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-
-
+%%
\chapter{Il livello di rete}
\label{cha:network_layer}
In questa appendice prenderemo in esame i vari protocolli disponibili a
livello di rete.\footnote{per la spiegazione della suddivisione in livelli dei
protocolli di rete, si faccia riferimento a quanto illustrato in
- \secref{sec:net_protocols}.} Per ciascuno di essi forniremo una descrizione
-generica delle principlai caratteristiche, del formato di dati usato e quanto
+ sez.~\ref{sec:net_protocols}.} Per ciascuno di essi forniremo una descrizione
+generica delle principali caratteristiche, del formato di dati usato e quanto
possa essere necessario per capirne meglio il funzionamento dal punto di vista
della programmazione.
-Data la loro prevelenza il capitolo sarà sostanzialmente incentrato sui due
-protocolli principali esistenti su questo livello: l'\textit{Internet
- Protocol} IP (che più propriamente si dovrebbe chiamare IPv4) ed la sua
-nuova versione denominata IPv6.
+Data la loro prevalenza il capitolo sarà sostanzialmente incentrato sui due
+protocolli principali esistenti su questo livello: il protocollo IP, sigla che
+sta per \textit{Internet Protocol}, (ma che più propriamente si dovrebbe
+chiamare IPv4) ed la nuova versione di questo stesso protocollo, denominata
+IPv6. Tratteremo comunque anche il protocollo ICMP e la sua versione
+modificata per IPv6 (cioè ICMPv6).
\section{Il protocollo IP}
\label{sec:ip_protocol}
L'attuale \textit{Internet Protocol} (IPv4) viene standardizzato nel 1981
-dall'\href{http://www.ietf.org/rfc/rfc719.txt}{RFC~719}; esso nasce per
+dall'\href{http://www.ietf.org/rfc/rfc791.txt}{RFC~791}; esso nasce per
disaccoppiare le applicazioni della struttura hardware delle reti di
trasmissione, e creare una interfaccia di trasmissione dei dati indipendente
-dal sottostante substrato di rete, che può essere realizzato con le tecnologie
-più disparate (Ethernet, Token Ring, FDDI, etc.).
+dal sottostante substrato di rete, che può essere realizzato con le tecnologie
+più disparate (Ethernet, Token Ring, FDDI, ecc.).
\subsection{Introduzione}
\label{sec:IP_intro}
-Il compito di IP è pertanto quello di trasmettere i pacchetti da un computer
+Il compito principale di IP è quello di trasmettere i pacchetti da un computer
all'altro della rete; le caratteristiche essenziali con cui questo viene
realizzato in IPv4 sono due:
-
\begin{itemize}
\item \textit{Universal addressing} la comunicazione avviene fra due host
- identificati univocamente con un indirizzo a 32 bit che può appartenere ad
+ identificati univocamente con un indirizzo a 32 bit che può appartenere ad
una sola interfaccia di rete.
\item \textit{Best effort} viene assicurato il massimo impegno nella
- trasmissione, ma non c'è nessuna garanzia per i livelli superiori né
- sulla percentuale di successo né sul tempo di consegna dei pacchetti di
- dati.
+ trasmissione, ma non c'è nessuna garanzia per i livelli superiori né
+ sulla percentuale di successo né sul tempo di consegna dei pacchetti di
+ dati, né sull'ordine in cui vengono consegnati.
\end{itemize}
Per effettuare la comunicazione e l'instradamento dei pacchetti fra le varie
-reti di cui è composta Internet IPv4 organizza gli indirizzi in una
+reti di cui è composta Internet IPv4 organizza gli indirizzi in una
gerarchia a due livelli, in cui una parte dei 32 bit dell'indirizzo indica il
numero di rete, e un'altra l'host al suo interno. Il numero di rete serve
ai router per stabilire a quale rete il pacchetto deve essere inviato, il
numero di host indica la macchina di destinazione finale all'interno di detta
rete.
-Per garantire l'unicità dell'indirizzo Internet esiste un'autorità
-centrale (la IANA, \textit{Internet Assigned Number Authority}) che assegna i
-numeri di rete alle organizzazioni che ne fanno richiesta; è poi compito di
-quest'ultime assegnare i numeri dei singoli host.
-
-Per venire incontro alle diverse esigenze gli indirizzi di rete sono stati
-originariamente organizzati in \textit{classi}, (rappresentate in
-\tabref{tab:IP_ipv4class}), per consentire dispiegamenti di reti di dimensioni
-diverse.
+Per garantire l'unicità dell'indirizzo Internet esiste un'autorità centrale
+(la IANA, \textit{Internet Assigned Number Authority}) che assegna i numeri di
+rete alle organizzazioni che ne fanno richiesta; è poi compito di quest'ultime
+assegnare i numeri dei singoli host all'interno della propria rete.
+Per venire incontro alle richieste dei vari enti e organizzazioni che volevano
+utilizzare questo protocollo di comunicazione, originariamente gli indirizzi
+di rete erano stati suddivisi all'interno delle cosiddette \textit{classi},
+(rappresentate in tab.~\ref{tab:IP_ipv4class}), in modo da consentire
+dispiegamenti di reti di varie dimensioni a seconda delle diverse esigenze.
\begin{table}[htb]
\centering
\label{tab:IP_ipv4class}
\end{table}
-Le classi usate per il dispiegamento delle reti sono le prime tre; la classe D
-è destinata al (non molto usato) \textit{multicast} mentre la classe E è
-riservata per usi sperimentali e non viene impiegata.
-
-Come si può notare però la suddivisione riportata in \tabref{tab:IP_ipv4class}
-è largamente inefficiente in quanto se ad un utente necessita anche solo un
-indirizzo in più dei 256 disponibili con una classe A occorre passare a una
-classe B, con un conseguente spreco di numeri.
+Le classi di indirizzi usate per il dispiegamento delle reti su quella che
+comunemente viene chiamata \textit{Internet} sono le prime tre; la classe D è
+destinata al \textit{multicast} mentre la classe E è riservata per usi
+sperimentali e non viene impiegata.
+
+Come si può notare però la suddivisione riportata in
+tab.~\ref{tab:IP_ipv4class} è largamente inefficiente in quanto se ad un
+utente necessita anche solo un indirizzo in più dei 256 disponibili con una
+classe A occorre passare a una classe B, che ne prevede 65536,\footnote{in
+ realtà i valori esatti sarebbero 254 e 65534, una rete con a disposizione
+ $N$ bit dell'indirizzo IP, ha disponibili per le singole macchine soltanto
+ $@^N-2$ numeri, dato che uno deve essere utilizzato come indirizzo di rete e
+ uno per l'indirizzo di \textit{broadcast}.} con un conseguente spreco di
+numeri.
Inoltre, in particolare per le reti di classe C, la presenza di tanti
indirizzi di rete diversi comporta una crescita enorme delle tabelle di
instradamento che ciascun router dovrebbe tenere in memoria per sapere dove
-inviare il pacchetto, con conseguente crescita dei tempi di processo da parte
-di questi ultimi ed inefficienza nel trasporto.
+inviare il pacchetto, con conseguente crescita dei tempi di elaborazione da
+parte di questi ultimi ed inefficienza nel trasporto.
\begin{table}[htb]
\centering
\label{tab:IP_ipv4cidr}
\end{table}
-Per questo nel 1992 è stato introdotto un indirizzamento senza classi (il
+Per questo nel 1992 è stato introdotto un indirizzamento senza classi (il
CIDR, \textit{Classless Inter-Domain Routing}) in cui il limite fra i bit
destinati a indicare il numero di rete e quello destinati a indicare l'host
-finale può essere piazzato in qualunque punto (vedi \tabref{tab:IP_ipv4cidr}),
-permettendo di accorpare più classi A su un'unica rete o suddividere una
-classe B e diminuendo al contempo il numero di indirizzi di rete da inserire
-nelle tabelle di instradamento dei router.
+finale può essere piazzato in qualunque punto (vedi
+tab.~\ref{tab:IP_ipv4cidr}), permettendo di accorpare più classi A su un'unica
+rete o suddividere una classe B e diminuendo al contempo il numero di
+indirizzi di rete da inserire nelle tabelle di instradamento dei router.
+
+
+\subsection{L'intestazione di IP}
+\label{sec:IP_header}
+
+Come illustrato in fig.~\ref{fig:net_tcpip_data_flux} (si ricordi quanto detto
+in sez.~\ref{sec:net_tcpip_overview} riguardo al funzionamento generale del
+TCP/IP), per eseguire il suo compito il protocollo IP inserisce (come
+praticamente ogni protocollo di rete) una opportuna intestazione in cima ai
+dati che deve trasmettere, la cui schematizzazione è riportata in
+fig.~\ref{fig:IP_ipv4_head}.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \centering
+ \includegraphics[width=10cm]{img/ipv4_head}
+ \caption{L'intestazione o \textit{header} di IPv4.}
+ \label{fig:IP_ipv4_head}
+\end{figure}
+
+Ciascuno dei campi illustrati in fig.~\ref{fig:IP_ipv4_head} ha un suo preciso
+scopo e significato, che si è riportato brevemente in
+tab.~\ref{tab:IP_ipv4field}; si noti come l'intestazione riporti sempre due
+indirizzi IP, quello \textsl{sorgente}, che indica l'IP da cui è partito il
+pacchetto (cioè l'indirizzo assegnato alla macchina che lo spedisce) e quello
+\textsl{destinazione} che indica l'indirizzo a cui deve essere inviato il
+pacchetto (cioè l'indirizzo assegnato alla macchina che lo riceverà).
