Modello TCP/IP
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Confronto OSI e TCP/IP
Livello Rete Internet Protocol IP
Livello Trasporto UDP/TCP
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Modello OSI
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Modello per la comunicazione in rete costituita
da sette livelli ideata e standardizzata (standard
de jura) ...
Schema di comunicazione OSI fra
computer in rete
Applicazione
Presentazione
Sessione
Trasporto
Rete
Collegamento dati
Fisi...
Modello TCP/IP

In uso sulle reti
Internet

Standard de facto
imposto dalla
tecnologia

Supporto Multi-
piattaforma

4...
Comunicazione TCP/IP
I Livelli del Modello TCP/IP

La comunicazione fra computer su Internet o in rete TCP/IP avviene fra livelli
paritetici e...
Livello rete IP

Un indirizzo IP è un quaterna di numeri
decimali che possono variare da 0 a 255,
essendo complessivament...
Struttura dell'indirizzo IP
Un indirizzo IP è composto da 32 bit, alcuni di
questi bit sono dedicati all'identificazione d...
Classi IP

Si definisce classe di indirizzamento IP degli
indirizzi IP che hanno struttura specifica nella
lunghezza dei ...
Classi IP
Classe
IP
Bit
iniziali
Numero Bit
Rimanenti
Bit Rete
Bit Host
Reti
disponi
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Host Disponibili Indirizzi Total...
Utilizzo delle classi IP

Le classi A,B,C sono utilizzate per estensioni
diverse delle reti
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Maschera di rete

Ogni indirizzo IP in una rete deve essere associato ad
una maschera di rete
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Una maschera di rete è un...
Maschere di rete canoniche
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Ogni classe IP ha maschera di rete canonica;

Si può agire sulla maschera di rete per
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Reti logiche distinte
In questo schema le
reti logiche sono 2, in
quanto in una la
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di tipo C con
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Reti logiche distinte
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Nello schema è presente solo un apparato
concentratore che seleziona i pacchetti in reti e
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Pacchetto IP
DatagrammaHeader IP
Il pacchetto IP è costituito da una parte ove è presente l'intestazione.
Alcuni campi del...
Indirizzo IP statico e dinamico

L'indirizzo IP può essere fisso per tutta la
durata della connessione statico, oppure
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Indirizzo Pubblico e Privato
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Un calcolatore che debba collegarsi ad Internet
sia come client, che come server deve avere...
Classi di Indirizzi IP Privati
Nelle classi A,B,C viste in precedenza quelle di
maggior uso si definiscono pertanto dei ra...
Indirizzi IP di loopback
Esiste poi una classe di indirizzamento IP
speciale detta di “loopback” che server al
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Gestione degli Indirizzi IP in Linux

E' possibile assegnare indirizzi IP nel sistema operativo
Linux da linea di comando...
Il comando Ifconfig in Linux
ifconfig eth0 192.168.1.1 netmask 255.255.255.0 up
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Nel sistema operativo Linux, con eth0 si...
Note sul comando ifconfig

