Guida Alle Reti

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Guida al networking

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  • 1. Guida alle reti Anno formativo 2007/08 Mail: ferretto.massimo@esip.it Sype: ferretto.massimo65 Msn: massimoferretto@hotmail.com
  • 2. Moduli • Concetti fondamentali di una rete (M1) • Switching (M2) • Routing (M3) • Reti wirless (M4) formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 2
  • 3. Guida all’etichette Etichetta Descrizione Revisione di contenuti svolti Ripasso Descrizione degli aspetti teorici Teoria dell’argomento in svolgimento Descrizione di una procedura da seguire Procedura Esercitazione Consegna Formatore Massimo Ferretto 3 aggiornamento settembre 2007
  • 4. Unità didattiche modulo M1 • Unità 1.1: Elementi di matematica • Unità 1.2: Modello ISO/OSI • Unità 1.3 : Il protocollo TCP/IP • Unità 1.4 : Elementi costitutivi di una rete • Unità 1.5 :Gli aspetti fisici di una rete • Unità 1.6: Gli aspetti logici di una rete formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 4
  • 5. Argomenti unità 1.1 • Il sistema di numerazione binario • Il sistema di numerazione esadecimale • Elementi di logica booleana • Unità di misura e conversione formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 5
  • 6. Teoria Il sistema di numerazione binario formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 6
  • 7. Teoria Il sistema di numerazione binario • Vediamo il metodo di conversione da decimale a binario. – Supponiamo di voler trasformare il numero 145 in binario • 128 sta nel 145 con l’avanzo di (145-128) 17 • 64 non sta nel 17 • 32 non sta nel 17 • 16 sta nel 17 con l’avanzo di (17-16) 1 • 8 non sta nell’ 1 • 4 non sta nell’ 1 • 2 non sta nell’ 1 • 1 sta nell’ 1 con l’avanzo di 0 – Risultato della conversione 10010001 formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 7
  • 8. Teoria Il sistema di numerazione binario • Vediamo il metodo di conversione da binario a decimale. – Supponiamo di voler trasformare il numero 10101011 in decimale • 2^0 * 1 = 1 + • 2^1 * 1 = 2 + • 2^2 * 0 = 0 + • 2^3 * 1 = 8 + • 2^4 * 0 = 0 + • 2^5 * 1 = 32 + • 2^6 * 0 = 0 + • 2^7 * 1 = 128 – Risultato della conversione 171 formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 8
  • 9. Teoria Il sistema di numerazione esadecimale • L’utilizzo dei numeri esadecimali è comune dove si dovrebbero utilizzare troppe cifre binarie per esprimere un valore. • Ad esempio nei router cisco il registro di configurazione è espresso attraverso una numerazione esadecimale. • Ad esempio l’espressione binaria 0010000100000010 equivale a 2102 in esadecimale formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 9
  • 10. Teoria Il sistema di numerazione esadecimale • Quattro cifre in binario sono espresse attraverso una sola cifra esadecimale che si rappresenta attraverso numeri da 0 a 9 e lettere da A a F • Nella tabella seguente sono riportate le possibili combinazioni di quattro cifre binarie espresse in esadecimale. formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 10
  • 11. Teoria Il sistema di numerazione esadecimale formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 11
  • 12. Teoria Il sistema di numerazione esadecimale • Per la conversione da esadecimale in binario, si divide il numero binario in gruppi da quattro cifre e attraverso la tabella precedente si effettua la conversione. formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 12
  • 13. Teoria Il sistema di numerazione esadecimale • Ad esempio 10101110 lo si riduce a 1010 1110 che tradotto in esadecimale diventa AE formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 13
  • 14. Teoria Elementi di logica booleana • L’uscita dell’operatore prodotto logico si trova a valore alto se tutti gli ingressi si trovano a valore alto. formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 14
  • 15. Teoria Elementi di logica booleana • L’uscita dell’operatore somma logica si trova a valore alto se almeno uno degli ingressi si trova a valore alto. formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 15
  • 16. Teoria Unità di misura e conversione formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 16
  • 17. Fine unità 1.1
  • 18. Argomenti unità 1.2 • Dalle reti locali alle reti globali • Architetture di rete stratificate e modello ISO/OSI • Protocolli Internet e loro relazioni con i livelli ISO/OSI • Significato dei primi tre livelli ISO/OSI per le LAN • Limiti del modello ISO/OSI e nuove tecnologie di LAN formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 18
  • 19. Teoria Dalle reti locali alle reti globali • DAN – Desktop Area Network (1 m) • PAN – Personal Area Network (10 m) • OAN – Office Area Network (100 m) • LAN – Local Area Network (1 km) • CAN – Campus Area Network (10 km) • MAN – Metro Area Network (100 km) • WAN - Wide Area Network (1000 km) • GAN - Global Area Network (10000 km) N.B. --- I termini in rosso non sono degli standard formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 19