+
+\begin{table}[!htb]
+ \footnotesize
+ \begin{center}
+ \begin{tabular}{|l|c|p{10cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Nome} & \textbf{Bit} & \textbf{Significato} \\
+ \hline
+ \hline
+ \textit{version} & 4& Numero di \textsl{versione}, nel caso
+ specifico vale sempre 4.\\
+ \textit{head length} & 4& Lunghezza dell'intestazione,
+ in multipli di 32 bit.\\
+ \textit{type of service}&8& Il ``\textsl{tipo di servizio}'', è suddiviso
+ in: 3 bit di precedenza, che nelle attuali
+ implementazioni del protocollo non vengono
+ comunque utilizzati; un bit riservato che
+ deve essere mantenuto a 0; 4 bit che
+ identificano il tipo di servizio
+ richiesto, uno solo dei quali può essere
+ attivo.\\
+ \textit{total length} &16& La \textsl{lunghezza totale}, indica
+ la dimensione del carico di dati del
+ pacchetto IP in byte.\\
+ \textit{identification}&16& L'\textsl{identificazione}, assegnato alla
+ creazione, è aumentato di uno all'origine
+ della trasmissione di ciascun pacchetto, ma
+ resta lo stesso per i pacchetti
+ frammentati, consentendo così di
+ identificare quelli che derivano dallo
+ stesso pacchetto originario.\\
+ \textit{flag} & 3& I \textsl{flag} di controllo nell'ordine: il
+ primo è riservato e sempre nullo, il secondo
+ indica se il pacchetto non può essere
+ frammentato, il terzo se ci sono ulteriori
+ frammenti.\\
+ \textit{fragmentation offset}&13& L'\textsl{offset di frammento}, indica
+ la posizione del frammento rispetto al
+ pacchetto originale.\\
+ \textit{time to live} &16& Il \textsl{tempo di vita}, è decrementato di
+ uno ogni volta che un router ritrasmette il
+ pacchetto, se arriva a zero il pacchetto
+ viene scartato.\\
+ \textit{protocol} & 8& Il \textsl{protocollo}, identifica il tipo di
+ pacchetto che segue l'intestazione di IPv4.\\
+ \textit{header checksum}&16&La \textsl{checksum di intestazione}, somma
+ di controllo per l'intestazione.\\
+ \textit{source IP} &32& L'\textsl{indirizzo di origine}.\\
+ \textit{destination IP}&32& L'\textsl{indirizzo di destinazione}.\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Legenda per il significato dei campi dell'intestazione di IPv4}
+ \label{tab:IP_ipv4field}
+ \end{center}
+\end{table}
+
+Il campo TOS definisce il cosiddetto \textit{Type of Service}; questo permette
+di definire il tipo di traffico contenuto nei pacchetti, e può essere
+utilizzato dai router per dare diverse priorità in base al valore assunto da
+questo campo. Abbiamo già visto come il valore di questo campo può essere
+impostato sul singolo socket con l'opzione \const{IP\_TOS} (vedi
+sez.~\ref{sec:sock_ipv4_options}), esso inoltre può essere manipolato sia dal
+sistema del \textit{netfilter} di Linux con il comando \texttt{iptables} che
+dal sistema del routing avanzato del comando \texttt{ip route} per consentire
+un controllo più dettagliato dell'instradamento dei pacchetti e l'uso di
+priorità e politiche di distribuzione degli stessi.
+\begin{table}[!htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}{|l|l|p{8cm}|}
+ \hline
+ \multicolumn{2}{|c|}{\textbf{Valore}}&\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \constd{IPTOS\_LOWDELAY} &\texttt{0x10}& Minimizza i ritardi
+ per rendere più veloce
+ possibile la ritrasmissione
+ dei pacchetti (usato per
+ traffico interattivo di
+ controllo come SSH).\\
+ \constd{IPTOS\_THROUGHPUT} &\texttt{0x8} & Ottimizza la trasmissione
+ per rendere il più elevato
+ possibile il flusso netto di
+ dati (usato su traffico dati,
+ come quello di FTP).\\
+ \constd{IPTOS\_RELIABILITY} &\texttt{0x4} & Ottimizza la trasmissione
+ per ridurre al massimo le
+ perdite di pacchetti (usato su
+ traffico soggetto a rischio di
+ perdita di pacchetti come TFTP
+ o DHCP).\\
+ \constd{IPTOS\_MINCOST} &\texttt{0x2} & Indica i dati di riempimento,
+ dove non interessa se si ha
+ una bassa velocità di
+ trasmissione, da utilizzare
+ per i collegamenti con minor
+ costo (usato per i protocolli
+ di streaming).\\
+ \textit{Normal-Service}&\texttt{0x0} & Nessuna richiesta specifica.\\
+ \hline
+
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Le costanti che definiscono alcuni valori standard per il campo TOS
+ da usare come argomento \param{optval} per l'opzione \const{IP\_TOS}.}
+ \label{tab:IP_TOS_values}
+\end{table}
+
+I possibili valori del campo TOS, insieme al relativo significato ed alle
+costanti numeriche ad esso associati, sono riportati in
+tab.~\ref{tab:IP_TOS_values}. Per il valore nullo, usato di default per tutti
+i pacchetti, e relativo al traffico normale, non esiste nessuna costante
+associata.
+
+Il campo TTL, acromino di \textit{Time To Live}, viene utilizzato per
+stabilire una sorta di tempo di vita massimo dei pacchetti sulla rete. In
+realtà più che di un tempo, il campo serve a limitare il numero massimo di
+salti (i cosiddetti \textit{hop}) che un pacchetto IP può compiere nel passare
+da un router ad un altro nel suo attraversamento della rete verso la
+destinazione.
+
+Il protocollo IP prevede infatti che il valore di questo campo venga
+decrementato di uno da ciascun router che ritrasmette il pacchetto verso la
+sua destinazione, e che quando questo diventa nullo il router lo debba
+scartare, inviando all'indirizzo sorgente un pacchetto ICMP di tipo
+\textit{time-exceeded} con un codice \textit{ttl-zero-during-transit} se
+questo avviene durante il transito sulla rete o
+\textit{ttl-zero-during-reassembly} se questo avviene alla destinazione finale
+(vedi sez.~\ref{sec:ICMP_protocol}).
+
+In sostanza grazie all'uso di questo accorgimento un pacchetto non può
+continuare a vagare indefinitamente sulla rete, e viene comunque scartato dopo
+un certo tempo, o meglio, dopo che ha attraversato in certo numero di
+router. Nel caso di Linux il valore iniziale utilizzato normalmente è 64 (vedi
+sez.~\ref{sec:sock_ipv4_sysctl}).
+
+
+
+\subsection{Le opzioni di IP}
+\label{sec:IP_options}
+
+Da fare ...
\section{Il protocollo IPv6}
\label{sec:ipv6_protocol}
Negli anni '90 con la crescita del numero di macchine connesse su Internet si
-arrivò a temere l'esaurimento dello spazio degli indirizzi disponibili, specie
+arrivò a temere l'esaurimento dello spazio degli indirizzi disponibili, specie
in vista di una prospettiva (per ora rivelatasi prematura) in cui ogni
apparecchio elettronico sarebbe stato inserito all'interno della rete.
-Per questo motivo si iniziò a progettare una nuova versione del protocollo
+Per questo motivo si iniziò a progettare una nuova versione del protocollo
L'attuale Internet Protocol (IPv4) viene standardizzato nel 1981
dall'\href{http://www.ietf.org/rfc/rfc719.txt}{RFC~719}; esso nasce per
disaccoppiare le applicazioni della struttura hardware delle reti di
trasmissione, e creare una interfaccia di trasmissione dei dati indipendente
-dal sottostante substrato di rete, che può essere realizzato con le tecnologie
-più disparate (Ethernet, Token Ring, FDDI, etc.).
+dal sottostante substrato di rete, che può essere realizzato con le tecnologie
+più disparate (Ethernet, Token Ring, FDDI, ecc.).
\subsection{I motivi della transizione}
Negli ultimi anni la crescita vertiginosa del numero di macchine connesse a
internet ha iniziato a far emergere i vari limiti di IPv4; in particolare si
-è iniziata a delineare la possibilità di arrivare a una carenza di
+è iniziata a delineare la possibilità di arrivare a una carenza di
indirizzi disponibili.
-In realtà il problema non è propriamente legato al numero di indirizzi
-disponibili; infatti con 32 bit si hanno $2^{32}$, cioè circa 4 miliardi,
-numeri diversi possibili, che sono molti di più dei computer attualmente
+In realtà il problema non è propriamente legato al numero di indirizzi
+disponibili; infatti con 32 bit si hanno $2^{32}$, cioè circa 4 miliardi,
+numeri diversi possibili, che sono molti di più dei computer attualmente
esistenti.
-Il punto è che la suddivisione di questi numeri nei due livelli rete/host e
+Il punto è che la suddivisione di questi numeri nei due livelli rete/host e
l'utilizzo delle classi di indirizzamento mostrate in precedenza, ha
comportato che, nella sua evoluzione storica, il dispiegamento delle reti e
l'allocazione degli indirizzi siano stati inefficienti; neanche l'uso del CIDR
livelli e la riassegnazione di tutti gli indirizzi dei computer di ogni
sottorete.