Il parametro up/down decide se attivare o
disattivare la scheda di rete

Per reti con server ...
Configurazione rete da interfaccia
grafica in Linux
Selezionare l'icona rete dal menù
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Configurazione rete da interfaccia grafica in Linux
Nella finestra sono visualizzate
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Configurazione rete da interfaccia grafica in Linux
In questa finestra
È possibile digitare
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Configurazione IP Windows
In questo caso i parametri di rete IP
sono manualmente assegnati.
L’indirizzo IP del client è di...
Livello Trasporto TCP
• Funzioni fondamentali del livello trasporto nel
modello TCP/IP sono:
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Livello di trasporto TCP
• Gestire le connessioni TCP (Trasmission control
protocol) ovvero connessioni con controllo sull...
Numeri porte
Ogni servizio TCP gira su un numero di porta
assegnato dai vari documenti RFC e della
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In particolare le...
Funzionamento protocollo TCP
In questo schema vediamo che il client invia richiesta con il suo indirizzo iP e il suo
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Porte tcp standard e registrate
Porta TCP Numero di porta
Trasferimento File FTP 21
Trasferimento ipertesti HTTP 80
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Protocollo TCP/UDP
Avanzato da studiare per
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Alcune considerazioni su TCP/UDP
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Schema del Pacchetto TCP
Bit Offset Bit 0-3 4-7 8-15 16-31
0 Porta Sorgente Porta Destinazione
32 Sequence Number
64 Ackno...
Composizione del pacchetto TCP
• I pacchetti TCP sono inviati come multipli di 32
bit, all’inizio sono inviati gli Header
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Composizione del pacchetto TCP
• Numero di riscontro (di 32 bit) è inserito solo se
il flag ACK è a 1, comunica la ricezio...
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• Flag
• CWR (Congestion Window Reduced) se è a 1,
indica che il flag ECE è a 1)
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• Urgent pointer (16 bit) puntatore al pacchetto dati urgenti se il
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Il pacchetto UDP
• Molto più semplice la struttura del pacchetto
UDP che non prevede controllo sulla
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• Alcuni ...
Il pacchetto UDP
+ Bit 0-15 Bit 16-31
0 Source Port Opzionale Destination Port
32 Length Checksum Opzionale
64+ Data
Alcun...
Il pacchetto UDP
Le informazioni del pacchetto UDP sono:
• Porta Sorgente non obbligatoria
• La Lunghezza del segmento UDP...
Caratteristiche del protocollo UDP
• Multiplazione – connessioni multiple con porte diverse
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Livello Applicativo
• I protocolli di livello applicativo sono quelli che
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Modello TCP/IP - Protocollo IP, TCP., UDP