  • 20. Teoria Architetture di reti a strati • Livello superiore: un'applicazione mette a disposizione dell'utente alcune funzionalita' • Livello inferiore: un dispositivo fisico immette e/o estrae un segnale in un conduttore fisico • Distanza eccessiva per quot;appoggiarequot; il livello superiore direttamente su quello inferiore • Necessita' di inserire livelli intermedi per affrontare il problema per gradi (passo-passo) • Individuare concetti (astrazioni) quot;naturaliquot; chiaramente identificabili e riconoscibili formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 20
  • 21. Teoria Modello ISO/OSI • ISO - International Standards Organization • OSI - Open Systems Interconnection • ISO 7498 - Basic Reference Model • Obbiettivi – fornire base comune per sviluppo di standard per l'interconnessione di sistemi informatici – fornire un modello di riferimento rispetto al quale confrontare architetture di rete proprietarie e non • Non-obbiettivi – definire servizi o protocolli specifici e relativi standard • Altri enti: ANSI, ETSI, IEEE, ITU-T (ex CCITT) formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 21
  • 22. Teoria Modello ISO/OSI: principi • Architettura di comunicazione a livelli (layer) • Ogni entita' (entity) atta a comunicare e' univocamente attribuita a un quot;suoquot; livello • Le entita' di livello N si interfacciano solo con quelle del livello N-1 o con quelle del livello N+1 tramite i Service Access Point (SAP) • Le entita' di livello N comunicano solo con quelle di livello omologo (peer entities) come specificato da opportuni protocolli, a tal fine interfacciandosi con entita' di livello N-1 • Entita' di livello 1 comunicano direttamente usando i canali trasmissivi che le connettono formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 22
  • 23. Teoria Modello ISO/OSI: interfacciamento Entita' di livello N Entita' di livello N N-1 SAP N-1 SAP N-1 SAP Interfaccia tra i livelli N e N-1 Entita' di livello N-1 Entita' di livello N-1 formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 23
  • 24. Teoria Modello ISO/OSI: comunicazione tra sistemi Interfaccia tra i livelli N+1 e N Protocollo di livello N Entita' di livello N Entita' di livello N Interfaccia tra i livelli N e N-1 Protocollo di livello N-1 Entita' di livello N-1 Entita' di livello N-1 Interfaccia tra i livelli N-1 e N-2 SISTEMA A SISTEMA B formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 24
  • 25. Teoria Modello ISO/OSI: i sette livelli Applicazione • Livello 7 - Applicazione Presentazione • Livello 6 - Presentazione • Livello 5 - Sessione Sessione • Livello 4 - Trasporto Trasporto • Livello 3 - Rete Rete • Livello 2 - Dati Dati • Livello 1 - Fisico Fisico formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 25
  • 26. Teoria Livello fisico • Compito: trasmettere sequenze binarie sul canale trasmissivo Applicazione • Mezzo trasmissivo Presentazione – cavo: materiale (metallo, vetro), struttura (rivestimento, schermatura, numero di Sessione conduttori), lunghezza, sezione, attenuazione, impedenza, diafonia, apertura numerica, connettori, raggi di curvatura, tecniche di posa, Trasporto etc. – etere: antenna (tipo, forma, guadagno), forma Rete dei lobi, distanza da ostacoli, etc. • Segnali Dati – frequenza, tensione, potenza, codifica, Fisico modulazione (in banda base, di fase, di frequenza, di ampiezza), etc. formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 26
  • 27. Teoria Livello dati • Compito: trasmettere trame (frame) con quot;sufficientequot; Applicazione affidabilita' tra due entita' Presentazione direttamente connesse, rilevare errori di trasmissione e (atipico in Sessione LAN) eventualmente correggerli Trasporto • Trama Rete – delimitazione, ordinamento dei bit, suddivisione in campi, indirizzi, etc. Dati • Rilevazione e correzione errori – FCS (Frame Control Sequence), codici Fisico autocorreggenti, ritrasmissione, etc. formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 27
  • 28. Teoria Livello rete • Compito: gestire l'instradamento di trame attraverso sistemi intermedi, Applicazione ed eventualmente trovare percorsi Presentazione alternativi in caso di guasti • Algoritmi di instradamento Sessione – definizione e/o apprendimento (completo o parziale) della topologia della rete, calcolo del percorso su base Trasporto locale e/o globale, riconfigurazione in caso di guasti, etc. Rete • Non necessariamente garantisce Dati – affidabilita' della trasmissione delle trame, non duplicazione alla destinazione, rispetto alla Fisico destinazione del loro ordine di invio formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 28