-Diventava perciò necessario progettare un nuovo protocollo che permettesse
-di risolvere questi problemi, e garantisse flessibilità sufficiente per
+Diventava perciò necessario progettare un nuovo protocollo che permettesse
+di risolvere questi problemi, e garantisse flessibilità sufficiente per
poter continuare a funzionare a lungo termine; in particolare necessitava un
nuovo schema di indirizzamento che potesse rispondere alle seguenti
-necessità:
+necessità:
\begin{itemize}
\item un maggior numero di numeri disponibili che consentisse di non restare
- più a corto di indirizzi
-\item un'organizzazione gerarchica più flessibile dell'attuale
+ più a corto di indirizzi
+\item un'organizzazione gerarchica più flessibile dell'attuale
\item uno schema di assegnazione degli indirizzi in grado di minimizzare le
dimensioni delle tabelle di instradamento
\item uno spazio di indirizzi che consentisse un passaggio automatico dalle
\subsection{Principali caratteristiche di IPv6}
\label{sec:IP_ipv6over}
-Per rispondere alle esigenze descritte in \secref{sec:IP_whyipv6} IPv6 nasce
-come evoluzione di IPv4, mantendone inalterate le funzioni che si sono
+Per rispondere alle esigenze descritte in sez.~\ref{sec:IP_whyipv6} IPv6 nasce
+come evoluzione di IPv4, mantenendone inalterate le funzioni che si sono
dimostrate valide, eliminando quelle inutili e aggiungendone poche altre
-ponendo al contempo una grande attenzione a mantenere il protocollo il più
+ponendo al contempo una grande attenzione a mantenere il protocollo il più
snello e veloce possibile.
I cambiamenti apportati sono comunque notevoli e possono essere riassunti a
grandi linee nei seguenti punti:
\begin{itemize}
-\item l'espansione delle capacità di indirizzamento e instradamento, per
- supportare una gerarchia con più livelli di indirizzamento, un numero di
- nodi indirizzabili molto maggiore e una autoconfigurazione degli indirizzi
+\item l'espansione delle capacità di indirizzamento e instradamento, per
+ supportare una gerarchia con più livelli di indirizzamento, un numero di
+ nodi indirizzabili molto maggiore e una auto-configurazione degli indirizzi
\item l'introduzione un nuovo tipo di indirizzamento, l'\textit{anycast} che
- si aggiungono agli usuali \textit{unycast} e \textit{multicast}
+ si aggiungono agli usuali \textit{unicast} e \textit{multicast}
\item la semplificazione del formato dell'intestazione, eliminando o rendendo
- opzionali alcuni dei campi di IPv4, per eliminare la necessità di
- riprocessamento della stessa da parte dei router e contenere l'aumento di
+ opzionali alcuni dei campi di IPv4, per eliminare la necessità di
+ riprocessare la stessa da parte dei router e contenere l'aumento di
dimensione dovuto ai nuovi indirizzi
\item un supporto per le opzioni migliorato, per garantire una trasmissione
- più efficiente del traffico normale, limiti meno stringenti sulle
- dimensioni delle opzioni, e la flessibilità necessaria per introdurne di
+ più efficiente del traffico normale, limiti meno stringenti sulle
+ dimensioni delle opzioni, e la flessibilità necessaria per introdurne di
nuove in futuro
-\item il supporto per delle capacità di qualità di servizio (QoS) che
- permetta di identificare gruppi di dati per i quali si può provvedere un
+\item il supporto per delle capacità di qualità di servizio (QoS) che
+ permetta di identificare gruppi di dati per i quali si può provvedere un
trattamento speciale (in vista dell'uso di internet per applicazioni
multimediali e/o ``real-time'')
\end{itemize}
Per capire le caratteristiche di IPv6 partiamo dall'intestazione usata dal
protocollo per gestire la trasmissione dei pacchetti; in
-\figref{fig:IP_ipv6head} è riportato il formato dell'intestazione di IPv6 da
-confrontare con quella di IPv4 in \figref{fig:IP_ipv4_head}. La spiegazione del
-significato dei vari campi delle due intestazioni è riportato rispettivamente
-in \tabref{tab:IP_ipv6field} e \tabref{tab:IP_ipv4field})
+fig.~\ref{fig:IP_ipv6head} è riportato il formato dell'intestazione di IPv6 da
+confrontare con quella di IPv4 in fig.~\ref{fig:IP_ipv4_head}. La spiegazione
+del significato dei vari campi delle due intestazioni è riportato
+rispettivamente in tab.~\ref{tab:IP_ipv6field} e tab.~\ref{tab:IP_ipv4field})
% \begin{table}[htb]
% \footnotesize
% \end{center}
% \end{table}
-\begin{figure}[htb]
+\begin{figure}[!htb]
\centering
\includegraphics[width=10cm]{img/ipv6_head}
\caption{L'intestazione o \textit{header} di IPv6.}
\end{figure}
-Come si può notare l'intestazione di IPv6 diventa di dimensione fissa, pari a
+Come si può notare l'intestazione di IPv6 diventa di dimensione fissa, pari a
40 byte, contro una dimensione (minima, in assenza di opzioni) di 20 byte per
IPv4; un semplice raddoppio nonostante lo spazio destinato agli indirizzi sia
quadruplicato, questo grazie a una notevole semplificazione che ha ridotto il
\footnotesize
\begin{tabular}{|l|c|p{8cm}|}
\hline
- \textbf{Nome} & \textbf{Lunghezza} & \textbf{Significato} \\
+ \textbf{Nome} & \textbf{Bit} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \textit{version} & 4 bit &
- \textsl{versione}, nel caso specifico vale sempre 6\\
- \textit{priority} & 4 bit &
- \textsl{priorità}, vedi Sez.~\ref{sec:prio} \\
- \textit{flow label} & 24 bit &
- \textsl{etichetta di flusso}, vedi Sez.~\ref{sec:IP_ipv6_flow}\\
- \textit{payload length} & 16 bit &
- \textsl{lunghezza del carico}, cioè del corpo dei dati che segue
- l'intestazione, in byte. \\
- \textit{next header} & 8 bit & \textsl{intestazione successiva},
- identifica il tipo di pacchetto che segue l'intestazione di IPv6, usa
- gli stessi valori del campo protocollo nell'intestazione di IPv4\\
- \textit{hop limit} & 8 bit & \textsl{limite di salti},
- stesso significato del \textit{time to live} nell'intestazione di IPv4,
- è decrementato di uno ogni volta che un nodo ritrasmette il
- pacchetto, se arriva a zero il pacchetto viene scartato \\
- \textit{source IP} & 128 bit & \textsl{indirizzo di origine} \\
- \textit{destination IP}& 128 bit & \textsl{indirizzo di destinazione}\\
+ \textit{version} & 4& La \textsl{versione}, nel caso specifico vale
+ sempre 6.\\
+ \textit{priority} & 4& La \textsl{priorità}, vedi
+ sez.~\ref{sec:IPv6_prio}.\\
+ \textit{flow label} &24& L'\textsl{etichetta di flusso}, vedi
+ sez.~\ref{sec:IP_ipv6_flow}.\\
+ \textit{payload length}&16& La \textsl{lunghezza del carico}, cioè del
+ corpo dei dati che segue l'intestazione, in
+ byte. \\
+ \textit{next header} & 8& L'\textsl{intestazione successiva},
+ identifica il tipo di pacchetto che segue
+ l'intestazione di IPv6, ed usa gli stessi
+ valori del campo protocollo
+ nell'intestazione di IPv4.\\
+ \textit{hop limit} & 8& Il \textsl{limite di salti}, ha lo stesso
+ significato del \textit{time to live}
+ nell'intestazione di IPv4.\\
+ \textit{source IP} &128&L'\textsl{indirizzo di origine}.\\
+ \textit{destination IP}&128&L'\textsl{indirizzo di destinazione}.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Legenda per il significato dei campi dell'intestazione di IPv6}
\end{center}
\end{table}
-Abbiamo già anticipato in \secref{sec:IP_ipv6over} uno dei criteri principali
-nella progettazione di IPv6 è stato quello di ridurre al minimo il tempo di
-processamento dei pacchetti da parte dei router, un confronto con
-l'intestazione di IPv4 (vedi \figref{fig:IP_ipv4_head}) mostra le seguenti
+Abbiamo già anticipato in sez.~\ref{sec:IP_ipv6over} uno dei criteri
+principali nella progettazione di IPv6 è stato quello di ridurre al minimo il
+tempo di elaborazione dei pacchetti da parte dei router, un confronto con
+l'intestazione di IPv4 (vedi fig.~\ref{fig:IP_ipv4_head}) mostra le seguenti
differenze:
\begin{itemize}
-\item è stato eliminato il campo \textit{header length} in quanto le opzioni
- sono state tolte dall'intestazione che ha così dimensione fissa; ci possono
- essere più intestazioni opzionali (\textsl{intestazioni di estensione}, vedi
- \secref{sec:IP_ipv6_extens}), ciascuna delle quali avrà un suo campo di
+\item è stato eliminato il campo \textit{header length} in quanto le opzioni
+ sono state tolte dall'intestazione che ha così dimensione fissa; ci possono
+ essere più intestazioni opzionali (\textsl{intestazioni di estensione}, vedi
+ sez.~\ref{sec:IP_ipv6_extens}), ciascuna delle quali avrà un suo campo di
lunghezza all'interno.
-\item l'intestazione e gli indirizzi sono allineati a 64 bit, questo rende più
+\item l'intestazione e gli indirizzi sono allineati a 64 bit, questo rende più
veloce il processo da parte di computer con processori a 64 bit.
\item i campi per gestire la frammentazione (\textit{identification},
\textit{flag} e \textit{fragment offset}) sono stati eliminati; questo
- perché la frammentazione è un'eccezione che non deve rallentare il
- processo dei pacchetti nel caso normale.
-\item è stato eliminato il campo \textit{checksum} in quanto tutti i
+ perché la frammentazione è un'eccezione che non deve rallentare
+ l'elaborazione dei pacchetti nel caso normale.
