IP e subnetting - Sito Stek Andaloro

IP e subnetting
Ip
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IP (Internet Protocol) sta al livello 2 della scala
Tcp/Ip o al livello 3 della scala ISO/OSI.
Un indirizzo IP identifica in modo logico (non
fisico come nel caso del MAC Address) una
macchina (anche un'interfaccia....) all'interno
della rete.
Fornisce anche le informazioni utili
all'instradamento del pacchetto.
Intestazione Ip
Intestazione Ip
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Vers: 4 bit che indicano la versione dell'Ip, al
momento la Ipv4
IHL (Internet Header Lenght): 4 bit che indicano
la lunghezza dell'intestazione
TOS (Type of Service): tipo di servizio, indica la
priorità
Lunghezza totale: 16 bit, include l'header e i
dati
Identificativo: serve ad identificare in modo
univoco un datagramma
Intestazione Ip
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Flag: il primo bit è posto sempre a 0; il secondo
bit posto a 0 indica se si può frammentare; il
terzo bit posto a 0 indica che è l'ultimo
frammento
Offset: posizione del frammento nel
datagramma
TTL Time to Live (tempo di vita): indica il
numero massimo di tratti di rete che un
segmento può attraversare: ad ogni router
viene decrementato, appena arriva a 0 si
distrugge il pacchetto
Intestazione Ip
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Protocollo: indica il protocollo di livello
superiore
Checksum dell'intestazione: controllo
dell'errore:
–
Il checksum contenuto all’interno dell’intestazione IP e’
calcolato solo sull’intestazione IP (20 byte). Il calcolo del
checksum non viene eseguito su nessuno dei byte che
seguono l’intestazione IP. Per calcolare il checksum IP di
un frame in uscita per prima cosa il valore viene posto a
zero, quindi la somma a 16bit con complemento a uno
dell’intera intestazione viene calcolata (l’intestazione
viene considerata sempre come sequenze di parole a
16bit). Il complemento a 1 di questa somma viene quindi
memorizzata nel campo checksum dell’intestazione IP.
Quando il frame IP viene ricevuto la somma a 16bit con
complemento a uno viene calcolata.
Intestazione Ip
Essendo il checksum calcolato da chi ha trasmesso il
frame, gia’ compreso nel frame stesso, il checksum
calcolato dal ricevitore dovra’ avere tutti i bit a 1 (ffff in
notazione esadecimale, cioe’ uno dei due possibili valori
di 0 nella rappresentazione dell’aritmetica a complemento
a 1) se l’intestazione e’ stata ricevuta correttamente. Se il
checksum contiene un solo bit diverso da 1 allora il frame
viene scartato e non viene generato nessun errore. Sara’
compito di uno dei protocolli soprastanti IP (es TCP) a
richiedere la ritrasmissione del frame.
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Opzioni IP: registrazione del percorso o altri...
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Padding: riempitivo
Ip
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L'IP è formato da 32 bit (4 byte), viene espresso
sotto la forma decimale. Ogni byte va da 0 a
255.
Es: 137.204.213.210= convertirlo in base 2...
Ip
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Da più di 10 anni le comunicazioni di Internet
utilizzano oltre al vecchio sistema IPv4 (il più diffuso,
pubblicato nel 1981) anche il nuovo IPv6 (pubblicato
nel 1998). Per superare i limiti di IPv4, i progettisti di
IPv6 hanno definito un nuovo insieme di regole che
introduce diverse migliorie rispetto al precedente. Con
IPv6 il limite storico dell'IPv4 (circa 4 miliardi di
indirizzi) viene innalzato a circa 340 miliardi di miliardi
di miliardi di miliardi di indirizzi. IPv6 contiene
numerosi miglioramenti rispetto a IPv4, ma il suo
principale valore sta proprio nella quantità quasi
inesauribile di indirizzi. Con IPv6 gli indirizzi pubblici
non sono più un lusso e tutti gli apparati possono
avere un indirizzo univoco sull'intera rete.
L'indirizzamento univoco faciliterà enormemente la
crescita della rete e la comparsa di nuove modalità di
utilizzo.
Ip
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Gli indirizzi IPv6 sono composti di 128 bit e
sono rappresentati come 8 gruppi di 4 cifre
esadecimali (ovvero 8 word di 16 bit ciascuna).
Classi di indirizzi IP
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L'indirizzo IP si presenta come "spezzato".
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Net-ID: indirizzo di rete
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Host-ID: indirizzo dell'host
Classi di indirizzi IP
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Classe A (generalmente assegnate alle WAN):
2^8 indirizzi di rete, ogni rete ha 2^24 host
Classe B (generalmente assegnate alle grandi
LAN): 2^16 indirizzi di rete, ogni rete ha 2^16
host
Classe C (generalmente assegnate alle piccole
LAN): 2^24 indirizzi di rete, ogni rete ha 2^8
host
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Classe D: multicasting
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Classe E: usi futuri
Classi di indirizzi IP
Classi di indirizzi IP
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Es. 30.50.18.45 è un indirizzo di classe A
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Es. 200.50.18.2 è di classe C
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Si è pensato a strutturare le reti per classi per
aumentare il numero di indirizzi IP possibili,
anche perchè se 200.50.18.2 appartiene alla
rete 200.50.18.0 (ip non utilizzabile per un
host), l'indirizzo 200.50.18.255 è definito
indirizzo broadcast (ip non utilizzabile per un
host)
NAT
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Una rete con una ventina di host usa una classe di indirizzi
privati del tipo 192.168.0.0. In qualche punto del path
(percorso) che collega la rete ad Internet c’è un dispositivo che
fa il NAT (Network Address Translation), tipicamente il firewall o
il router, che espone la rete verso Internet con un unico
indirizzo IP pubblico. Il device NAT si comporta così: nel
pacchetto in uscita toglie l’indirizzo privato ed inserisce il proprio
(pubblico), quando il pacchetto di risposta arriva fa il processo
inverso, toglie il proprio IP e mette l’indirizzo privato dell’host
che ha generato la sessione, e glielo inoltra.
