esattamente la rete di destinazione
Gli alberi binari di ricerca aiutano nel determinare quale entry sono possibili
4: Network Layer 4a-64
Prefissi di Rete
Il procdimento e’ corretto se nessun prefisso di rete ha un altro prefisso di rete come prefisso
Tutti le entry sono foglie dell’albero In realtà le tabelle spesso contengono
informazioni promiscue sull’instradamento sia verso le reti che verso le sottoreti.
Occorre quindi determinare il prefisso piu’ lungo che corrisponde con l’indirizzo che si desidere risolvere.
Si possono quindi avere entry della tabella anche ai nodi interni dell’albero
4: Network Layer 4a-65
Esercizio
Considerate un’allocazione di blocchi di classe C tale che che l’indirizzo di base è un multiplo del numero di indirizzi da allocare e tutti gli indirizzi del blocco non sono allocati.
Verificare che nessun indirizzo base e’ un prefisso di un altro indirizzo base.
4: Network Layer 4a-66
Esercizio 1 su aggregazione CIDRSi consideri un router che ha la seguente tabella di