Livelli
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Tecnologie dell'Informazione e della Comunicazione I protocolli di rete INTERNETWORKING Prof. Mauro Gaspari La comunicazione in rete è basata sul concetto di Standard Definizione: uno standard di rete è costituito da un insieme di regole e convenzioni che specificano come avviene la comunicazione tra due o più elementi hardware o processi software eseguiti su macchine diverse. Messaggio Client PC Messaggio Messaggio Server Tipicamente gli standard si focalizzano su i diversi aspetti della comunicazione sia hardware che software: •Standard di trasmissione sui collegamenti hardware: ad esempio ethernet, Token-ring, DQDB. •Protocolli software: ad esempio TCP/IP. Perché sono necessari gli standard? Molti venditori e fornitori componenti di reti. Importante raggiungere un accordo. La definizione di standard permette la comunicazione tra calcolatori progettati con criteri diversi. Incrementa il mercato dei prodotti che aderiscono ad un certo standard. Diverse tipologie di Standard Standard de facto: si sono imposti senza nessun tipo di pianificazione, per motivi tecnici. UNIX TCP/IP Standard de jure: standard imposti da autorità internazionali e progettati da organizzazioni per promuovere la standardizzazione: IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ISO (International Standard Organization) ANSI (American National Standards Institute) Punto importante: La comunicazione è basata su diversi livelli Client PC Messaggi o Server Il concetto di Protocollo I vari livelli vengono descritti da protocolli. Un protocollo di rete specifica: Formato dei messaggi che vengono scambiati (struttura e sintassi); Sequenze di messaggi, ovvero regole precise che indicano le modalità di interazione – ad esempio una risposta segue sempre una richiesta; Semantica dei messaggi: Il significato dei valori nei diversi campi. Esempio di organizzazione a livelli The philosophertranslatorsecretary architecture. Relazione tra protocollo e servizio • In un' architettura a livelli un protocollo fornisce servizi al livello superiore e utilizza servizi del livello inferiore. Organizzazione a livelli dei Protocolli di rete Livelli, protocolli e interfacce. Un esempio Comunicazione di messaggi in TCP/IP livello applicazione HTTP Msg Livello trasporto Livello Data-link Livello fisico Client PC Livello trasporto TCP Msg Livello internet Livello internet Livello internet Livello Data-link Livello Data-link Livello Data-link Livello fisico Livello fisico Livello fisico Router Server Pacchetto IP Ethernet Frame livello applicazione Ethernet Switch Un esempio Comunicazione di messaggi in TCP/IP: Livello applicazione livello applicazione HTTP Msg Programma Applicativo Su webserver Browser Client PC livello applicazione Ethernet Switch Router Server Scopo del livello applicazione Lo scopo del livello applicazione è quello che permette di far comunicare tra loro due programmi applicativi eseguiti su host diversi. Quando un browser manda una richiesta a un webserver, lo standard per la comunicazione è un protocollo denominato Hypertext Transfer Protocol (HTTP). Per questo motivo gli URL dei siti cominciano con HTTP://. Altri tipi di applicazioni utilizzano standard diversi basati su altri tipi di protocolli a livello applicazione. Vedremo nel dettaglio alcuni tipi di applicazioni. Scambio di messaggi con TCP/IP Livello trasporto Riguarda la comunicazione tra host Host-to-Host HTTP funziona se viene usato TCP Al livello di trasporto Livello trasporto Client PC Livello trasporto TCP Msg Ethernet Switch Router Server Scopo del livello di trasporto Lo scopo del livello di trasporto è quello di permettere la comunicazione tra due host anche se si tratta di calcolatori di tipo diverso, ad esempio PC o un workstation server. Se si utilizza HTTP al livello applicazione, è necessario utilizzare un Transmission Control Protocol (TCP) al livello di trasporto. Altre applicazioni possono richiedere standard diversi