+\item è stato eliminato il campo \textit{checksum} in quanto tutti i
protocolli di livello superiore (TCP, UDP e ICMPv6) hanno un campo di
checksum che include, oltre alla loro intestazione e ai dati, pure i campi
\textit{payload length}, \textit{next header}, e gli indirizzi di origine e
di destinazione; una checksum esiste anche per la gran parte protocolli di
livello inferiore (anche se quelli che non lo hanno, come SLIP, non possono
- essere usati con grande affidabilità); con questa scelta si è ridotto di
- molti tempo di riprocessamento dato che i router non hanno più la
- necessità di ricalcolare la checksum ad ogni passaggio di un pacchetto per
- il cambiamento del campo \textit{hop limit}.
-\item è stato eliminato il campo \textit{type of service}, che praticamente
- non è mai stato utilizzato; una parte delle funzionalità ad esso delegate
+ essere usati con grande affidabilità); con questa scelta si è ridotto di
+ molto il tempo di elaborazione dato che i router non hanno più la necessità
+ di ricalcolare la checksum ad ogni passaggio di un pacchetto per il
+ cambiamento del campo \textit{hop limit}.
+\item è stato eliminato il campo \textit{type of service}, che praticamente
+ non è mai stato utilizzato; una parte delle funzionalità ad esso delegate
sono state reimplementate (vedi il campo \textit{priority} al prossimo
punto) con altri metodi.
-\item è stato introdotto un nuovo campo \textit{flow label}, che viene usato,
+\item è stato introdotto un nuovo campo \textit{flow label}, che viene usato,
insieme al campo \textit{priority} (che recupera i bit di precedenza del
campo \textit{type of service}) per implementare la gestione di una
- ``\textsl{qualità di servizio}'' (vedi \secref{sec:IP_ipv6_qos}) che
+ ``\textsl{qualità di servizio}'' (vedi sez.~\ref{sec:IP_ipv6_qos}) che
permette di identificare i pacchetti appartenenti a un ``\textsl{flusso}''
- di dati per i quali si può provvedere un trattamento speciale.
+ di dati per i quali si può provvedere un trattamento speciale.
\end{itemize}
-
-\begin{figure}[htb]
- \centering
- \includegraphics[width=10cm]{img/ipv4_head}
- \caption{L'intestazione o \textit{header} di IPv4.}
- \label{fig:IP_ipv4_head}
-\end{figure}
-
-\begin{table}[htb]
- \footnotesize
- \begin{center}
- \begin{tabular}{|l|c|p{9cm}|}
- \hline
- \textbf{Nome} & \textbf{Bit} & \textbf{Significato} \\
- \hline
- \hline
- \textit{version} & 4 & \textsl{versione}, nel caso
- specifico vale sempre 4\\
- \textit{head length} & 4 &\textsl{lunghezza dell'intestazione},
- in multipli di 32 bit\\
- \textit{type of service} & 8 & \textsl{tipo di servizio},
- consiste in: 3 bit di precedenza,
- correntemente ignorati; un bit non usato a 0; 4 bit che identificano
- il tipo di servizio richiesto, uno solo dei quali può essere 1\\
- \textit{total length} & 16 & \textsl{lunghezza totale}, indica
- la dimensione del pacchetto IP in byte\\
- \textit{identification} & 16 & \textsl{identificazione},
- assegnato alla creazione, è aumentato di uno all'origine della
- trasmissione di ciascun pacchetto, ma resta lo stesso per i
- pacchetti frammentati\\
- \textit{flag} & 3 &
- \textsl{flag} bit di frammentazione, uno indica se un
- pacchetto è frammentato, un'altro se ci sono ulteriori frammenti, e
- un'altro se il pacchetto non può essere frammentato. \\
- \textit{fragmentation offset} & 13 & \textsl{offset di frammento},
- indica la posizione del frammento rispetto al pacchetto originale\\
- \textit{time to live} & 16 & \textsl{tempo di vita},
- ha lo stesso significato di
- \textit{hop limit}, vedi Tab.~\ref{tab:IP_ipv6field}\\
- \textit{protocol} & 8 & \textsl{protocollo}
- identifica il tipo di pacchetto che segue
- l'intestazione di IPv4\\
- \textit{header checksum} & 16 & \textsl{checksum di intestazione},
- somma di controllo per l'intestazione\\
- \textit{source IP} & 32 & \textsl{indirizzo di origine}\\
- \textit{destination IP} & 32 & \textsl{indirizzo di destinazione}\\
- \hline
- \end{tabular}
- \caption{Legenda per il significato dei campi dell'intestazione di IPv4}
- \label{tab:IP_ipv4field}
- \end{center}
-\end{table}
-
Oltre alle differenze precedenti, relative ai singoli campi nell'intestazione,
ulteriori caratteristiche che diversificano il comportamento di IPv4 da
quello di IPv6 sono le seguenti:
\begin{itemize}
-\item il broadcasting non è previsto in IPv6, le applicazioni che lo usano
- dovono essere reimplementate usando il multicasting (vedi
- \secref{sec:IP_ipv6_multicast}), che da opzionale diventa obbligatorio.
-\item è stato introdotto un nuovo tipo di indirizzi, gli \textit{anycast}.
-\item i router non possono più frammentare i pacchetti lungo il cammino, la
- frammentazione di pacchetti troppo grandi potrà essere gestita solo ai
+\item il \textit{broadcasting} non è previsto in IPv6, le applicazioni che lo
+ usano dovono essere reimplementate usando il \textit{multicasting} (vedi
+ sez.~\ref{sec:IP_ipv6_multicast}), che da opzionale diventa obbligatorio.
+\item è stato introdotto un nuovo tipo di indirizzi, gli \textit{anycast}.
+\item i router non possono più frammentare i pacchetti lungo il cammino, la
+ frammentazione di pacchetti troppo grandi potrà essere gestita solo ai
capi della comunicazione (usando un'apposita estensione vedi
- \secref{sec:IP_ipv6_extens}).
-\item IPv6 richiede il supporto per il \textit{path MTU discovery} (cioè il
+ sez.~\ref{sec:IP_ipv6_extens}).
+\item IPv6 richiede il supporto per il \textit{path MTU discovery} (cioè il
protocollo per la selezione della massima lunghezza del pacchetto); seppure
- questo sia in teoria opzionale, senza di esso non sarà possibile inviare
- pacchetti più larghi della dimensione minima (576 byte).
+ questo sia in teoria opzionale, senza di esso non sarà possibile inviare
+ pacchetti più larghi della dimensione minima (576 byte).
\end{itemize}
\subsection{Gli indirizzi di IPv6}
\label{sec:IP_ipv6_addr}
-Come già abbondantemente anticipato la principale novità di IPv6 è
+Come già abbondantemente anticipato la principale novità di IPv6 è
costituita dall'ampliamento dello spazio degli indirizzi, che consente di avere
indirizzi disponibili in un numero dell'ordine di quello degli atomi che
costituiscono la terra.
-In realtà l'allocazione di questi indirizzi deve tenere conto della
-necessità di costruire delle gerarchie che consentano un instradamento
-rapido ed efficiente dei pacchetti, e flessibilità nel dispiegamento delle
+In realtà l'allocazione di questi indirizzi deve tenere conto della
+necessità di costruire delle gerarchie che consentano un instradamento
+rapido ed efficiente dei pacchetti, e flessibilità nel dispiegamento delle
reti, il che comporta una riduzione drastica dei numeri utilizzabili; uno
studio sull'efficienza dei vari sistemi di allocazione usati in altre
-architetture (come i sistemi telefonici) è comunque giunto alla conclusione
+architetture (come i sistemi telefonici) è comunque giunto alla conclusione
che anche nella peggiore delle ipotesi IPv6 dovrebbe essere in grado di
-fornire più di un migliaio di indirizzi per ogni metro quadro della
+fornire più di un migliaio di indirizzi per ogni metro quadro della
superficie terrestre.
\subsection{La notazione}
\label{sec:IP_ipv6_notation}
-Con un numero di bit quadruplicato non è più possibile usare la notazione
+Con un numero di bit quadruplicato non è più possibile usare la notazione
coi numeri decimali di IPv4 per rappresentare un numero IP. Per questo gli
indirizzi di IPv6 sono in genere scritti come sequenze di otto numeri
-esadecimali di 4 cifre (cioè a gruppi di 16 bit) usando i due punti come
-separatore; cioè qualcosa del tipo
-\texttt{5f1b:df00:ce3e:e200:0020:0800:2078:e3e3}.
-
+esadecimali di 4 cifre (cioè a gruppi di 16 bit) usando i due punti come
+separatore; cioè qualcosa del tipo
+\texttt{1080:0000:0000:0008:0800:ba98:2078:e3e3}.
Visto che la notazione resta comunque piuttosto pesante esistono alcune
-abbreviazioni; si può evitare di scrivere gli zeri iniziali per cui si
-può scrivere \texttt{1080:0:0:0:8:800:ba98:2078:e3e3}; se poi un intero è
-zero si può omettere del tutto, così come un insieme di zeri (ma questo
-solo una volta per non generare ambiguità) per cui il precedente indirizzo
-si può scrivere anche come \texttt{1080::8:800:ba98:2078:e3e3}.
+abbreviazioni: si può evitare di scrivere gli zeri iniziali delle singole
+cifre, abbreviando l'indirizzo precedente in
+\texttt{1080:0:0:8:800:ba98:2078:e3e3}; se poi un intero è zero si può
+omettere del tutto, così come un insieme di zeri (ma questo solo una volta per
+non generare ambiguità) per cui il precedente indirizzo si può scrivere anche
+come \texttt{1080::8:800:ba98:2078:e3e3}.