  1. 1. Modello TCP/IP Argomenti: Confronto OSI e TCP/IP Livello Rete Internet Protocol IP Livello Trasporto UDP/TCP Servizi TCP/UDP comuni Esempi di utilizzo pratico
  2. 2. Modello OSI  Modello per la comunicazione in rete costituita da sette livelli ideata e standardizzata (standard de jura) dall'ISO  Livelli dell'OSI: 7 Applicazione 6 Presentazione 5 Sessione 4 Trasporto 3 Rete 2 Collegamento Dati 1 Fisico
  3. 3. Schema di comunicazione OSI fra computer in rete Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Collegamento dati Fisico Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Collegamento dati Fisico Nodo A Nodo B La comunicazione fra due calcolatori nel modello OSI avviene dal livello 7 al livello 1 dal trasmittente e dal livello 1 al livello 7. Contemporaneamente i livelli comunicano fra i loro corrispondenti. I livelli superiori convertono e decodificano i pacchetti provenienti dal livello inferiore e lo inviano al corrispondente livello. Allo stesso modo i livelli inferiori decompongono i pacchetti provenienti dai livelli superiori e li inviano tramite la rete al livello corripondente.
  4. 4. Modello TCP/IP  In uso sulle reti Internet  Standard de facto imposto dalla tecnologia  Supporto Multi- piattaforma  4 Livelli Applicazione Trasporto Rete Accesso alla Rete
  5. 5. Comunicazione TCP/IP
  6. 6. I Livelli del Modello TCP/IP  La comunicazione fra computer su Internet o in rete TCP/IP avviene fra livelli paritetici e fra livelli contigui.  Il livello Network Access consente l'accesso alla rete fisica con i relativi mezzi di trasmissione, adattatori di rete, e altri apparati, garantendo la continuità di collegamento  Il livello IP si occupa di connettere dal punto di vista logico computer sulla stessa rete o reti diverse con l'uso del protocollo IP  Il livello trasporto si occupa del supporto logico ai processi applicativi che sono in esecuzione sulla rete  Il livello applicazione si occupa di organizzare la comunicazione all'applicazione di rete che poi dovrà presentare il risultato della trasmissione al programma utente, o di scomporre le informazioni che l'utente ha fornito tramite il programma utente.
  7. 7. Livello rete IP  Un indirizzo IP è un quaterna di numeri decimali che possono variare da 0 a 255, essendo complessivamente di 32 bit nella versione IPV4. Il formato è del tipo xxx.yyy.zzz.www  In binario 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0
  8. 8. Struttura dell'indirizzo IP Un indirizzo IP è composto da 32 bit, alcuni di questi bit sono dedicati all'identificazione della rete logica di appartenenza del nodo, gli altri sono dedicati all'identificazione del nodo sulla rete. Rete Host Indirizzo IP
  9. 9. Classi IP  Si definisce classe di indirizzamento IP degli indirizzi IP che hanno struttura specifica nella lunghezza dei bit per la rete.  Le classi sono 5 A,B,C,D,E;  Le classi D,E sono dedicati per scopi specifici;  Le classi A,B,C sono utilizzate per ottenere reti di estensioni diverse in termini di numero di nodi
  10. 10. Classi IP Classe IP Bit iniziali Numero Bit Rimanenti Bit Rete Bit Host Reti disponi bili Host Disponibili Indirizzi Totali A 0 7 24 128 16.777.216-2 2.147.483.392 B 10 14 16 16384 (2E^14) 65.536-2 1.073.709.056 C 110 21 8 209715 2 256 532.676.608 D 1110 28 268.435.456 per Multicast E 1111 27 134.217.728 Estensioni future
  11. 11. Utilizzo delle classi IP  Le classi A,B,C sono utilizzate per estensioni diverse delle reti  Le classi A e B sono utilizzate per reti di grosse dimensioni  La classe C per piccole reti fino a 254 Host per rete  Il -2 sul numero di Host indica l'esistenza di due indirizzi IP riservati uno quello con bit zero nelle cifre Host (Indirizzo Rete) e quello con tutti 1 nelle cifre Host.
  12. 12. Maschera di rete  Ogni indirizzo IP in una rete deve essere associato ad una maschera di rete  Una maschera di rete è un indirizzo IP speciale che con un operazione di AND logico con l'indirizzo IP di un host ricava l'indirizzo di rete dell'host, per veriificare l'appartenenza ad un determinata rete logica. Solo host che appartengono alla stessa rete logica comunicano fra loro.  Per far comunicare host su reti logiche diverse occorre un router
  13. 13. Maschere di rete canoniche  Ogni classe IP ha maschera di rete canonica;  Si può agire sulla maschera di rete per segmentare la rete fisica in diverse reti logiche. Le maschere di rete canoniche sono: Classe A 255.0.0.0 Classe B 255.255.0.0 Classe C 255.255.255.0 Classe D 255.255.255.224