a livello di trasporto. Trasmissione ai livelli fisico data link e internet Route rete Y Rete X Switches rete Y Rete Z Switches Routers Comunicazione TCP/IP: il livello IP Comunicazione Hop-by-Hop attraverso internet Host-Router-Router-…Router-Host Livello internet Client PC Pacchetto IP Livello internet Livello internet Ethernet Switch Router Server Il livello internet Lo scopo di questo livello è quello di instradare i pacchetti dal host sorgente all’host destinazione attraverso diverse sottoreti connesse da router. TCP necessita dell’utilizzo di Internet Protocol (IP) al livello internet. Scambio di messaggi con TCP/IP Il livello Data LINK Trasmissione di tipo Hop-by-Hop attraverso una rete Station-Switch-Switch-…-Switch-Station Livello Data Link Livello Fisico Eth Frame Livello Data Link Livello Data Link Livello Data Link Livello Fisico Livello Fisico Livello Fisico Propagazione attraverso un singolo cavo, Fibra ottica, o connessione radio Client PC Ethernet Switch Router Server Trasmissione ai livelli fisico data link e internet Data Link rete X Switches rete Y rete Z Routers Switches NB: Ci sono 3 Data Links. Uno per ciascuna rete attraversata Il livello Data Link Lo scopo del livello data link layer è di gestire il movimento dei messaggi da un host sorgente a un host destinazione oppure a un router attraverso un unica rete che contiene switches. Ad esempio se un host è situato in una LAN di tipo Ethernet viene utilizzato uno standard di livello data link di tipo Ethernet. Trasmissione ai livelli fisico data link e internet Rete X Link fisici Switches Rete Y Rete Z Switches NB: Nell’esempio ci sono 7 Links fisici Routers Scopo del livello fisico Lo scopo del livello fisico è quello di controllare la trasmissione di bit utilizzando cavi, onde radio o altre connessioni tra un host e uno switch, oppure tra coppie di switch, oppure tra uno svitch e un router. Ad esempio, se un host è in una LAN di tipo Ethernet, si utilizza uno standard di trasmissione legato al livello fisico di Ethernet. Scopo del livello fisico Connettori Mezzi di trasmissione Diversi livelli di voltaggio Per rappresentare 0 e 1 Diversi protocolli usati in due esempi Livelli Esempio 1: Accesso a Internet da una LAN Esempio 2: Scaricare E-Mail su internet da linea Telefonica con un modem Applicazione HTTP POP Trasporto TCP TCP Internet IP IP Data Link Ethernet PPP (Point-to-Point Protocol) Fisico Ethernet Modem (V.92) Confronto tra I livelli fisico, data link, internet Livello Fisico Data Link Formato messaggi Nessuno trasmissione Frame : Bit-by-Bit Internet Pacchetti Dispositivi Di connessione Repeater (Hub) Switch Router Livello dei Dispositivi* 2 3 1 *I dispositivi si possono caratterizzare con il livello massimo a cui operano, possono operate anche ai livelli più bassi. Confronto tra I livelli fisico, data link, internet Livello Convenzione sul formato Fisico Nessuna Data Link Gli Switches convertono il formato tra diverse connessioni a livello fisico su porte diverse Fibra Ottica UTP Client PC Internet Switch Server Confronto tra I livelli fisico, data link, internet Livello Convenzioni sul formato Fisico Data Link I router convertono I dati quando si passa tra reti diverse— Caratterizzate da diversi data link e diversi livelli fisici Nessuna Rete Ethernet Rete ATM Router Internet Regola: tutti gli switch di una rete e tutti i router in una internet devono seguire lo stesso standard Rete 1 (Ethernet) Ethernet Switch Rete 2 Ethernet Switch Router (IP) Client PC Ethernet Switch Rete 3 (ATM) Router (IP) Server ATM Switch ATM Switch Architetture: TCP/IP, OSI, e ibride TCP/IP-OSI TCP/IP OSI Applicazione Hybrid TCP/IP-OSI Applicazione Presentazione Sessione Applicazione Trasporto Trasporto Transport Internet Rete Internet Utiulizzo di Standards Data Link OSI Fisico Data Link Fisico Architetture: TCP/IP, OSI, e ibride TCP/IP-OSI L’architettura ibrida TCP/IPOSI è utilizzata su internet e sulla maggior parte delle reti aziendali. Le agenzie che hanno