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Fondamenti di Internet e Reti
Fondamenti di Internet e Reti
Antonio Capone, Matteo Cesana, Ilario Filippini, Guido Maier
Fondamenti di Internet e Reti
4 - Livello Rete (parte 1)
Antonio Capone, Matteo Cesana, Ilario Filippini, Guido Maier
Fondamenti di Internet e Reti
• Lo strato di trasporto realizza la comunicazione tra due processi
• Lo strato di rete si incarica di trasferire i dati tra gli host che ospitano i due processi comunicanti
Strato di rete e strato di trasporto
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_________________________
processoapplicativo
_________________________
processoapplicativo
Strato di trasporto
Strato di rete
Fondamenti di Internet e Reti
• Inoltro / Forwarding:– Funzione locale con cui il router
trasferisce i pacchetti dall’ingresso all’uscita
• Instradamento / Routing:– Processo che determina i percorsi dei
pacchetti dalla sorgente alla destinazione
– Processo globale svolto dagli Algoritmi di Routingo Processo centralizzato vs distribuito, statico
vs dinamico, manuale vs dinamico
Funzioni fondamentali dello strato di rete
4
Fondamenti di Internet e Reti
Nodo di accessoNodo di transitoNodo di accessoSistematerminale
Sistematerminale
Vuoto
Vuoto
Stratisuperiori
Strato 1 Strato 1
Vuoto
Vuoto
Stratisuperiori
Strato 1 Strato 1Strato 1
Modo di trasferimento: commutazione a circuito
5
• Caratteristiche– I nodi intermedi vengono attraversati dai dati, ma non
eseguono alcuna elaborazione dell’informazione– Nei nodi intermedi è sufficiente che siano presenti solo
funzionalità dello strato fisico• Esempio: rete telefonica (connessione = chiamata)
Fondamenti di Internet e Reti
• Caratteristiche– In ciascun nodo intermedio devono essere realizzati tutti
gli strati dallo strato fisico allo strato di rete – I nodi intermedi eseguono le due funzioni base:
instradamento e inoltro• Esempio: rete Internet
Modo di trasferimento: commutazione a pacchetto
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Applicazione
Rete
Collegamento dati
Fisico
NodoSistema terminale Sistema terminale
Mezzo fisico Mezzo fisico
4
3
2
1 001000101011010 001000101011010
T-PDU
N-PDU
DL-PDU
Applicazione
Trasporto
Rete
Collegamento dati
Fisico
4
3
2
1
Rete
Collegamento dati
Fisicobit
Trasporto
Fondamenti di Internet e Reti
• Possibili servizi di rete– Consegna garantita– Consegna garantita con ritardo limitato– Consegna ordinata della sequenza dei pacchetti– Banda minima garantita– Sicurezza del contenuto trasportato
• Il livello di rete di Internet offre– Servizio Best Effort (Massimo impegno possibile) !!!
• Esistono altre reti che forniscono servizi di rete più sofisticati– ATM (non lo vedremo in questo corso)
Servizi del livello di rete
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Fondamenti di Internet e Reti
• Detto anche “connection-oriented”• Una fase di segnalazione precede la
fase di trasferimento dati• Attraversamento dei nodi intermedi
sulla base di– Una etichetta presente
nell’header del pacchetto (identificativo di circuito virtuale)
– Una tabella di inoltro presente in ogni nodo
• I pacchetti seguono tutti lo stesso percorso da sorgente a destinazione
• Vengono sempre recapitati in sequenza (nell’ordine in cui sono stati generati)
Servizio a circuito virtuale
8
Fase di segnalazione
23
1
123
321
A
B C
F E
D
A
B C
F E
D
ApplicationTransportNetworkDatalinkPhysical
ApplicationTransportNetworkDatalinkPhysical
1.Initiatesession4.Sessionconnected
2.Incomingsession3.Acceptsession
ApplicationTransportNetworkDatalinkPhysical
ApplicationTransportNetworkDatalinkPhysical
Fase dati
5.Datatx 6.Datarx
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• Detto anche “connectionless”• Attraversamento dei nodi sulla base di
– Un “indirizzo di destinazione” presente nell’header del datagramma– Una tabella di instradamento presente in ogni nodo
• Non esistono le fasi di segnalazione (aperture e chiusura della connessione)• Non ha senso parlare di “connessione” a livello di rete• I pacchetti possono percorrere strade diverse tra sorgente e destinazione
Servizio datagram
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applicationtransportnetworkdatalinkphysical
applicationtransportnetworkdatalinkphysical
1.Senddata 2.Receivedata
Fondamenti di Internet e Reti
Eventi indesiderati nel servizio datagramma
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DuplicazionePerdita
Fuori sequenza
321
1
1
2
32
3
2
A
B C
F E
D
23
2
23
1
2
1
321
A
B C
F E
D
1
2
3
1
3
321
A
B C
F E
D
Fondamenti di Internet e Reti
• I segmenti dello strato di trasporto vengono trasferiti dallo strato di rete dall’hostsorgente all’host destinazione– Lato sorgente, vengono incapsulati in
datagram– Lato destinazione, i segmenti vengono
consegnati allo strato di traspoto• I protocolli dello strato di rete sono
implementati in ogni host e in ogni router– I nodi di rete non implementano i livelli
superiori• I router esaminano i campi dell’header di
ciascun datagram IP che li attraversa– I datagram vengono inoltrati hop-by-hop fino a
destinazione
Strato di rete in Internetapplicationtransportnetworkdata linkphysical
applicationtransportnetworkdata linkphysical
networkdata linkphysical network
data linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysicalnetwork
data linkphysical
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Fondamenti di Internet e Reti
• Stack protocollare completo di Internet: TCP/IP protocol stack
Architettura di protocolli TCP/IP
12
Telnet HTTP FTP SMTP BGP SNMP
TCP UDP
IPICMP OSPF
ARP RARP
Network access
RIP
Transport layer
Networklayer
(Data-linklayer)(nonspecificatoinInternet)
Applicationlayer
Fondamenti di Internet e Reti
Funzioni base svolte dal router (richiamo)
1
23
0111
Valore nell’header del pacchetto in arrivo
routing algorithm
local routing tableheader value output link
0100010101111001
3221
Gli algoritmi di routing determinano il percorso end-to-end attraverso la rete
La tabella di routing governa l’attraversamento (local forwarding) di questo router
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