  14. 14. Reti logiche distinte In questo schema le reti logiche sono 2, in quanto in una la classe di indirizzamento di tipo C con maschera canonica mentre, l'altra è di tipo B anche essa con maschera canonica.
  15. 15. Reti logiche distinte  Nello schema è presente solo un apparato concentratore che seleziona i pacchetti in reti e li smista secondo quelle che sono le intestazioni del pacchetto IP. In questa rete si vengono a creare due canali logici di comunicazione sulla stessa rete fisica.  La sicurezza non è garantita, poiché è facile ricavare gli indirizzi IP dell'altra rete con tecniche di sniffing dei pacchetti IP
  16. 16. Pacchetto IP DatagrammaHeader IP Il pacchetto IP è costituito da una parte ove è presente l'intestazione. Alcuni campi dell'intestazione sono: TTL Time to Live tempo di vita in secondo del pacchetto prima che venga scartato (8 Bit) Protocol indica il protocollo di livello 3 o 4 che ha generato i dati che trasporta (8 bit)1 0 ICMP 4 IP 6 TCP 17 UDP 20 ISO-TP4 93 AX.25 Checksum di 16 bit che contiene la codifica dell'Header, se durante il trasporto si modifica si verifica una condizione di errore nel pacchetto IP Source e Desination Address di 32 bit cadauno che contengono l'indirizzo IP del mittente e del destinatario Options di lunghezza variabile che serve per far si che la lunghezza dell'Header sia un multiplo di 4 byte. Si utilizza il campo Padding per riempire con bit di 0 per arrivare alla giusta lunghezza dell'Header
  17. 17. Indirizzo IP statico e dinamico  L'indirizzo IP può essere fisso per tutta la durata della connessione statico, oppure assegnato ad ogni connessione  Il secondo caso si presta bene quando la rete logica a cui appartiene la stazione è molto ampia in termini di numero di calcolatori  Il servizio che provvede all'assegnazione IP è il DHCP, nella rete deve essere presente un Server DHCP.
  18. 18. Indirizzo Pubblico e Privato  Un calcolatore che debba collegarsi ad Internet sia come client, che come server deve avere un indirizzo IP pubblico  Indirizzi IP pubblici sono una risorsa ed hanno un costo, nelle rete locali LAN si preferisce assegnare indirizzi IP privati se non vi è necessità che un particolare calcolatore sia visibile direttamente su Internet.  Questo non significa che il calcolatore non si possa collegare alla rete Internet
  19. 19. Classi di Indirizzi IP Privati Nelle classi A,B,C viste in precedenza quelle di maggior uso si definiscono pertanto dei range IP privati Classe A 10.0.0.0-10.255.255.255.0/8 Classe B 172.16.0.0-172.31.255.255/16 Classe C 192.168.0.0-192.168.255.255/24
  20. 20. Indirizzi IP di loopback Esiste poi una classe di indirizzamento IP speciale detta di “loopback” che server al calcolatore per realizzare una rete virtuale con se stesso per far funzionare gli applicativi di rete anche quando non si è connessi in rete realmente. La classe A è: 127.0.0.0-127.255.255.255/8
  21. 21. Gestione degli Indirizzi IP in Linux  E' possibile assegnare indirizzi IP nel sistema operativo Linux da linea di comando con il comando ifconfig  La sintassi del comando è: ifconfig device indirizzo ip netmask maschera rete up/down Ad esempio ifconfig eth0 192.168.1.1 netmask 255.255.255.0 up
  22. 22. Il comando Ifconfig in Linux ifconfig eth0 192.168.1.1 netmask 255.255.255.0 up  Nel sistema operativo Linux, con eth0 si indica la prima interfaccia ethernet nel sistema, con eth1 la seconda e così via  Le interfacce token ring tr0, tr1,...  Le interfacce verso modem seriali, usb ppp0,ppp1,...  Le interfacce di rete virtuali eth0:0, eth0:1, ....  Le interfacce wi-fi wlan0, wlan1, a secondo della distribuzione  L'interfaccia di loopback lo L'identificazione delle interfacce è presente in /dev/nomi di device seguito
  23. 23. Note sul comando ifconfig  Il parametro up/down decide se attivare o disattivare la scheda di rete  Per reti con server DHCP, il comando è: ifconfig ethX up  Il comando ifconfig deve essere impartito da terminale con i privilegi di super user (root)
  24. 24. Configurazione rete da interfaccia grafica in Linux Selezionare l'icona rete dal menù Impostazioni (Fedora)
