riassunto: reti ip - unibg.it · a1 reti ip paolo salvaneschi 2 a1 reti ip paolo salvaneschi 2...

A1 Reti IP Paolo Salvaneschi 1

A1_1 V1.6

Riassunto: reti IP

Applicazioni Internet B

Paolo Salvaneschi

Università di BergamoFacoltà di Ingegneria

Il contenuto del documento è liberamente utilizzabile dagli studenti, per studio personale e per supporto a lezioni universitarie.Ogni altro uso è riservato, e deve essere preventivamente autorizzato dall’ autore.

Sono graditi commenti o suggerimenti per il miglioramento del materiale

A1 Reti IP Paolo Salvaneschi 2A1 Reti IP Paolo Salvaneschi 2

• Reti IP– Reti di elaboratori– Protocolli– Il modello ISO-OSI– La pila di protocolli Internet– Livello fisico / Collegamento dati– Livello rete– Livello trasporto– Livello applicazione– Internet ed i sistemi informativi

INDICE


Reti di elaboratori

• Reti– Elaboratori autonomi interconnessi– Locali, Geografiche

• Sistemi distribuiti– Ai nodi della rete vi sono elaboratori che comunicano,

danno e forniscono servizi– Le funzioni ed i dati sono distribuiti sui nodi– Il software permette all’utente di accedere in modo

trasparente a funzioni e dati distribuiti


• Rete locale (Local Area Network)– In un ufficio, in un palazzo (qualche Km)

• Rete Ethernet (IEEE 802.3)– 100 Mbps – 10 Gbps

• Rete geografica (Wide Area Network)– tra città, tra continenti

• Rete telefonica– 56.6 Kbps– 10 Mbps

Reti di elaboratori


Reti di elaboratori

• Banda passante– Larghezza di banda - quantità di informazione

trasportata nella unità di tempo (in bit per secondo)– Bit al secondo bps (Kbps)

• Che larghezza di banda serve ?– 56,6 Kbit/s

• 1 pag testo (3600 bytes) 0,5 sec• documento di 10 pag. 5 sec

• immagine 600 * 800 *8 (256 colori) = 3.840.000 bit(480.000 bytes) 66 sec


Reti di elaboratori

Dimensioni


Reti di elaboratori

Banda per tipo di applicazione


• Internetworking

Reti di elaboratori

WAN

Router


•Protocolli a strati

IP Servizio di consegna di pacchetti attraverso la rete al meglio possibile (senza connessione inaffidabile)

TCP Servizio di trasferimento di un flusso di pacchetti corretto (end to end affidabile)

HTTP, FTP, SMTP, DNS… Servizi applicativi

Protocolli


• Interfacce, servizi e protocolli

Protocolli

Mezzo fisico

Host 1 Host 2

Livello 1

Livello 2

Servizi

Interfaccia

Protocollo 1Servizi

Protocollo 1

Protocollo 2 Protocollo 2

Fisico Virtuale

Come si accede

Cosa fa

Come fa


• ISO-OSI International Standards Organisation Open Systems Interconnection. Non utilizzato nel mercato (sostituito da TCP/IP). Utile concettualmente.

Il modello ISO-OSI

ApplicazionePresentazioneSessioneTrasportoReteCollegamento datiFisico

7

5

4

3

1

2

6


Il modello ISO-OSI


7

5

4

3

1

2

6

Trasmissione dei bit lungo un canale di comunicazione

–Connettori–Quanti volt per 1 e 0–Durata temporale di un bit–Trasmissione in una o duedirezioni simultaneamente

–Apertura chiusura connessione–…


Il modello ISO-OSI


7

5

4

3

1

2

6

Trasferimento di un pacchetto di dati tra mittente e destinatario

–Impacchettamento (framing)–Rilevamento / correzione deglierrori (codici di)

–Regolazione del flusso (velocitàdel trasmettitore e del ricevitore)

–…


Il modello ISO-OSI


7

5

4

3

1

2

6

Trasferimento di un pacchetto di dati attraverso una rete

–Instradamento–Controllo della congestione–Indirizzamento–Gestione della comunicazionetra reti eterogenee

–…


Il modello ISO-OSI


7

5

4

3

1

2

6

Spezzare il flusso dati in pacchetti ed assicurarsi che giungano tutti e nell’ordine corretto a destinazione

–Trasporto su canale punto a puntolibero da errori

–Il programma sulla primamacchina sorgente mantiene laconversazione con il programmasull’ultima destinataria (nei livellisottostanti i protocolli gestiscono lacomunicazione tra ogni macchina el’immediato vicino (es.router))

–…


Il modello ISO-OSI


7

5

4

3

1

2

6

Servizi di gestione del dialogo

–Mantenimento dello stato deldialogo(Gestione di a chi tocca parlare;