curato lo standard OSI sono la ISO e la ITUT (International Telecommunication Union – Telecommunication Standard Sector). L’agenzia di standards che ha curato TCP/IP è la IETF (Internet Engineering Task Force). La maggior parte dei documenti IETF sono chiamati RFC (Requests For Comments). Alcune tra le RFC—ma non tutte—sono dei protocolli standard di Internet. NB La configurazione più comune per gli standard di rete è quella di utilizzare gli standard OSI a livello fisico e data link e lo standard TCP/IP ai livelli internet, trasporto, e applicazione. È molto importante tenere presente che questa architettura ibrida basata su TCP/IP – OSI è quella di internet. Livello sessione di OSI App 1 App 2 Il livello sessione (Livello 5) Gestisce serie di transazioni Tra applicazioni Su una connessione di trasporto App 3 App 4 Livello di Trasporto Rete o Internet Server Client PC Analisi del livello sessione OSI OSI TCP/IP Molto utile per applicazioni che necessitano di gestire scambi di messaggi intensivi e frequenti. Comunque solo popche applicazioni necessitano di questa caratteristica. Le applicazioni devono farsi carico di gestire lo scambio dei messaggi. L’architettura non fornisce un supporto generale per le sessioni. Livello presentazione di OSI App 2 Sintassi Interna A Livello presentazione (Sintassi di trasferimento C) App 3 Sintassi Interna B Il livello di presentazione gestisce la sintassi dei messaggi Gli Host possono utilizzare diverse rappresentazioni per I dati, etc. Il livello presentazione permette di comunicare accordandosi Su una sintassi comune per il trasferimento Analisi del livello presentazione di OSI OSI TCP/IP Molto utile perché tratta formati dei dati differenti tra loro. Libera le applicazioni dal compito di trattare differenze di formattazione dei dati Ogni applicazione deve gestirsi le differenze in rappresentazione da sola. Alcuni standard per codificare messaggi come MIME aiutano il ricevente a scoprire il tipo di file o dato contenuto in un messaggio. Altre Architetture Standard IPX/SPX NetBEUI LAN piccole con vecchi server Microsoft SNA Novell NetWare file servers Mainframe computers AppleTalk AppleTalk Utilizzare pacchetti di architetture diverse Tutte le architetture dei protocolli hanno pacchetti che possono essere trasportati su frame. I Frame non sanno che tipo di pacchetti contengono e quindi diverse architetture di protocolli si possono mescolare in una singola rete. IP Packet IPX Packet Un Ethernet Frame in una rete Ethernet Architettura altri Standard TCP/IP IPX/SPX Applicazione NetBEUI vari NetBIOS SPX NetBEUI NCP Trasporto Internet IPX Manca il liv. Internet Usa gli Standards OSI Usa gli Standards OSI Usa gli Standards OSI Architettura di altri standard TCP/IP Applicazione OSI SNA Applicazione Manca il livello applicazione** Presentazione Servizi Network Addressable Unit (NAU)*** Sessione Utilizza livelli OSI ma propietari Per i protocolli ai livelli sopra quello fisico Controllo Data Flow e data link Controllo di trasmissione Trasporto Trasporto Internet Rete Controllo di cammini Usa gli Standards OSI Data Link Usa gli Standards OSI Fisico AppleTalk Usa gli Standards OSI NB Anche se il corso si focalizza sullo standard OSI per I bassi livelli del protocollo e su TCP/IP per I livelli più alti perché si tratta della soluzione più comune, molte organizzazioni utilizzano standard diversi ai livelli più alti (TCP/IP, IPX/SPX, SNA, AppleTalk, Net BEUI, etc). Livelli alti: TCP/IP Il più frequente ma non l’unico oppure IPX/SPX Livello fisico e Data Link: OSI Praticamente sempre oppure: SNA Alcuni Dettagli sulla Comunicazione verticale tra i livelli in un host ed internetworking Livello Internet Livello Data Link Livello Fisico Comunicazione verticale nell’host che spedisce il messaggio gestore Livello Internet gestore livello Data Link Pacchetto IP DL-T IP Packet IP Pacchetto gestore Livello Fisico Host A DL-H Comunicazione verticale nell’host che spedisce il messaggio Azioni al livello