  25. 25. Configurazione rete da interfaccia grafica in Linux Nella finestra sono visualizzate le interfacce di rete disponibili sul sistema, oltre la possibilità di configurare un proxy per l'accesso a Internet.
  26. 26. Configurazione rete da interfaccia grafica in Linux In questa finestra È possibile digitare l'indirizzo IP, e la maschera, è possibile scegliere Anche la configurazione in DHCP oltre che i parametri di instradamento
  27. 27. Configurare i parametri IP in Windows • Accedere come amministratore a Windows • Pannello di controllo • Reti e Internet • Centro Connessione • Connessione LAN
  28. 28. Finestra di dialogo IP Accedere alla Voce Reti e Internet
  29. 29. Configurazione indirizzo IP Centro Connessioni di rete
  30. 30. Configurazione IP in Windows Scegliere Connessione alla rete locale LAN
  31. 31. Configurazione IP in Windows Scegliere proprietà dalla finestra Stato di Connessione alla rete locale LAN
  32. 32. Configurazione IP Windows Si sceglie la configurazione TCP/IP versione 4, selezionare il protocollo e poi la voce proprietà. Si tenga presente che nella configurazione completa di un client Windows per l’accesso a Internet occorre scegliere fra due modalità: •Assegnazione automatica (DHCP) •Assegnazione manuale in questo caso i parametri di rete da fornire sono: •Indirizzo IP Cliente •Maschera di rete •Indirizzo IP del Router/Gateway •Indirizzi IP dei server DNS primario e secondario
  33. 33. Configurazione IP Windows In questo caso i parametri di rete IP sono manualmente assegnati. L’indirizzo IP del client è di classe C, con la maschera di rete canonica, anche l’indirizzo del router è di classe C, in questo caso il router viene utilizzato anche per la risoluzioni dei nomi di dominio. Ovvero il router raccoglie le richieste DSN e le inoltra al server DNS del provider. In altri termini gli IP DNS sono inseriti nella configurazione del router.
  34. 34. Livello Trasporto TCP • Funzioni fondamentali del livello trasporto nel modello TCP/IP sono: • Gestisce il controllo degli errori con 16 bits nel pacchetto • Gestisce il controllo di flusso dei pacchetti (trasmissione di pacchetti fra host con differenti velocità) e le problematiche di congestione della rete
  35. 35. Livello di trasporto TCP • Gestire le connessioni TCP (Trasmission control protocol) ovvero connessioni con controllo sulla trasmissione. Il trasmettitore non invia altri pacchetti sulla rete se prima non vi è la notifica da parte del ricevente di ricezione corretta • Gestisce le connessioni UDP User Datagram Protocol ovvero un protocollo connectionless senza controllo sulla reale ricezione dei pacchetti (si favorisce la velocità di trasmissione dei pacchetti)
  36. 36. Numeri porte Ogni servizio TCP gira su un numero di porta assegnato dai vari documenti RFC e della IANA. In particolare le porte dalla 0-1023 sono porte per applicazioni standard dette anche privilegiate Le porte dalla 1024 alla 41952 sono porte registrate dallo IANA su applicazioni utente Le porte dalla 41953 alla 65535 sono porte private e dinamiche (per esempio applicazioni p2p)
  37. 37. Funzionamento protocollo TCP In questo schema vediamo che il client invia richiesta con il suo indirizzo iP e il suo numero di porta non privilegiato, richiedendo il server web con un numero di porta privilegiato e standard la porta tcp 80. Il server risponde alla richiesta e invia i pacchetti sulla rete restituendo le informazioni richieste.
  38. 38. Porte tcp standard e registrate Porta TCP Numero di porta Trasferimento File FTP 21 Trasferimento ipertesti HTTP 80 Trasferimento ipertesti sicuro HTTPS 443 Terminale Remoto sicuro SSH 22 Terminale Remoto insicuro TELNET 23 Ricezione messaggi posta elettronica POP3 110 Invio messaggi posta elettronica 25 Desktop Remoto di Windows RDP 3389 DBMS remoto Mysql 3306
  39. 39. Protocollo TCP/UDP Avanzato da studiare per IT Administrator
  40. 40. Alcune considerazioni su TCP/UDP • Alcuni protocolli Applicativi di livello superiore usano sia TCP che UDP in modo standard per la trasmissione dei pacchetti • UDP è molto importante per il DNS, e per tutti i protocolli applicativi ove la velocità di trasmissione delle informazioni avviene in modo seriale (non può riordinare i pacchetti) e veloce (utilizzato molto per streaming video/audio)
  41. 41. Schema del Pacchetto TCP Bit Offset Bit 0-3 4-7 8-15 16-31 0 Porta Sorgente Porta Destinazione 32 Sequence Number 64 Acknoledgemnte Number 96 Data Offset Reserverd C W R E C E U R G A C K P S H R S T S Y N F I N Windows Size 128 Checksum Urgent 160 Options 160/192+ Data