Infine per scrivere un indirizzo IPv4 all'interno di un indirizzo IPv6 si
-può usare la vecchia notazione con i punti, per esempio
+può usare la vecchia notazione con i punti, per esempio
\texttt{::192.84.145.138}.
\begin{table}[htb]
unicast site-local & \texttt{1111 1110 11} & 1/1024 \\
\hline
\hline
- multicast & \texttt{1111 1111} & 1/256 \\
+ \textit{multicast} & \texttt{1111 1111} & 1/256 \\
\hline
\end{tabular}
- \caption{Classificazione degli indirizzi IPv6 a seconda dei bit più
+ \caption{Classificazione degli indirizzi IPv6 a seconda dei bit più
significativi}
\label{tab:IP_ipv6addr}
\end{table}
Come per IPv4 gli indirizzi sono identificatori per una singola (indirizzi
\textit{unicast}) o per un insieme (indirizzi \textit{multicast} e
-\textit{anycast}) di interfacce di rete.
+\textit{anycast}) di interfacce di rete.
Gli indirizzi sono sempre assegnati all'interfaccia, non al nodo che la
-ospita; dato che ogni interfaccia appartiene ad un nodo quest'ultimo può
+ospita; dato che ogni interfaccia appartiene ad un nodo quest'ultimo può
essere identificato attraverso uno qualunque degli indirizzi unicast delle sue
-interfacce. A una interfaccia possono essere associati anche più indirizzi.
+interfacce. A una interfaccia possono essere associati anche più indirizzi.
IPv6 presenta tre tipi diversi di indirizzi: due di questi, gli indirizzi
\textit{unicast} e \textit{multicast} hanno le stesse caratteristiche che in
-IPv4, un terzo tipo, gli indirizzi \textit{anycast} è completamente nuovo.
-In IPv6 non esistono più gli indirizzi \textit{broadcast}, la funzione di
-questi ultimi deve essere reimplementata con gli indirizzi \textit{multicast}.
+IPv4, un terzo tipo, gli indirizzi \textit{anycast} è completamente nuovo. In
+IPv6 non esistono più gli indirizzi \textit{broadcast}, la funzione di questi
+ultimi deve essere reimplementata con gli indirizzi \textit{multicast}.
Gli indirizzi \textit{unicast} identificano una singola interfaccia: i
pacchetti mandati ad un tale indirizzo verranno inviati a quella interfaccia,
gli indirizzi \textit{anycast} identificano un gruppo di interfacce tale che
-un pacchetto mandato a uno di questi indirizzi viene inviato alla più vicina
+un pacchetto mandato a uno di questi indirizzi viene inviato alla più vicina
(nel senso di distanza di routing) delle interfacce del gruppo, gli indirizzi
\textit{multicast} identificano un gruppo di interfacce tale che un pacchetto
mandato a uno di questi indirizzi viene inviato a tutte le interfacce del
gruppo.
-In IPv6 non ci sono più le classi ma i bit più significativi indicano il tipo
-di indirizzo; in \tabref{tab:IP_ipv6addr} sono riportati i valori di detti
-bit e il tipo di indirizzo che loro corrispondente. I bit più significativi
-costituiscono quello che viene chiamato il \textit{format prefix} ed è sulla
+In IPv6 non ci sono più le classi ma i bit più significativi indicano il tipo
+di indirizzo; in tab.~\ref{tab:IP_ipv6addr} sono riportati i valori di detti
+bit e il tipo di indirizzo che loro corrispondente. I bit più significativi
+costituiscono quello che viene chiamato il \textit{format prefix} ed è sulla
base di questo che i vari tipi di indirizzi vengono identificati. Come si
vede questa architettura di allocazione supporta l'allocazione di indirizzi
-per i provider, per uso locale e per il multicast; inoltre è stato riservato
-lo spazio per indirizzi NSAP, IPX e per le connessioni; gran parte dello
-spazio (più del 70\%) è riservato per usi futuri.
+per i provider, per uso locale e per il \textit{multicast}; inoltre è stato
+riservato lo spazio per indirizzi NSAP, IPX e per le connessioni; gran parte
+dello spazio (più del 70\%) è riservato per usi futuri.
Si noti infine che gli indirizzi \textit{anycast} non sono riportati in
-\tabref{tab:IP_ipv6addr} in quanto allocati al di fuori dello spazio di
+tab.~\ref{tab:IP_ipv6addr} in quanto allocati al di fuori dello spazio di
allocazione degli indirizzi unicast.
\subsection{Indirizzi unicast \textit{provider-based}}
nell'\href{http://www.ietf.org/rfc/rfc2073.txt}{RFC~2073} e sono gli
equivalenti degli attuali indirizzi delle classi da A a C.
-L'autorità che presiede all'allocazione di questi indirizzi è la IANA; per
+L'autorità che presiede all'allocazione di questi indirizzi è la IANA; per
evitare i problemi di crescita delle tabelle di instradamento e una procedura
-efficiente di allocazione la struttura di questi indirizzi è organizzata fin
-dall'inizio in maniera gerarchica; pertanto lo spazio di questi indirizzi è
+efficiente di allocazione la struttura di questi indirizzi è organizzata fin
+dall'inizio in maniera gerarchica; pertanto lo spazio di questi indirizzi è
stato suddiviso in una serie di campi secondo lo schema riportato in
-\tabref{tab:IP_ipv6_unicast}.
+tab.~\ref{tab:IP_ipv6_unicast}.
\begin{table}[htb]
\centering
\label{tab:IP_ipv6_unicast}
\end{table}
-Al livello più alto la IANA può delegare l'allocazione a delle autorità
+Al livello più alto la IANA può delegare l'allocazione a delle autorità
regionali (i Regional Register) assegnando ad esse dei blocchi di indirizzi; a
-queste autorità regionali è assegnato un Registry Id che deve seguire
+queste autorità regionali è assegnato un Registry Id che deve seguire
immediatamente il prefisso di formato. Al momento sono definite tre registri
-regionali (INTERNIC, RIPE NCC e APNIC), inoltre la IANA si è riservata la
-possibilità di allocare indirizzi su base regionale; pertanto sono previsti
+regionali (INTERNIC, RIPE NCC e APNIC), inoltre la IANA si è riservata la
+possibilità di allocare indirizzi su base regionale; pertanto sono previsti
i seguenti possibili valori per il \textsl{Registry Id};
gli altri valori restano riservati per la IANA.
\begin{table}[htb]
singoli registri regionali. Questi ultimi dovranno definire come dividere lo
spazio di indirizzi assegnato a questi due campi (che ammonta a un totale di
56~bit), definendo lo spazio da assegnare al \textit{Provider Id} e
-al \textit{Subscriber Id}, ad essi spetterà inoltre anche l'allocazione dei
-numeri di \textit{Provider Id} ai singoli fornitori, ai quali sarà delegata
-l'autorità di allocare i \textit{Subscriber Id} al loro interno.
+al \textit{Subscriber Id}, ad essi spetterà inoltre anche l'allocazione dei
+numeri di \textit{Provider Id} ai singoli fornitori, ai quali sarà delegata
+l'autorità di allocare i \textit{Subscriber Id} al loro interno.
-L'ultimo livello è quello \textit{Intra-subscriber} che è lasciato alla
+L'ultimo livello è quello \textit{Intra-subscriber} che è lasciato alla
gestione dei singoli fruitori finali, gli indirizzi \textit{provider-based}
lasciano normalmente gli ultimi 64~bit a disposizione per questo livello, la
-modalità più immediata è quella di usare uno schema del tipo mostrato in
-\tabref{tab:IP_ipv6_uninterf} dove l'\textit{Interface Id} è dato dal
+modalità più immediata è quella di usare uno schema del tipo mostrato in
+tab.~\ref{tab:IP_ipv6_uninterf} dove l'\textit{Interface Id} è dato dal
MAC-address a 48~bit dello standard Ethernet, scritto in genere nell'hardware
delle scheda di rete, e si usano i restanti 16~bit per indicare la sottorete.
\label{tab:IP_ipv6_uninterf}
\end{table}
-Qualora si dovesse avere a che fare con una necessità di un numero più
-elevato di sottoreti, il precedente schema andrebbe modificato, per evitare
+Qualora si dovesse avere a che fare con una necessità di un numero più
+elevato di sotto-reti, il precedente schema andrebbe modificato, per evitare
l'enorme spreco dovuto all'uso dei MAC-address, a questo scopo si possono
-usare le capacità di autoconfigurazione di IPv6 per assegnare indirizzi
+usare le capacità di auto-configurazione di IPv6 per assegnare indirizzi
generici con ulteriori gerarchie per sfruttare efficacemente tutto lo spazio
di indirizzi.
-Un registro regionale può introdurre un ulteriore livello nella gerarchia
-degli indirizzi, allocando dei blocchi per i quali delegare l'autorità a dei
+Un registro regionale può introdurre un ulteriore livello nella gerarchia
+degli indirizzi, allocando dei blocchi per i quali delegare l'autorità a dei
registri nazionali, quest'ultimi poi avranno il compito di gestire la
attribuzione degli indirizzi per i fornitori di servizi nell'ambito del/i
-paese coperto dal registro nazionale con le modalità viste in precedenza.
-Una tale ripartizione andrà effettuata all'interno dei soliti 56~bit come
-mostrato in \tabref{tab:IP_ipv6_uninaz}.
+paese coperto dal registro nazionale con le modalità viste in precedenza.
+Una tale ripartizione andrà effettuata all'interno dei soliti 56~bit come
+mostrato in tab.~\ref{tab:IP_ipv6_uninaz}.
\begin{table}[htb]
\centering
Gli indirizzi ad uso locale sono indirizzi unicast che sono instradabili solo
localmente (all'interno di un sito o di una sottorete), e possono avere una
-unicità locale o globale.
