Internetworking - Sistemi e Reti #4° - PDF

## UNITÀ 3 IL NETWORK LAYER DEL TCP/IP ### IN QUESTA UNITÀ 1. IL LIVELLO NETWORK E IL PROTOCOLLO IP 2. LA STRUTTURA DEGLI INDIRIZZI IP 3. PIANIFICAZIONE DI RETI IP: IL SUBNETTING 4. ESEMPI DI PIANI DI INDIRIZZAMENTO IP 5. PIANIFICAZIONE DI RETI IP: CIDR E VLSM 6. LABORATORIO PACKET TRACER: LAVORAR...

## UNITÀ 3 IL NETWORK LAYER DEL TCP/IP ### IN QUESTA UNITÀ 1. IL LIVELLO NETWORK E IL PROTOCOLLO IP 2. LA STRUTTURA DEGLI INDIRIZZI IP 3. PIANIFICAZIONE DI RETI IP: IL SUBNETTING 4. ESEMPI DI PIANI DI INDIRIZZAMENTO IP 5. PIANIFICAZIONE DI RETI IP: CIDR E VLSM 6. LABORATORIO PACKET TRACER: LAVORARE CON I ROUTER 7. LABORATORIO PACKET TRACER: IL COLLEGAMENTO TRA ROUTER ### MAPPA CONCETTUALE #### IL NETWORK LAYER - **Comunicazione HOST-TO-HOST** - **Svolge funzioni di:** - **Forwarding** - **Routing** - **È Connectionless** - **Usa Indirizzi logici (IP address)** - **Assegnati da ICANN (IANA)** - **Versioni:** - **IPv4** - **Prevede Indirizzi riservati** - **Formato 32 bit DEC diviso in NetID e HostID** - **IPv6** - **Usa tecniche di indirizzamento** - **Classful** - **Può usare Subnetting di tipo Statico e Dinamico (VLSM)** - **Classless** - **usata per Supernetting con necessità di CIDR e subnet mask definita con Bit a 1 in NetID e Bit a 0 in HostID** - **Apparati: ROUTER** #### DIDATTICA INCLUSIVA **Conoscenze:** - Conoscere i servizi offerti dal livello Network. - Conoscere il protocollo IP. - Conoscere la struttura degli indirizzi IP e delle subnet mask. - Conoscere la differenza tra indirizzo privato e indirizzo pubblico. - Conoscere i 4 livelli operativi (mode) della CLI con cui operare su un router Cisco. **Abilità:** - Saper segmentare una rete locale. - Saper usare la tecnica del supernetting. - Saper definire subnet mask di lunghezza variabile. - Saper configurare le interfacce di un router. - Saper usare la Command Line Interface (CLI) di un router. - Saper usare la porta console del router. **Competenze:** - Realizzare il piano d'indirizzamento di una LAN. - Riprodurre il funzionamento di una rete reale tramite la simulazione. - Interfacciarsi con il Sistema Operativo di un router per attività di configurazione e diagnostica. #### FLIPPED CLASSROOM - **A casa:** - Approfondisci Arpanet e le origini di Internet. - Sintetizza i risultati della tua ricerca in una mappa concettuale. - **In classe:** - Confrontate le mappe prodotte. - Dop un momento di discussione sulle eventuali differenze, create una mappa che raccolga i contributi di tutti. ## UNITÀ 3 IL NETWORK LAYER DEL TCP/IP ### LEZIONE 1 #### IL LIVELLO NETWORK E IL PROTOCOLLO IP **1.1 LE FUNZIONI SVOLTE A LIVELLO NETWORK** - Nello stack TCP/IP il Network Layer ha il ruolo di trasferire i pacchetti da un host mittente a un host destinatario, usufruendo dei servizi offerti dal sottostante livello Physical. - Per realizzare questa funzione, svolge due compiti fondamentali: - **Forwarding:** È l'attività di inoltro dei dati nella rete, svolta all'interno del router quando riceve un pacchetto da una linea (input link) e deve selezionare la linea su cui trasmetterlo (output link) per inoltrarlo al prossimo router. - **Routing:** Il livello Network determina il percorso (route) che seguono i pacchetti nella rete, passando da un router all'altro, usando alcuni algoritmi detti algoritmi di routing, descritti nell'Unità 5. Il routing permette anche la localizzazione degli instradamenti alternativi da usare in caso di guasti nella rete. **1.2 IL PROTOCOLLO IP** - Il protocollo IP, nelle versioni 4 e 6 si occupa dell'indirizzamento, della suddivisione in pacchetti e del trasferimento dei dati che arrivano dal Transport Layer. - IP è connectionless, dunque consente a due host di scambiarsi PDU, denominate IP datagram, senza stabilire una connessione. La consegna non è garantita a questo livello, ma, se richiesta dall'applicazione, se ne occupa il protocollo TCP a livello Transport. #### LEZIONE 2 #### LA STRUTTURA DEGLI INDIRIZZI IP **2.1 L'INDIRIZZO IP** - Il protocollo