internet Si crea un pacchetto IP Si passa il pacchetto al livello data link Azioni al livello data link Si crea un nuovo frame Incapsula il pacchetto IP nel campo dati del frame aggiungendo un header e in alcuni casi un trailer Passa il frame al livello fisico Incapsulamento L’incapsulamento si ottiene quando si mette un pacchetto nel campo dati di un frame. Trailer A livello Data Link Pacchetto IP nel Campo dati del frame Frame Header A livello Data Link Struttura pacchetti IP (IPv4) Bit 0 La figura mostra l’organizzazione dei 32 Bit di ciascuna linea Versione Lunghezza header (4 bits) (4 bits) Lunghezza totale (16 bits) Diff-Serv (8 bits) Flags (3 bits) Identificazione (16 bits) Time to Live (8 bits) Bit 31 Protocollo (8 bits) 1=ICMP, 6=TCP, 17=UDP Fragment Offset (13 bits) Header Checksum (16 bits) Struttura pacchetti IP (IPv4) Indirizzo IP di chi spedisce il pacchetto (32 bits) Indirizzo IP del destinatario (32 bits) Opzioni (if any) Padding Data Field (dozens, hundreds, or thousands of bits) Pacchetti IPv6 Bit 0 Version Value is 6 (0110) IP Version 6 Packet Diff-Serv (8 bits) Flow Label (20 bits) Marks a packet as part of a specific flow The IETF has defined a new version of IP. This is Internet Protocol Version 6 (IPv6). Payload LengthThe Version field Nextvalue Header Hop Limit is 6 (0110). (16 bits) (8 bits) (8 bits) Source IP Address (128 bits) Destination IP Address (128 bits) Next Header or Payload (Data Field) Bit 31 Pacchetti IPv6 Versione: ha valore 6 (0110) Hop Limit: Come TTL in IPv4 Next Header Campi indirizzo Come Protocol in v4 ma identifica anche option headers Ciascuno di 128 bits Permette di includere un numero quasi infinito di indirizzi IP Una delle maggiori motivazioni alla base di IPv6 Comunicazione verticale sull' host a cui è destinato il messaggio (Host B) gestone Livello Internet Pacchetto IP DL-T IP Packet Packet IP DL-H gestore livello Data Link gestore Livello Fisico Host B Comunicazione verticale sul host a cui è destinato il messaggio (Host B) Azioni del processo a livello fisico Azioni del processo a livello Data Link Converte segnali in bit di un Frame Passa il Frame al processo che gestisce il data link Controlla l’ header e il trailer (se esiste) del Frame Estrae il pacchetto IP dal Frame Passa il pacchetto al livello internet Comunicazione verticale su uno Switch X1 A Frame Switch X1 Processo a livello data link B Frame Porta 1 Porta 2 Porta 3 Porta 4 Fisico Fisico Fisico Fisico Host A Switch X2 1 2 3 4 Comunicazione verticale su un Router R1 Pacchetto IP DL-T IP Packet IP Pacchetto Livello internet Porta Porta 2 Porta 3 Porta 4 1 DL DL DL DL DL-H Fisico Fisico Fisico Fisico Router R1 Switch X2 Il router R1 riceve frame dallo Switch X2 nella Porta 1. Porta 1 al livello DL si estrae il pacchetto. Porta 1 il pacchetto DL viene passato al livello internet. Comunicazione verticale su un Router R1 Pacchetto IP Livello internet Porta 1 Porta 2 Porta 3 Porta4 DL DL DL DL DL-T IP Packet IP Pacchetto Fisico Fisico Fisico Fisico Router R1 Router 2 Il livello Internet manda pacchetti in out sulla Porta 4. Il livello DL sulla Porta 4 incapsula i pacchetti in un frame. Il livello DL passa il frame sulla Porta 4 al livello fisico Il livello fisico spedisce I bit come segnali al Router 2 DL-H Dettagli dell'attivita' sui Frame in un Router Programma a livello internet (Decisioni di instradamento) 2. PPP IP PPP T Packet H Programma A liv. Data Link Programma A liv. Data Link 1. Interfaccia 2 Serial Port Interfaccia 1 (uscita) Modem (ingresso) Livello Telephone Livello fisico Line fisico Primo PPP User PC Router Standard fisici E Data Link Non conosciuti Secondo Router Un Frame che arriva a un Router IP Packet 3. Programma a livello internet (Decisioni di instradamento) 2. PPP IP PPP T Packet H Programma A liv. Data Link Programma A liv. Data Link 1. Serial Port Interfaccia 1 Modem (ingresso) Telephone Livello Line fisico PPP User PC Interfaccia 2 (uscita) Livello fisico Primo Router Standard fisici E