Gestione dello stato della comunicazione per rifarne parte a seguito di fallimento)–…


Il modello ISO-OSI


7

5

4

3

1

2

6

Funzioni di servizio relative alla sintassi e alla semantica delle informazioni trasmesse

–Codifica in modo standard distrutture di dati

–…


Il modello ISO-OSI


7

5

4

3

1

2

6

Varietà di protocolli che gestiscono funzioni applicative

–Trasferimento di files–Terminale virtuale–…


La pila di protocolli Internet


7

5

4

3

1

2

6

Applicazione

TrasportoInternet

Host-Rete

7

5

4

3

1

2

6Non presente

Non presente

OSI TCP / IP


• Mezzi trasmissivi– (dischi e nastri)– Doppino telefonico UTP categoria 5 (Unshielded

Twisted Pair)– Cavo coassiale– Fibra ottica– Wireless

Livello fisico / Collegamento dati


• Connessioni• PSTN (Public Switched Telephone Network)

– rete telefonica commutata– modem– 56.6 Kb/s– tariffe telefoniche



• Connessioni• ISDN (Integrated Services Digital Network)

– rete digitale commutata che permette collegamenti a velocità elevate

– Su un punto di accesso, due canali a 64 Kb/s– Sul doppino telefonico– Tecnologia “vecchia” (vedi ADSL)



• Connessioni• ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)

– Offerte commerciali tipiche: 400Kb/s- 1 Mb/s verso,8-20 Mb/s da

– Sul doppino telefonico– Banda di frequenza separata dalla banda vocale

• CDN (Circuito Diretto Numerico)– Connessione digitale fissa tra 2 punti (normalmente 2

LAN)– x Mb/s (2Mb/s - 2,5 Gbit/s)



• Connessioni– Fibra ottica– Cablaggio nelle città– 1-10 Gbps



• Connessioni– Reti senza filo – Rete cellulare: telecomunicazione terrestre in

radiofrequenza, sia voce che dati, connessa con la normale rete telefonica commutata

– UMTS 400 Kb/s 7 Mb/s, videoconferenza cellulare - webcam

– Collegamenti satellitari



• Apertura del collegamento– Connessione su Rete Telef. Commutata (PC +

modem)– Protocollo PPP

• Il PC chiama il router via modem• È negoziata e configurata la connessione fisica• E’ negoziata e configurata la connessione a livello

rete per poter utilizzare un insieme di protocolli TCP/IP (es assegnazione indirizzo IP)

• Gestione delle operazioni di chiusura al termine della connessione



• Protocollo IP• Rete a commutazione di pacchetto non

affidabile (connectionless best effort)– Suddivisione del flusso in pacchetti instradati

singolarmente verso il destinatario– Non garanzia di consegna. Non garanzia di

consegna nell’ordine di trasmissione– Semplicità-efficienza

Livello rete


Commutazione di circuitoRete telefonica

Livello rete


• Protocollo IP– Struttura del pacchetto (datagram)– 1500 bytes

Livello rete

Messaggio

Preambolo

32 bit


• Protocollo IP– Struttura del pacchetto (preambolo)

Livello rete

Options ( 0 o più parole)

Destination address

Source address

Time to live

Protocol

Header Checksum

Identification Fragment offset

Total lenghtVersion Type of ServiceIHL

Protocol

DF

MF

32 bit


• Protocollo IP– Version versione del protocollo– IHL lunghezza del preambolo– Type of Service tipo di servizio (ignorato)– Total lenght lunghezza intero datagram– Identification identificazione datagram (per

identificare i frammenti dello stesso datagram)

– DF Don’t fragment– MF More fragments (tutti i frammenti del

datagram salvo l’ultimo hanno il bit a 1)– Fragment offset Posizione del frammento nel datagram

Livello rete


• Protocollo IP– Time to live Tempo massimo di vita (decrementato ad

ogni salto nel percorso di routing. Se arriva a 0 il pacchetto è scartato. Per evitare pacchetti instradati all’infinito nella rete)

– Protocol Protocollo di trasporto a cui consegnare (TCP, UDP)

– Header Checksum Checksum del preambolo– Source address Indirizzo mittente– Destination address Indirizzo destinatario– Options Opzioni aggiuntive (estendibili) es.

registrazione del percorso di routing

Livello rete


• Indirizzi– 32 bit– Notazione decimale a punti– Es: 192.74.137.5

192. 74. 137. 5

110 00000 01001010 10001001 00000101

Class Network NodeC (254 nodes)

Livello rete


• Indirizzi– Da 1.0.0.0 a 247.255.255.255

Livello rete

32 bit

Riservati per uso futuro

Indirizzo multicast

110 Host

10

0

Rete

1110

11110

Rete

Rete Host

Host

A

B

C

D

E

Classe Classe A: 127 reti con 16.777.214 hostB: 16.384 65.534C: 2.097.152 254


• Protocollo IP– IP statico e dinamico– DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

Protocollo attraverso cui un client ottiene un IP dinamico da un server.