Da sottolineare come in NAT sia completamente trasparente
per gli host in comunicazione. Inoltre non esiste alcun modo per
stabilire se e quanti host privati ci siano dietro un IP pubblico
“nattato”. In parole povere il vostro provider non è in grado di
sapere se in casa vostra c’è un solo PC oppure un intero
datacenter.
Subnetting
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Le tre classi nelle quali sono suddivise le reti
vincolano a usare dimensioni prefissate in
termini di indirizzi disponibili e non possono
certo soddisfare le esigenze di tutte le possibili
realtà di LAN: in molti casi una rete di classe A
o B è troppo grande e una rete di classe C
troppo piccola.
Il subnetting è l'operazione che viene effettuata
sul campo host, suddividendolo in due parti per
organizzare la rete in parti più piccole: le
sottoreti.
Subnetting
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Es. prendiamo una rete di classe B:
137.204.0.0
possiamo assegnare il terzo byte alle sottoreti
(creandone quindi 2^8 sottoreti) e l'ultimo byte per gli
host (2^8-2 host).
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Per suddividere una rete molto grande in piccole
sottoreti si fa uso di uno strumento chiamato Subnetmask.
Ad esempio la subnet-mask precedente è
255.255.255.0
11111111.11111111.11111111.00000000 (o anche /24)
Subnetting
Subnetting
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Es. 192.168.8.10/24 (255.255.255.0)
Network-ID = 192.168.8.0 (banalmente...)
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Es. 10.10.0.1/13 (255.248.0.0)
la sua subnet è 10.8.0.0
Indirizzo
in
decimale
10
10
0
1
Indirizzo
in binario
00001010
00001010
00000000
00000001
Subnet in
binario
11111111
11111000
00000000
00000000
AND
00001010
00001000
00000000
00000000
Subnetting
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Es. 10.0.2.201/30 (255.255.255.252)
la sua subnet è 10.0.2.200
Indirizzo
in
decimale
10
0
2
201
Indirizzo
in binario
00001010
00000000
00000010
11001001
Subnet in
binario
11111111
11111111
11111111
11111100
AND
00001010
00000000
00000010
11001000
Subnetting
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Il numero massimo di host che una sottorete
può contenere è 2^h-2 dove h è il numero di bit
assegnati agli host. Il "-2" si fa per eleiminare
dalla conta l'indirizzo di rete e l'indirizzo
broadcast.
In realtà nelle sottoreti non isolate, almeno un
indirizzo dovrà essere assegnato al Default
Gateway, che è il dispositivo router verso cui
instradare tutto il traffico diretto al di fuori della
sottorete.
Subnetting
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Ora riguardando l'esercizio precendente, con
una mask /24 sarà possibile avere 2^8 sottoreti
dalla 137.200.0.0, quindi il numero di sottoreti è
uguale a 2^s, dove s è il numero di bit
assegnati alla subnet.
Esempio:
l'host 192.168.10.200 con subnet-mask
255.255.255.192 (/26)
Subnetting
Indirizzo
in
decimale
192
168
10
200
Indirizzo
in binario
11000000
10101000
00001010
11001000
Subnet in
binario
11111111
11111111
11111111
11000000
AND
11000000
10101000
00001010
11000000
La sua subnet è 192.168.10.192/26, poichè
l'indirizzo è di classe C, su 26 bit i primi 24 sono
riservati alla rete e 2 alla sottorete: perciò sono
possibili quattro sottoreti a 26 bit:
–
–
–
–
192.168.10.00000000=0
192.168.10.01000000=64
192.168.10.10000000=128
192.168.10.11000000=192
Subnetting
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Es. fare lo stesso con 10.143.0.0 con subnet-mask 255.128.0.0
Indicare l'indirizzo del primo e dell'ultimo host della 30° rete
dell'indirizzo 135.12.0.0 in cui 10 bit sono per gli host e i
rimanenti per le subnet.
Indicare l'indirizzo del 15° host della 10° rete dell'indirizzo
194.126.9.0 in cui 4 bit sono per gli host e i rimanenti per le
subnet.
L'indirizzo di rete di classe B 142.8.0.0 è suddiviso in sottoreti
dedicando 6 bit alla subnet e 10 bit agli host.
Specificare l'indirizzo del terzo host della seconda
subnet.
– Specificare l'indirizzo valido minimo e massimo degli host
della quarta subnet.
Alla rete di indirizzo 205.12.15.0 si dedicano 4 bit alle subnet e
4 bit agli host. Qual è l'indirizzo del terzo host della quarta
subnet?
–
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