Data Link Non conosciuti Secondo Router Decisioni di Routing (instradamento) Un pacchetto arriva su una porta Destination Host Su quale porta deve rispedire il pacchetto il router? Router F Tabella di Routing Ethernet LAN Incoming Packet Router E Router G Frame Relay Network Telephone Connection Token-Ring LAN Router H Router I Una decisione di routing L’host destinazione puo’ essere in una delle reti collegate al router. Il Router spedisce il pacchetto in quella rete Destination Host Router F Tabella di Routing Ethernet LAN Router G Router E Frame Relay Network Telephone System Token-Ring LAN Router I Router H Una decisione di routing Se l’host destinazione non e’ in una sottorete, il router deve selezionare il migliore next-hop router (NHR) Router F Ethernet LAN Tabella di Routing Telephone System Router G ? Router E ? Frame Relay Network ? Token-Ring ? LAN Router I Router H Una decisione di routing Nell’esempio, il router seleziona il NHR G sulla rete Frame Relay come MIGLIORE NHR, e spedisce il pacchetto al Router G. Destination Host Router F Tabella di Routing Ethernet LAN Router G Router E Telephone System Frame Relay Network Token-Ring LAN Router I Router H Una decisione di routing Una sottorete puo’ avere piu’ NHR Non e’ abbastanza specificare una porta di una sottorete; bisogna anche specificare il NHR Router F Tabella di Routing Ethernet LAN Router G Router E Frame Relay Network Telephone System Token-Ring LAN Router I Router H Inviare il Frame back-out Programma a livello internet (Decisioni di instradamento 4. IP Packet 5. Programma A liv. Data Link Programma A liv. Data Link DL IP DL T Packet H 6. Serial Porta 1 Port (Incoming) Modem Physical Telephone Layer First User PC Line PPP Router Porta 2 (Outgoing) Physical Layer Next-Hop Router Conversione di formati Programma a livello internet (Decisioni di instradamento PPP IP PPP T Packet H User PC Programma Programma A liv. Data Link A liv. Data Link Serial Port Modem Telephone Line PPP First Router DL IP DL T Packet H Unknown Physical and Data Link Standards Second Router Indirizzamento basato su indirizzi IP gerarchici Network Part (non sempre 16 bits) Subnet Part (non sempre 8 bits) Host Part (non sempre 8 bits) Il Totale e’ sempre 32 bits. 128.171.17.13 The Internet UH Network (128.171) CBA Subnet (17) Host 13 126.171.17.13 Standards per I livelli di applicazione App 1 App 2 Livello applicazione App 3 App 4 Rete o Internet Client PC NB: Server Gli standard a livello applicativo permettono di eseguire le tipiche applicazioni di rete utilizzando regole condivise da tutti. Ad esempio: la posta elettronica, il Web. Si analizzeranno nelle prossime lezioni alcuni di questi protocolli applicativi. Livello applicazione User Applications 5 Application HTTP 4 Transport SMTP Many Others TCP Supervisory Applications DNS Routing Many Protocols Others UDP A livello applicazione ci sono ICMP 3 Internet IP ARP applicazioni utente e applicazioni di supervisione. 2 Data Link None: Use OSI Standards 1 Physical None: Use OSI Standards Standards per I livelli di trasporto App 1 App 2 App 3 App 4 Livelli di trasporto Rete o internet Client PC NB: Server Gli standard a livello di trasporto possono connettere computer di tipo diverso; In genere gli standard a livello di trasporto sono affidabili e correggono eventuali errori. Livello di trasporto User Applications 5 Application HTTP 4 Transport 3 Internet 2 Data Link 1 Physical SMTP Many Others TCP Supervisory Applications DNS Routing Many Protocols Others UDP IP ICMP None: Use OSI Standards L'Internetworking riguarda i livelli internet e di trasporto. None: Use OSIaStandards Ci sono solo pochi standards questi livelli. ARP Tipologie di Servizi di trasporto Con connessione – garanzie TCP Senza connessione – velocità UDP TCP e UDP Layer Protocol ConnectionOriented? Reliable? Lightweight or Heavyweight? 