Livello rete


• Apparati attivi– Router (instradatore)

• Opera a livello rete• Preleva pacchetti in arrivo su una linea in ingresso e

li instrada su una linea in uscita– Software di routing: per ogni pacchetto in

arrivo decide su quale linea in uscita trasmetterlo

– Algoritmi di routing– Tabella di routing

Livello rete


• Apparati attivi– Hub

• Realizza una LAN

– Bridge (ponte)• Opera a livello di data link• Connette due LAN• Copia pacchetti di protocolli diversi• Programmabile per discriminare cosa lasciar passare• Può suddivide il traffico di rete (interno alle singole

LAN e tra LAN)

Livello rete


• Apparati attivi– Switch

• Collega più reti con un unico apparato (come un insieme di bridge)

– Gateway• Apparato di connessione tra reti diverse• Traduce il flusso di dati da una rete all’altra

Livello rete


• Protocollo TCP (transmission control protocol)

• Linea punto punto (orientata alla connessione) affidabile– Migliora la qualità del servizio– Gestisce la ritrasmissione di pacchetti persi o

corrotti– Garantisce la consegna dei pacchetti in ordine

corretto

Livello trasporto


Tipo di servizio Qualità del servizio

IP

TCP

Privo di connessione (a commutazione di pacchetto)(sistema postale)

Orientato alla connessione (punto a punto)(sistema telefonico)

Non affidabile (non garantita la consegna e l’ordine)

Affidabile (garantita la consegna e l’ordine)

Livello trasporto


• Protocollo TCP– Socket (meccanismo di connessione)

Livello trasporto

IP address (32 bit)Port (n.locale 16 bit)

IP addressPort

Canale di comunicazione full duplex punto a punto


• Protocollo TCP– Port

• Punto di connessione di un servizio

– Well-known ports• 0-1023• Riservate a servizi standard• 21 FTP• 23 Telnet• 25 Mail• 80 Http

Livello trasporto


• Protocollo UDP (User datagram protocol)

• Privo di connessione, non affidabile– Efficiente– Interfaccia verso il livello applicativo (porte)

Livello trasporto


IP Servizio di consegna di pacchetti attraverso la reteal meglio possibile

TCP Servizio di trasferimento di un flusso di pacchetti corretto

Servizi applicativi

Livello applicazione

UDP


• Servizi applicativi– DNS– WWW (HTTP)– E_mail (SMTP, POP3)– Ftp– Telnet– Newsgroup



INTERNET

Protocollo http Server httpClient http(Browser)

Documentiscritti in HTML


WWW


http://www.unibg.it/informazioni.htm


– Il browser chiede al DNS l’indirizzo di www.unibg.it– DNS risponde un IP address– Il browser esegue una connessione TCP alla porta 80 sull’IP

e invia il comando GET/informazioni.htm (protocollo HTTP)– Il server www.unibg.it restituisce il file informazioni.htm– E’ rilasciata la connessione TCP (*)– Il browser interpreta e visualizza il file

(*)HTTP è un protocollo privo di stato


SERVER

Utenti a me noti che non dipendono da me(es. clienti)

Utenti a me noti che dipendono da me

Sconosciuti

INTRANETEXTRANET

INTERNET

Internet ed i sistemi informativi


Documentiscritti in HTML

Http ServerCGICommonGatewayInterface

Banca dati

Rendere dinamico il Web. Collegarlo ai sistemi informativi



La tecnologia Webcome interfacciauomo macchina standard



• Internet come ambiente per sviluppare applicazioni distribuite – Architettura client server– Disponibilità su diverse piattaforme– Standards aperti TCP/IP, HTML, MIME,...– Integrabilità di altri componenti software (CGI)– Ambienti di sviluppo (JAVA)



• Reingegnerizzazione ed evoluzione del sistema informativo in un’architettura client/server

• Integrazione di applicazioni– Accesso a banche dati e programmi esistenti

(servers)– Interfaccia basata su WWW– Distribuzione del client su piattaforme diverse



• Gestione dei flussi informativi nell’azienda estesa– Customer Relationship Management– Document and Knowledge Management– …

• Vendita al cliente finale via Web– Siti di commercio elettronico verso il

consumatore finale– …



• Accesso a servizi– Home banking– Amministrazione pubblica in rete– …

• Distribuzione dell’informazione– Giornali in linea– Portali– Comunicazione aziendale– …



• Il sapere su Internet– Biblioteche– Archivi– Musei– Basi di conoscenza tecnica– Formazione via Internet– …


riassunto: reti ip - unibg.it · a1 reti ip paolo salvaneschi 2 a1 reti ip paolo salvaneschi 2...

Documents