  42. 42. Composizione del pacchetto TCP • I pacchetti TCP sono inviati come multipli di 32 bit, all’inizio sono inviati gli Header dell’imbustamento dal Livello Applicazione, e di Estrazione nel verso dal livello Trasporto a quello Rete • Il frame TCP prevede la trasmissione di Porta sorgente e porta Destinazione • Sequence number indica lo spostamento dall’inizio del segmento TCP espresso in byte (max dimensione 32bit)
  43. 43. Composizione del pacchetto TCP • Numero di riscontro (di 32 bit) è inserito solo se il flag ACK è a 1, comunica la ricezione del flusso di dati in direzione opposta alla trasmissione; • Data Offset indica in 4 bit la lunghezza del segmento TCP in Word di 32 bit • Reserved non usati, per estensioni future • Flag (diapositiva successiva)
  44. 44. Composizione del pacchetto TCP • Flag • CWR (Congestion Window Reduced) se è a 1, indica che il flag ECE è a 1) • ECE (Explicit Congestion Notification) notifica che l’host supporta il 3-way-handshake • URG (Urgent) se il bit è settato a 1, nel campo Urgent è indicata la posizione nel segmento di dati urgenti nel segmento Tcp.
  45. 45. Composizione del pacchetto TCP • Flag • ACK (Acknoledgment) se settato a 1 indica che il campo Acknowledgemt è valido • PSH se settato a 1 indica che i dati non devono essere bufferizzati, ma passati direttamente al livello superiore. • RST se settato a 1, la connessione non è valida (errore grave)
  46. 46. Composizione del pacchetto TCP • Flag • SYN l’host vuole aprire una connessione con l’host destinatario inviando nel campo Sequence Number il valore ISN Initial sequence Number che indica il primo numero di sequenza nei segmenti. E’ usato per la sincronizzazione • FIN indica il termine da parte del trasmittente, ma non del ricevente che deve notificare con un FIN- ACK la fine completa della connessione.
  47. 47. Composizione del pacchetto TCP • Windows Size specifica la dimensione della finestra di ricezione da parte del ricevente, indica il numero di byte che l’host mittente può ricevere a partire dell’ACK-Number • Chcksum Number per controllare la validità del segmento tcp facendo il complemento a 1 dell’header TCP e l’intero payload del segmento, più il l’IP del sorgente e destinatario, un byte di zeri, un byte che indica il protocollo, e due byte che indicano la lunghezza dell’intero pacchetto (header+dati). Il campo checksum è messo a zero durante il controllo.
  48. 48. Composizione del pacchetto TCP • Urgent pointer (16 bit) puntatore al pacchetto dati urgenti se il bit URG è impostato a 1. • Options per usi avanzati del protocollo • Data payload utile (i dati veri e propri del pacchetto) cioè dei dati proveniente dal livello superiore PDU.
  49. 49. Il pacchetto UDP • Molto più semplice la struttura del pacchetto UDP che non prevede controllo sulla connessione • Alcuni protocolli applicativi mixano fra loro protocolli TCP+UDP
  50. 50. Il pacchetto UDP + Bit 0-15 Bit 16-31 0 Source Port Opzionale Destination Port 32 Length Checksum Opzionale 64+ Data Alcune informazioni nel pacchetto UDP sono opzionali come la porta sorgente, e il checksum.
  51. 51. Il pacchetto UDP Le informazioni del pacchetto UDP sono: • Porta Sorgente non obbligatoria • La Lunghezza del segmento UDP (length) • Checksum per il controllo degli errori • Porta destinazione • Data i dati veri e propri
  52. 52. Caratteristiche del protocollo UDP • Multiplazione – connessioni multiple con porte diverse • Il controllo degli errori tramite il checksum • Il controllo di flusso e di congestione della rete basilari per il livello trasporto.
  53. 53. Livello Applicativo • I protocolli di livello applicativo sono quelli che implementano la trasmissione di informazioni sulla rete secondo dei protocolli stabiliti nei servizi forniti dalla pila TCP/IP • Alcuni esempi sono TELNET, HTTP, DNS, POP3, SMTP
  54. 54. Fine contenuto redatto da prof. Giuseppe Sportelli www.giuseppesportelli.it • Per approfondimenti puoi Partecipare al corso online EUCIP IT Admnistrator Fondamentals tramite Associazione Hermes • Per prenotare l’esame EUCIP IT Administrator Foundamentals Collegati al sito Associazione Hermes Napoli Prenota Esame

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