4 (Transport) TCP Yes Yes Heavyweight 4 (Transport) UDP No No Lightweight 3 (Internet) IP No No Lightweight Esempio di primitive a livello di trasporto • Cinque primitive standard per realizzare servizi con connessione. Esempi di primitive a livello di trasporto • Pacchetti spediti in una semplice interazione cliente servente a livello di trasporto in una rete orientata alle connessioni. Spezzettamento dei messaggi a livello di trasporto Segmento TCP Bit 0 Bit 31 Source Port Number (16 bits) Destination Port Number (16 bits) Sequence Number (32 bits) First octet in data field Acknowledgment Number (32 bits) Last octet plus one in data field of TCP segment being acknowledged Header Length Reserved Flag Fields (4 bits) (6 bits) (6 bits) Window Size (16 bits) TCP Checksum (16 bits) Urgent Pointer (16 bits) Options (if any) Padding Data Field Flag fields are one-bit fields. They include SYN, ACK, FIN and RST. Transmission Control Protocol (TCP) PC Transport Process Webserver Transport Process 1. SYN (Open) Open 2. SYN, ACK (1) (Acknowledgement of 1) 3. ACK (2) 3-Way Open TCP e’ un protocollo basato su connessioni (Connection-Oriented Protocol) Transmission Control Protocol (TCP) I dati vengono trasferiti solo dopo aver stabilito la connessione PC Webserver Transport Process Transport Process 1. SYN (Open) Open 2. SYN, ACK (1) (Acknowledgement of 1) (3) 3. ACK (2) Carry HTTP Req & Resp (4) 4. Data = HTTP Request 5. ACK (4) 6. Data = HTTP Response 7. ACK (6) Transmission Control Protocol (TCP) Acknowledgements Viene segnalata la ricezione di ciascun segmento TCP inviato (ack acknowledged), ad eccezione dei messaggi spediti per scopi di acknowledgement e reset (later) Il processo che spedisce deve ascoltare per verificare che tutti i segmenti TCP sono stati ricevuti (acknowledged) Se un certo segmento non e’ acknowledged in un tempo ragionevole, il mittente lo rispedisce TCP e’ affidabile (reliable protocol) TCP e’ Reliable E’ meglio fare la correzione degli errori una sola volta alla sorgente e alla destinazione piuttosto che ad ogni passo. X X Transmission Control Protocol (TCP) PC Transport Process Webserver Transport Process 12. FIN (Close) Close (4) 13. ACK (12) 14. FIN 15. ACK (14) 4-Way Close Normale operazione di chiusura Transmission Control Protocol (TCP) PC Transport Process Webserver Transport Process 12. RST (Close) Close (4) Reset Chiusura brusca Senza Acknowledgement Di solito quando si verifica una condizione di errore Use of TCP (and UDP) Port Numbers Servers use wellknown port numbers for their major applications. Port 80 = HTTP Ports 20, 21 = FTP Port 21 for supervisory information Port 20 for file transfers Port 23 = Telnet Port 25 = SMTP (Email) Use of TCP (and UDP) Port Numbers, Continued Clients Use Ephemeral Port Numbers. By IETF rules, Ports 49153 to 65535. Windows follows the rules. Unix programs usually do not. The client chooses a random ephemeral port number for each new connection. Use of TCP (and UDP) Port Numbers, Continued Registered Port Numbers Ports 1024 through 49151. For nonmajor applications. Unix does not follow the rules for port number ranges. Unix uses some registered port numbers as ephemeral port numbers. Use of TCP (and UDP) Port Numbers, Continued Socket A socket is an IP address, a colon, and a port number. Example: 128.171.17.13:80 For servers, specifies a specific application on a specific server. For clients, specifies a specific connection on a specific client. Use of TCP (and UDP) Port Numbers, Continued Ephemeral Source Port Number (50047) Client 60.171.18.22 From: 60.171.18.22:50047 To: 1.33.17.13:80 Well-Known Destination Port Number (80) A connection has both a source and destination socket. Webserver 1.33.17.13 Port 80 Socket is based on the packet IP addresses and the TCP or UDP port number fields SMTP Server 123.30.17.120 Port 25 Use of TCP (and UDP) Port Numbers, Continued Client 60.171.18.22 From: 60.171.18.22:50047 To: 1.33.17.13:80 From: 1.33.17.13:80 To: 60.171.18.22:50047 In two-way communication, the sockets are reversed for transmissions in the opposite direction. Webserver 1.33.17.13 