  • 29. Teoria Livello trasporto • Compito: trasferire l'informazione end-to-end affidabilmente e Applicazione trasparentemente, ottimizzando Presentazione l'uso delle risorse • Affidabilita' Sessione – tutte le trame arrivano a destinazione, in copia unica e in ordine Trasporto • Trasparenza – quot;formaquot; dell'informazione qual'era alla sorgente Rete conservata a destinazione • Ottimizzazione Dati – traffico riparito sui canali disponibili, prevenzione della congestione della rete Fisico formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 29
  • 30. Teoria Livello sessione • Compito: gestire il dialogo end-to- end tra due programmi applicativi Applicazione che debbono comunicare Presentazione • Dialogo Sessione – garantire la mutua esclusione nell'utilizzo di risorse condivise, intercalare domande e risposte garantendo Trasporto la consequenzialita' • Sincronizzazione Rete – stabilire punti intermedi nella comunicazione rispetto Dati ai quali entrambe le parti abbiano la garanzia che quanto accaduto quot;primaquot; sia andato a buon fine Fisico formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 30
  • 31. Teoria Livello presentazione • Compito: gestire la sintassi dell'informazione lungo l'intero Applicazione percorso end-to-end, convertendo Presentazione l'uno nell'altro i vari formati Sessione • Sintassi astratta – definizione formale dei dati scambiati dagli applicativi Trasporto • Sintassi concreta locale Rete – come i dati sono rappresentati sui singoli sistemi • Sintassi concreta di trasferimento Dati – come i dati sono rappresentati lungo il percorso Fisico formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 31
  • 32. Teoria Livello applicazione • Compito: definire i servizi attraverso Applicazione cui l'utente (non necessariamente Presentazione umano) utilizza la rete, con tutte le relative interfacce di accesso Sessione • Servizi di utente Trasporto – terminale virtuale, trasferimento di file, posta elettronica, servizi di directory, etc. Rete • Servizi di sistema operativo Dati – risoluzione di nomi, localizzazione di risorse, sincronizzazione degli orologi tra sistemi diversi, Fisico controllo di diritti di accesso, etc. formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 32
  • 33. Teoria Protocolli internet e relazioni con il modello ISO/OSI Application Presentation Application Session Transport Transport Network Internetwork Data Link Network Physical Link formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 33
  • 34. Teoria Protocolli internet e relazioni con il modello ISO/OSI Application FTP, TELNET, Presentation RSH, RCP RLOGIN, etc. Session Transport TCP Network IP Data Link Network Physical Link formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 34
  • 35. Teoria Protocolli Internet: livello trasporto • TCP (Transmission Control Protocol) Protocollo connesso, affidabile; mette a disposizione flussi bidirezionali di byte simili ai file e alle pipe di Unix • UDP (Universal Datagram Protocol) Protocollo non connesso, inaffidabile; mette a disposizione un servizio di invio di datagram (una quot;promozionequot; a livello trasporto dei pacchetti IP) formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 35
  • 36. Teoria Significato dei primi tre livelli ISO/OSI nelle LAN • Primi tre livelli: significato end-to-end limitato o nullo nel modello ISO/OSI tradizionale • Sistemi intermedi che operano ai soli primi tre livelli sono quot;invisibiliquot; ai livelli superiori • Possibilita' di segmentare ai livelli 1-3 le reti a tecnologia omogenea • Possibilita' di raccordare ai livelli 2-3 (e 7) le reti a tecnologia eterogenea formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 36
  • 37. Teoria Comunicazione peer to peer: livello uno Applicazione Applicazione Presentazione Presentazione Sessione Sessione Trasporto Trasporto Rete Rete Dati Dati Fisico Bits Fisico formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 37
  • 38. Teoria Comunicazione peer to peer: livello due Applicazione Applicazione Presentazione Presentazione Sessione Sessione Trasporto Trasporto Rete Rete Dati Frames Dati Fisico Fisico Fisico Fisico formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 38
  • 39. Teoria Comunicazione peer to peer: livello tre Applicazione Applicazione Presentazione Presentazione Sessione Sessione Trasporto Trasporto Rete Packets Rete Dati Dati Dati Dati Fisico Fisico Fisico Fisico formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 39
  • 40. Teoria Limiti del modello ISO/OSI • Modello sviluppato quando i canali erano relativamente lenti e inaffidabili: conveniente il controllo/correzione errori per ogni tratta • Oggi i canali sono veloci e affidabili: assai piu' conveniente confinare quot;ai bordiquot; della rete il controllo e la correzione degli errori • Avviata da tempo la “rimozione” di tutto ciò che sta sotto il Livello 3 (soprattutto WAN) – P.es. IP-over-WDM, IP-over-SDH, IP-over-MLDS, etc. formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007 40
  • 41. Fine unità 1.2