+unicità locale o globale.
Questi indirizzi sono pensati per l'uso all'interno di un sito per mettere su
-una comunicazione locale immediata, o durante le fasi di autoconfigurazione
+una comunicazione locale immediata, o durante le fasi di auto-configurazione
prima di avere un indirizzo globale.
\begin{table}[htb]
\end{table}
Ci sono due tipi di indirizzi, \textit{link-local} e \textit{site-local}. Il
-primo è usato per un singolo link; la struttura è mostrata in
-\tabref{tab:IP_ipv6_linklocal}, questi indirizzi iniziano sempre con un valore
-nell'intervallo \texttt{FE80}--\texttt{FEBF} e vengono in genere usati per la
-configurazione automatica dell'indirizzo al bootstrap e per la ricerca dei
-vicini (vedi \ref{sec:IP_ipv6_autoconf}); un pacchetto che abbia tale
-indirizzo come sorgente o destinazione non deve venire ritrasmesso dai router.
-
-Un indirizzo \textit{site-local} invece è usato per l'indirizzamento
+primo è usato per un singolo link; la struttura è mostrata in
+tab.~\ref{tab:IP_ipv6_linklocal}, questi indirizzi iniziano sempre con un
+valore nell'intervallo \texttt{FE80}--\texttt{FEBF} e vengono in genere usati
+per la configurazione automatica dell'indirizzo al bootstrap e per la ricerca
+dei vicini (vedi \ref{sec:IP_ipv6_autoconf}); un pacchetto che abbia tale
+indirizzo come sorgente o destinazione non deve venire ritrasmesso dai router,
+sono gli indirizzi che identificano la macchina sulla rete locale, per questo
+sono chiamati in questo modo, in quanto sono usati solo su di essa.
+
+Un indirizzo \textit{site-local} invece è usato per l'indirizzamento
all'interno di un sito che non necessita di un prefisso globale; la struttura
-è mostrata in \tabref{tab:IP_ipv6_sitelocal}, questi indirizzi iniziano sempre
-con un valore nell'intervallo \texttt{FEC0}--\texttt{FEFF} e non devono venire
-ritrasmessi dai router all'esterno del sito stesso; sono in sostanza gli
-equivalenti degli indirizzi riservati per reti private definiti su IPv4. Per
-entrambi gli indirizzi il campo \textit{Interface Id} è un identificatore che
-deve essere unico nel dominio in cui viene usato, un modo immediato per
-costruirlo è quello di usare il MAC-address delle schede di rete.
+è mostrata in tab.~\ref{tab:IP_ipv6_sitelocal}, questi indirizzi iniziano
+sempre con un valore nell'intervallo \texttt{FEC0}--\texttt{FEFF} e non devono
+venire ritrasmessi dai router all'esterno del sito stesso; sono in sostanza
+gli equivalenti degli indirizzi riservati per reti private definiti su IPv4.
+Per entrambi gli indirizzi il campo \textit{Interface Id} è un identificatore
+che deve essere unico nel dominio in cui viene usato, un modo immediato per
+costruirlo è quello di usare il MAC-address delle schede di rete.
\begin{table}[!h]
\centering
\label{tab:IP_ipv6_sitelocal}
\end{table}
-Gli indirizzi di uso locale consentono ad una organizzazione che non è
+Gli indirizzi di uso locale consentono ad una organizzazione che non è
(ancora) connessa ad Internet di operare senza richiedere un prefisso globale,
una volta che in seguito l'organizzazione venisse connessa a Internet
-potrebbe con4tinuare a usare la stessa suddivisione effettuata con gli
+potrebbe continuare a usare la stessa suddivisione effettuata con gli
indirizzi \textit{site-local} utilizzando un prefisso globale e la
rinumerazione degli indirizzi delle singole macchine sarebbe automatica.
\label{sec:IP_ipv6_reserved}
Alcuni indirizzi sono riservati per scopi speciali, in particolare per scopi
-di compatibilità.
+di compatibilità.
Un primo tipo sono gli indirizzi \textit{IPv4 mappati su IPv6} (mostrati in
-\tabref{tab:IP_ipv6_map}), questo sono indirizzi unicast che vengono usati per
-consentire ad applicazioni IPv6 di comunicare con host capaci solo di IPv4;
-questi sono ad esempio gli indirizzi generati da un DNS quando l'host
+tab.~\ref{tab:IP_ipv6_map}), questo sono indirizzi unicast che vengono usati
+per consentire ad applicazioni IPv6 di comunicare con host capaci solo di
+IPv4; questi sono ad esempio gli indirizzi generati da un DNS quando l'host
richiesto supporta solo IPv4; l'uso di un tale indirizzo in un socket IPv6
comporta la generazione di un pacchetto IPv4 (ovviamente occorre che sia IPv4
che IPv6 siano supportati sull'host di origine).
\label{tab:IP_ipv6_map}
\end{table}
-Un secondo tipo di indirizzi di compatibilità sono gli \textsl{IPv4
- compatibili IPv6} (vedi \tabref{tab:IP_ipv6_comp}) usati nella transizione
+Un secondo tipo di indirizzi di compatibilità sono gli \textsl{IPv4
+ compatibili IPv6} (vedi tab.~\ref{tab:IP_ipv6_comp}) usati nella transizione
da IPv4 a IPv6: quando un nodo che supporta sia IPv6 che IPv4 non ha un router
IPv6 deve usare nel DNS un indirizzo di questo tipo, ogni pacchetto IPv6
-inviato a un tale indirizzo verrà automaticamente incapsulato in IPv4.
+inviato a un tale indirizzo verrà automaticamente incapsulato in IPv4.
\begin{table}[htb]
\centering
\end{table}
Altri indirizzi speciali sono il \textit{loopback address}, costituito da 127
-zeri ed un uno (cioè \texttt{::1}) e l'\textsl{indirizzo generico}
-costituito da tutti zeri (scritto come \texttt{0::0} o ancora più
+zeri ed un uno (cioè \texttt{::1}) e l'\textsl{indirizzo generico}
+costituito da tutti zeri (scritto come \texttt{0::0} o ancora più
semplicemente come \texttt{:}) usato in genere quando si vuole indicare
l'accettazione di una connessione da qualunque host.
\subsection{Multicasting}
\label{sec:IP_ipv6_multicast}
+\itindbeg{multicast}
+
Gli indirizzi \textit{multicast} sono usati per inviare un pacchetto a un
-gruppo di interfacce; l'indirizzo identifica uno specifico gruppo di multicast
-e il pacchetto viene inviato a tutte le interfacce di detto gruppo.
-Un'interfaccia può appartenere ad un numero qualunque numero di gruppi di
-multicast. Il formato degli indirizzi \textit{multicast} è riportato in
-\tabref{tab:IP_ipv6_multicast}:
+gruppo di interfacce; l'indirizzo identifica uno specifico gruppo di
+\textit{multicast} e il pacchetto viene inviato a tutte le interfacce di detto
+gruppo. Un'interfaccia può appartenere ad un numero qualunque numero di
+gruppi di \textit{multicast}. Il formato degli indirizzi \textit{multicast} è
+riportato in tab.~\ref{tab:IP_ipv6_multicast}:
\begin{table}[htb]
\centering
\label{tab:IP_ipv6_multicast}
\end{table}
-Il prefisso di formato per tutti gli indirizzi \textit{multicast} è
-\texttt{FF}, ad esso seguono i due campi il cui significato è il seguente:
+Il prefisso di formato per tutti gli indirizzi \textit{multicast} è
+\texttt{FF}, ad esso seguono i due campi il cui significato è il seguente:
\begin{itemize}
\item \textsl{flag}: un insieme di 4 bit, di cui i primi tre sono riservati e
- posti a zero, l'ultimo è zero se l'indirizzo è permanente (cioè un
- indirizzo noto, assegnato dalla IANA), ed è uno se invece l'indirizzo è
+ posti a zero, l'ultimo è zero se l'indirizzo è permanente (cioè un
+ indirizzo noto, assegnato dalla IANA), ed è uno se invece l'indirizzo è
transitorio.
-\item \textsl{scop} è un numero di quattro bit che indica il raggio di
- validità dell'indirizzo, i valori assegnati per ora sono riportati in
- \tabref{tab:IP_ipv6_multiscope}.
+\item \textsl{scop} è un numero di quattro bit che indica il raggio di
+ validità dell'indirizzo, i valori assegnati per ora sono riportati in
+ tab.~\ref{tab:IP_ipv6_multiscope}.
\end{itemize}
7 & non assegnato & F & riservato \\
\hline
\end{tabular}
-\caption{Possibili valori del campo \textsl{scop} di un indirizzo multicast.}
+\caption{Possibili valori del campo \textsl{scop} di un indirizzo
+ \textit{multicast}.}
\label{tab:IP_ipv6_multiscope}
\end{table}
-Infine l'ultimo campo identifica il gruppo di multicast, sia permanente che
-transitorio, all'interno del raggio di validità del medesimo. Alcuni
-indirizzi multicast, riportati in \tabref{tab:multiadd} sono già riservati
-per il funzionamento della rete.
+Infine l'ultimo campo identifica il gruppo di \textit{multicast}, sia
+permanente che transitorio, all'interno del raggio di validità del medesimo.
+Alcuni indirizzi \textit{multicast}, riportati in tab.~\ref{tab:multiadd} sono
+già riservati per il funzionamento della rete.
\begin{table}[!htb]
\centering
\href{http://www.ietf.org/rfc/rfc1970.txt}{RFC~1970} \\
\hline
\end{tabular}
-\caption{Gruppi multicast predefiniti.}
+\caption{Gruppi di \textit{multicast} predefiniti.}
\label{tab:multiadd}
\end{table}
L'utilizzo del campo di \textit{scope} e di questi indirizzi predefiniti serve
-a recuperare le funzionalità del broadcasting (ad esempio inviando un
+a recuperare le funzionalità del \textit{broadcasting} (ad esempio inviando un
pacchetto all'indirizzo \texttt{FF02:0:0:0:0:0:0:1} si raggiungono tutti i
nodi locali).