Port 80 SMTP Server 123.30.17.120 Port 25 Use of TCP (and UDP) Port Numbers, Continued Client 60.171.18.22 From: 60.171.18.22:50047 To: 1.33.17.13:80 If a client connects to two servers, it will select different ephemeralWebserver port numbers (50047 and 60003) for the two1.33.17.13 connections Port 80 From: 60.171.18.22:60003 To: 123.30.17.120:25 SMTP Server 123.30.17.120 Port 25 Segmenti TCP e Datagram UDP UDP Datagram Bit 0 Sequence Port Number (16 bits) Destination Port Number (16 bits) UDP Length (16 bits) UDP Checksum (16 bits) Data Field Bit 31 UDP Datagram PC Transport Process Webserver Transport Process UDP Datagram Close (4) Connectionless and Unreliable Carica meno la rete rispetto a TCP E’ utile quando la perdita occasionale Di un messaggio di un applicazione non e’ un problema serio Come per i messaggi regolari sullo stato della rete Oppure quando non c’e’ tempo per ritrasmettere, Come per la trasmissione della voce TCP Versus UDP TCP UDP Layer Transport Transport Message name TCP segment UDP datagram Processing power required Heavyweight Lightweight Reliability Reliable Unreliable Connections? Connection-oriented Connectionless Layer 3 Switches and Routers in Site Internets To Other Sites Border Router L3 Layer 3 Switch Layer 3 Switch L3 Layer 3 switches are routers. Ethernet Workgroup However, they are faster than Switch traditional software-based routers because they do processing in hardware. Ethernet Switches are faster than routers, Workgroup so marketers invented “Layer 3 switch. Switch Layer 3 Switches and Routers in Site Internets, Continued To Other Sites Border Router Layer 3 Switch L3 Layer 3 Switch L3 Layer 3 switches are routers. Ethernet Workgroupmean However, hardware limitations Switch that they are limited routers. They are not full multiprotocol routers. They only support TCP/IP Ethernet and, sometimes, IPX/SPX. Workgroup Switch This limits their usefulness. Layer 3 Switches and Routers in Site Internets, Continued To Other Sites Border Router L3 Layer 3 Switch Layer 3 Switch L3 Layer 3 switches are routers. Ethernet Workgroup However, hardware limitations mean Switch that they are limited routers. They usually cannot connect to WANs because they usually only implement Ethernet Ethernet at the data link layer. Workgroup Switch A router is normally used at the border. Layer 3 Switches and Routers in Site Internets, Continued Like traditional routers, L3 switches To considerable management labor. require Router Other Sites Therefore, they usually do not replace workgroups switches at the bottom of the hierarchy. Layer 3 Switch L3 Layer 3 Switch L3 Ethernet Workgroup Switch Ethernet Workgroup Switch User Internet Control Message Protocol (ICMP) for Supervisory Messages Router Host Unreachable Error Message Echo Request (Ping)IP was created to deliver packets. ICMP was created to support Echo supervisory messages at the internet layer. Reply Internet Control Message Protocol (ICMP) for Supervisory Messages, Continued Router Host Unreachable Error Message Echo Request (Ping) ICMP messages are Echo carried in the data fields Response of IP packets. There are no transport or application layer messages. ICMP IP Message Header Internet Control Message Protocol (ICMP) for Supervisory Messages, Continued Router Host Unreachable Error Message Echo Request ICMP IP ICMP error messages (Ping) Message advise senders of delivery problems.Header Echo Reply This is not reliability; there is no automatic error correction. This is only error advisement. Internet Control Message Protocol (ICMP) for Supervisory Messages, Continued Echo messages can be used toRouter “ping” IP addresses or host names. Host Unreachable Pinged hosts reply with echo reply messages. Error Message This response indicates that the host is active. Echo (Ping) Echo Reply ICMP IP Message Header Internet Control Message Protocol (ICMP) for Supervisory Messages Router “Host Unreachable” Error Message ICMP Message “Echo Reply” “Echo” IP Header