IP fornisce l'indirizzo logico degli host di una rete TCP/IP. - A ciascun host viene assegnato un indirizzo IP univoco rispetto alla rete su cui sta lavorando. - Quindi l'indirizzo IP assegnato a un host non solo rappresenta l'host, ma indica, unitamente alla subnet mask, anche su quale sottorete logica si trovi, consentendo l'inoltro dei pacchetti da parte dei router solo quando è necessario. - In realtà un indirizzo IP non identifica un host, ma una sua interfaccia di rete. - Nel caso in cui un nodo abbia più interfacce verso la rete, ogni interfaccia avrà un indirizzo diverso. **2.2 LE CLASSI** - L'indirizzo IP di un host è diviso in due parti: - **NetID (o NetworkID):** È l'indirizzo della rete in cui si trova l'host. - **HostID:** È l'indirizzo dell'host all'interno della rete NetID. - Se si assegna un numero di bit elevato al NetID, avremo molte piccole reti, ciascuna con pochi host. - Al contrario, se si usano pochi bit per il NetID, si avranno poche grandi reti, ciascuna con un elevato numero di host. - In base al valore dei bit più significativi, gli indirizzi IP sono suddivisi in 5 classi: A, B, C, D, E, ma solo le prime 3: A, B e C, possono essere utilizzate per assegnare indirizzi agli host. - Questo sistema di indirizzamento è detto classful. #### LEZIONE 3 #### PIANIFICAZIONE DI RETI IP: IL SUBNETTING **3.1 SUBNETTNG: DIVIDERE LA RETE IN SOTTORETI** - Per ottimizzare il traffico in una rete risulta particolarmente utile suddividerla in una serie di sottoreti logiche, collegate tra loro da router interni alla rete stessa. - Questa operazione di segmentazione della rete in sottoreti prende il nome di subnetting ed è stata specificata da IETF nel 1985 in RFC 950 "Internet Standard Subnetting Procedure". - Il subnetting si realizza "sacrificando" alcuni dei bit che le classi A, B e C dedicano agli host per definire un indirizzo di sottorete, SubnetID. **3.2 LA SUBNET MASK** - Per capire qual è l'indirizzo IP della rete a cui appartiene un host è sufficiente considerare i bit più significativi. - Con l'introduzione del subnetting, non è più così semplice. - Infatti, lo stesso indirizzo IP potrebbe appartenere alla seconda subnet di una rete che è stata suddivisa in 4 subnet. - Si è quindi definita una nuova stringa da 32 bit (esattamente come gli indirizzi IP) che prende il nome di subnet mask e ha lo scopo di indicare quanti bit dell'indirizzo appartengono alla rete e quanti all'host. **3.3 IL PROCESSO DI "MESSA IN AND”** - Il subnetting e le subnet mask svolgono un ruolo fondamentale nell'ottimizzare il traffico della rete. - Si individuano, dunque, due tecniche di inoltro dei pacchetti nella rete: - **Forwarding diretto:** Host mittente e destinatario hanno lo stesso NetID (incluso il SubnetID), quindi la comunicazione avviene all'interno della stessa rete senza coinvolgere il router. - **Forwarding indiretto:** Host mittente e destinatario hanno un diverso NetID (incluso il SubnetID), quindi sono su reti differenti, il pacchetto viene inviato al router che lo inoltrerà a un altro router e così via fino a destinazione. - Il meccanismo che permette di verificare se due host appartengono alla stessa rete (e sottorete) è detto processo di messa in AND (ANDing process) bitwise, cioè bit a bit. #### LEZIONE 4 #### ESEMPI DI PIANI DI INDIRIZZAMENTO IP **4.1 PIANO DI INDIRIZZAMENTO IN CLASSE B** - Si supponga di voler pianificare l'indirizzamento di una rete progettata per essere suddivisa in almeno 20 sottoreti in grado di contenere ciascuna almeno 80 host. **4.2 PROGETTARE UNA RETE CON SUBNET** - Progettare una rete suddivisa in 3 sottoreti locali con le seguenti caratteristiche: - 15 PC client - 3 computer server - 1 server e 5 client per ciascuna sottorete. - 1 router per collegare tra loro le 3 sottoreti. - Evidenziare gli apparati di rete e i mezzi trasmissivi utilizzati, assegnare tutti gli indirizzi IP necessari sapendo di avere a disposizione una rete in classe B con indirizzo 158.110.1.1 e di scegliere per comodità come subnet mask 255.255.255.0.