+\itindend{multicast}
\subsection{Indirizzi \textit{anycast}}
\label{sec:IP_anycast}
Gli indirizzi \textit{anycast} sono indirizzi che vengono assegnati ad un
gruppo di interfacce: un pacchetto indirizzato a questo tipo di indirizzo
-viene inviato al componente del gruppo più ``\textsl{vicino}'' secondo la
+viene inviato al componente del gruppo più ``\textsl{vicino}'' secondo la
distanza di instradamento calcolata dai router.
Questi indirizzi sono allocati nello stesso spazio degli indirizzi unicast,
usando uno dei formati disponibili, e per questo, sono da essi assolutamente
-indistinguibili. Quando un indirizzo unicast viene assegnato a più interfacce
-(trasformandolo in un anycast) il computer su cui è l'interfaccia deve essere
+indistinguibili. Quando un indirizzo unicast viene assegnato a più interfacce
+(trasformandolo in un anycast) il computer su cui è l'interfaccia deve essere
configurato per tener conto del fatto.
Gli indirizzi anycast consentono a un nodo sorgente di inviare pacchetti a una
destinazione su un gruppo di possibili interfacce selezionate. La sorgente non
-deve curarsi di come scegliere l'interfaccia più vicina, compito che tocca al
+deve curarsi di come scegliere l'interfaccia più vicina, compito che tocca al
sistema di instradamento (in sostanza la sorgente non ha nessun controllo
sulla selezione).
una particolare sottorete, o che forniscono l'accesso a un certo sotto
dominio.
-L'idea alla base degli indirizzi anycast è perciò quella di utilizzarli per
-poter raggiungere il fornitore di servizio più vicino; ma restano aperte tutta
+L'idea alla base degli indirizzi anycast è perciò quella di utilizzarli per
+poter raggiungere il fornitore di servizio più vicino; ma restano aperte tutta
una serie di problematiche, visto che una connessione con uno di questi
-indirizzi non è possibile, dato che per una variazione delle distanze di
-routing non è detto che due pacchetti successivi finiscano alla stessa
+indirizzi non è possibile, dato che per una variazione delle distanze di
+routing non è detto che due pacchetti successivi finiscano alla stessa
interfaccia.
-La materia è pertanto ancora controversa e in via di definizione.
+La materia è pertanto ancora controversa e in via di definizione.
\subsection{Le estensioni}
\label{sec:IP_ipv6_extens}
-Come già detto in precedenza IPv6 ha completamente cambiato il trattamento
+Come già detto in precedenza IPv6 ha completamente cambiato il trattamento
delle opzioni; queste ultime infatti sono state tolte dall'intestazione del
pacchetto, e poste in apposite \textsl{intestazioni di estensione} (o
\textit{extension header}) poste fra l'intestazione di IPv6 e l'intestazione
del protocollo di trasporto.
-Per aumentare la velocità di processo, sia dei dati del livello seguente che
-di ulteriori opzioni, ciascuna estensione deve avere una lunghezza multipla di
-8 byte per mantenere l'allineamento a 64~bit di tutti le intestazioni
-seguenti.
+Per aumentare la velocità di elaborazione, sia dei dati del livello seguente
+che di ulteriori opzioni, ciascuna estensione deve avere una lunghezza
+multipla di 8 byte per mantenere l'allineamento a 64~bit di tutti le
+intestazioni seguenti.
Dato che la maggior parte di queste estensioni non sono esaminate dai router
durante l'instradamento e la trasmissione dei pacchetti, ma solo all'arrivo
prestazioni rispetto a IPv4 dove la presenza di un'opzione comportava l'esame
di tutte quante.
-Un secondo miglioramento è che rispetto a IPv4 le opzioni possono essere di
+Un secondo miglioramento è che rispetto a IPv4 le opzioni possono essere di
lunghezza arbitraria e non limitate a 40 byte; questo, insieme al modo in cui
vengono trattate, consente di utilizzarle per scopi come l'autenticazione e la
sicurezza, improponibili con IPv4.
\begin{itemize}
\item \textbf{Hop by hop} devono seguire immediatamente l'intestazione
principale; indicano le opzioni che devono venire processate ad ogni
- passaggio da un router, fra di esse è da menzionare la \textit{jumbo
+ passaggio da un router, fra di esse è da menzionare la \textit{jumbo
payload} che segnala la presenza di un pacchetto di dati di dimensione
superiore a 65535 byte.
\item \textbf{Destination options} opzioni che devono venire esaminate al nodo
- di ricevimento, nessuna di esse è tuttora definita.
+ di ricevimento, nessuna di esse è tuttora definita.
\item \textbf{Routing} definisce una \textit{source route} (come la analoga
- opzione di IPv4) cioè una lista di indirizzi IP di nodi per i quali il
+ opzione di IPv4) cioè una lista di indirizzi IP di nodi per i quali il
pacchetto deve passare.
\item \textbf{Fragmentation} viene generato automaticamente quando un host
- vuole frammentare un pacchetto, ed è riprocessato automaticamente alla
+ vuole frammentare un pacchetto, ed è riprocessato automaticamente alla
destinazione che riassembla i frammenti.
\item \textbf{Authentication} gestisce l'autenticazione e il controllo di
- integrità dei pacchetti; è documentato
+ integrità dei pacchetti; è documentato
dall'\href{http://www.ietf.org/rfc/rfc1826.txt}{RFC~1826}.
\item \textbf{Encapsulation} serve a gestire la segretezza del contenuto
- trasmesso; è documentato
+ trasmesso; è documentato
dall'\href{http://www.ietf.org/rfc/rfc1827.txt}{RFC~1827}.
\end{itemize}
-La presenza di opzioni è rilevata dal valore del campo \textit{next header}
-che indica qual'è l'intestazione successiva a quella di IPv6; in assenza di
-opzioni questa sarà l'intestazione di un protocollo di trasporto del livello
-superiore, per cui il campo assumerà lo stesso valore del campo
-\textit{protocol} di IPv4, altrimenti assumerà il valore dell'opzione
-presente; i valori possibili sono riportati in \tabref{tab:IP_ipv6_nexthead}.
+La presenza di opzioni è rilevata dal valore del campo \textit{next header}
+che indica qual è l'intestazione successiva a quella di IPv6; in assenza di
+opzioni questa sarà l'intestazione di un protocollo di trasporto del livello
+superiore, per cui il campo assumerà lo stesso valore del campo
+\textit{protocol} di IPv4, altrimenti assumerà il valore dell'opzione
+presente; i valori possibili sono riportati in
+tab.~\ref{tab:IP_ipv6_nexthead}.
\begin{table}[htb]
\begin{center}
\textbf{Valore} & \textbf{Keyword} & \textbf{Tipo di protocollo} \\
\hline
\hline
- 0 & & riservato\\
- & HBH & Hop by Hop \\
- 1 & ICMP & Internet Control Message (IPv4 o IPv6) \\
- 2 & ICMP & Internet Group Management (IPv4) \\
- 3 & GGP & Gateway-to-Gateway \\
- 4 & IP & IP in IP (IPv4 encapsulation) \\
- 5 & ST & Stream \\
- 6 & TCP & Trasmission Control \\
- 17 & UDP & User Datagram \\
- 43 & RH & Routing Header (IPv6) \\
- 44 & FH & Fragment Header (IPv6) \\
- 45 & IDRP & Inter Domain Routing \\
- 51 & AH & Authentication Header (IPv6) \\
- 52 & ESP & Encrypted Security Payload (IPv6) \\
- 59 & Null & No next header (IPv6) \\
- 88 & IGRP & Internet Group Routing \\
- 89 & OSPF & Open Short Path First \\
- 255& & riservato \\
+ 0 & & Riservato.\\
+ & HBH & Hop by Hop.\\
+ 1 & ICMP & Internet Control Message (IPv4 o IPv6).\\
+ 2 & IGMP & Internet Group Management (IPv4).\\
+ 3 & GGP & Gateway-to-Gateway.\\
+ 4 & IP & IP in IP (IPv4 encapsulation).\\
+ 5 & ST & Stream.\\
+ 6 & TCP & Trasmission Control.\\
+ 17 & UDP & User Datagram.\\
+ 43 & RH & Routing Header (IPv6).\\
+ 44 & FH & Fragment Header (IPv6).\\
+ 45 & IDRP & Inter Domain Routing.\\
+ 51 & AH & Authentication Header (IPv6).\\
+ 52 & ESP & Encrypted Security Payload (IPv6).\\
+ 59 & Null & No next header (IPv6).\\
+ 88 & IGRP & Internet Group Routing.\\
+ 89 & OSPF & Open Short Path First.\\
+ 255& & Riservato.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Tipi di protocolli e intestazioni di estensione}
\end{center}
\end{table}
-Questo meccanismo permette la presenza di più opzioni in successione prima
+Questo meccanismo permette la presenza di più opzioni in successione prima
del pacchetto del protocollo di trasporto; l'ordine raccomandato per le
-estensioni è quello riportato nell'elenco precedente con la sola differenza
+estensioni è quello riportato nell'elenco precedente con la sola differenza
che le opzioni di destinazione sono inserite nella posizione ivi indicata solo
se, come per il tunnelling, devono essere esaminate dai router, quelle che
devono essere esaminate solo alla destinazione finale vanno in coda.
