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Fondamenti di Internet e Reti


Antonio Capone, Matteo Cesana, Ilario Filippini, Guido Maier


4 - Livello Rete (parte 1)

Antonio Capone, Matteo Cesana, Ilario Filippini, Guido Maier


• 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

3

_________________________

processoapplicativo

_________________________

processoapplicativo

Strato di trasporto

Strato di rete


• 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


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

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• 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)


• 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


• 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

7


• 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


1.Initiatesession4.Sessionconnected

2.Incomingsession3.Acceptsession



Fase dati

5.Datatx 6.Datarx


• 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

9

applicationtransportnetworkdatalinkphysical

applicationtransportnetworkdatalinkphysical

1.Senddata 2.Receivedata


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


• 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 linkphysicalnetwork

data linkphysical

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• 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


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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