-\subsection{Qualità di servizio}
+\subsection{Qualità di servizio}
\label{sec:IP_ipv6_qos}
-Una delle caratteristiche innovative di IPv6 è quella di avere introdotto un
-supporto per la qualità di servizio che è importante per applicazioni come
+Una delle caratteristiche innovative di IPv6 è quella di avere introdotto un
+supporto per la qualità di servizio che è importante per applicazioni come
quelle multimediali o ``real-time'' che richiedono un qualche grado di
-controllo sulla stabilità della banda di trasmissione, sui ritardi o la
+controllo sulla stabilità della banda di trasmissione, sui ritardi o la
dispersione dei temporale del flusso dei pacchetti.
\subsection{Etichette di flusso}
\label{sec:IP_ipv6_flow}
-L'introduzione del campo \textit{flow label} può essere usata dall'origine
+L'introduzione del campo \textit{flow label} può essere usata dall'origine
della comunicazione per etichettare quei pacchetti per i quali si vuole un
trattamento speciale da parte dei router come un una garanzia di banda minima
assicurata o un tempo minimo di instradamento/trasmissione garantito.
-Questo aspetto di IPv6 è ancora sperimentale per cui i router che non
+Questo aspetto di IPv6 è ancora sperimentale per cui i router che non
supportino queste funzioni devono porre a zero il \textit{flow label} per i
pacchetti da loro originanti e lasciare invariato il campo per quelli in
transito.
-Un flusso è una sequenza di pacchetti da una particolare origine a una
+Un flusso è una sequenza di pacchetti da una particolare origine a una
particolare destinazione per il quale l'origine desidera un trattamento
speciale da parte dei router che lo manipolano; la natura di questo
-trattamento può essere comunicata ai router in vari modi (come un protocollo
+trattamento può essere comunicata ai router in vari modi (come un protocollo
di controllo o con opzioni del tipo \textit{hop-by-hop}).
-Ci possono essere più flussi attivi fra un'origine e una destinazione, come
+Ci possono essere più flussi attivi fra un'origine e una destinazione, come
del traffico non assegnato a nessun flusso, un flusso viene identificato
univocamente dagli indirizzi di origine e destinazione e da una etichetta di
flusso diversa da zero, il traffico normale deve avere l'etichetta di flusso
posta a zero.
-L'etichetta di flusso è assegnata dal nodo di origine, i valori devono
+L'etichetta di flusso è assegnata dal nodo di origine, i valori devono
essere scelti in maniera (pseudo)casuale nel range fra 1 e FFFFFF in modo da
rendere utilizzabile un qualunque sottoinsieme dei bit come chiavi di hash per
i router.
-\subsection{Priorità}
-\label{sec:prio}
+\subsection{Priorità}
+\label{sec:IPv6_prio}
-Il campo di priorità consente di indicare il livello di priorità dei
+Il campo di priorità consente di indicare il livello di priorità dei
pacchetti relativamente agli altri pacchetti provenienti dalla stessa
sorgente. I valori sono divisi in due intervalli, i valori da 0 a 7 sono usati
-per specificare la priorità del traffico per il quale la sorgente provvede
-un controllo di congestione cioè per il traffico che può essere ``tirato
+per specificare la priorità del traffico per il quale la sorgente provvede
+un controllo di congestione cioè per il traffico che può essere ``tirato
indietro'' in caso di congestione come quello di TCP, i valori da 8 a 15 sono
usati per i pacchetti che non hanno questa caratteristica, come i pacchetti
``real-time'' inviati a ritmo costante.
Per il traffico con controllo di congestione sono raccomandati i seguenti
-valori di priorità a seconda del tipo di applicazione:
+valori di priorità a seconda del tipo di applicazione:
\begin{table}[htb]
\centering
\textbf{Valore} & \textbf{Tipo di traffico} \\
\hline
\hline
- 0 & traffico generico \\
- 1 & traffico di riempimento (es. news) \\
- 2 & trasferimento dati non interattivo (es. e-mail)\\
- 3 & riservato \\
- 4 & trasferimento dati interattivo (es. FTP, HTTP, NFS) \\
- 5 & riservato \\
+ 0 & Traffico generico.\\
+ 1 & Traffico di riempimento (es. news).\\
+ 2 & Trasferimento dati non interattivo (es. e-mail).\\
+ 3 & Riservato.\\
+ 4 & Trasferimento dati interattivo (es. FTP, HTTP, NFS).\\
+ 5 & Riservato.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Formato di un indirizzo \textit{site-local}.}
\label{tab:priority}
\end{table}
-Per il traffico senza controllo di congestione la priorità più bassa
+Per il traffico senza controllo di congestione la priorità più bassa
dovrebbe essere usata per quei pacchetti che si preferisce siano scartati
-più facilmente in caso di congestione.
+più facilmente in caso di congestione.
\subsection{Sicurezza a livello IP}
La attuale implementazione di Internet presenta numerosi problemi di
sicurezza, in particolare i dati presenti nelle intestazioni dei vari
-protocolli sono assunti essere corretti, il che da adito alla possibilità di
+protocolli sono assunti essere corretti, il che da adito alla possibilità di
varie tipologie di attacco forgiando pacchetti false, inoltre tutti questi
dati passano in chiaro sulla rete e sono esposti all'osservazione di chiunque
si trovi in mezzo.
-Con IPv4 non è possibile realizzare un meccanismo di autenticazione e
+Con IPv4 non è possibile realizzare un meccanismo di autenticazione e
riservatezza a un livello inferiore al primo (quello di applicazione), con
-IPv6 è stato progettata la possibilità di intervenire al livello di rete (il
+IPv6 è stato progettata la possibilità di intervenire al livello di rete (il
terzo) prevedendo due apposite estensioni che possono essere usate per fornire
livelli di sicurezza a seconda degli utenti. La codifica generale di questa
-architettura è riportata
+architettura è riportata
nell'\href{http://www.ietf.org/rfc/rfc2401.txt}{RFC~2401}.
Il meccanismo in sostanza si basa su due estensioni:
\begin{itemize}
\item una intestazione di sicurezza (\textit{authentication header}) che
- garantisce al destinatario l'autenticità del pacchetto
+ garantisce al destinatario l'autenticità del pacchetto
\item un carico di sicurezza (\textit{Encrypted Security Payload}) che
- assicura che solo il legittimo ricevente può leggere il pacchetto.
+ assicura che solo il legittimo ricevente può leggere il pacchetto.
\end{itemize}
-Perché tutto questo funzioni le stazioni sorgente e destinazione devono
+Perché tutto questo funzioni le stazioni sorgente e destinazione devono
usare una stessa chiave crittografica e gli stessi algoritmi, l'insieme degli
accordi fra le due stazioni per concordare chiavi e algoritmi usati va sotto
il nome di associazione di sicurezza.
I pacchetti autenticati e crittografati portano un indice dei parametri di
sicurezza (SPI, \textit{Security Parameter Index}) che viene negoziato prima
-di ogni comunicazione ed è definito dalla stazione sorgente. Nel caso di
-multicast dovrà essere lo stesso per tutte le stazioni del gruppo.
+di ogni comunicazione ed è definito dalla stazione sorgente. Nel caso di
+\textit{multicast} dovrà essere lo stesso per tutte le stazioni del gruppo.
\subsection{Autenticazione}
\label{sec:auth}
-Il primo meccanismo di sicurezza è quello dell'intestazione di autenticazione
+Il primo meccanismo di sicurezza è quello dell'intestazione di autenticazione
(\textit{authentication header}) che fornisce l'autenticazione e il controllo
-di integrità (ma senza riservatezza) dei pacchetti IP.
+di integrità (ma senza riservatezza) dei pacchetti IP.
L'intestazione di autenticazione ha il formato descritto in
-\figref{fig:autent_estens}: il campo \textit{Next Header} indica
+fig.~\ref{fig:autent_estens}: il campo \textit{Next Header} indica
l'intestazione successiva, con gli stessi valori del campo omonimo
nell'intestazione principale di IPv6, il campo \textit{Length} indica la
lunghezza dell'intestazione di autenticazione in numero di parole a 32 bit, il
stazione sorgente deve incrementare di pacchetto in pacchetto.
Completano l'intestazione i dati di autenticazione che contengono un valore di
-controllo di integrità (ICV, \textit{Integrity Check Value}), che deve essere
-di dimensione pari a un multiplo intero di 32 bit e può contenere un padding
+controllo di integrità (ICV, \textit{Integrity Check Value}), che deve essere
+di dimensione pari a un multiplo intero di 32 bit e può contenere un padding
per allineare l'intestazione a 64 bit. Tutti gli algoritmi di autenticazione
-devono provvedere questa capacità.
+devono provvedere questa capacità.
\begin{figure}[!htb]
\centering
\label{fig:autent_estens}
\end{figure}
-L'intestazione di autenticazione può essere impiegata in due modi diverse
-modalità: modalità trasporto e modalità tunnel.
+L'intestazione di autenticazione può essere impiegata in due modi diverse
+modalità: modalità trasporto e modalità tunnel.
-La modalità trasporto è utilizzabile solo per comunicazioni fra stazioni
+La modalità trasporto è utilizzabile solo per comunicazioni fra stazioni
singole che supportino l'autenticazione. In questo caso l'intestazione di
-autenticazione è inserita dopo tutte le altre intestazioni di estensione
-eccezion fatta per la \textit{Destination Option} che può comparire sia
+autenticazione è inserita dopo tutte le altre intestazioni di estensione
+eccezion fatta per la \textit{Destination Option} che può comparire sia
prima che dopo.
\begin{figure}[!htb]
\label{fig:AH_autent_head}
\end{figure}
-La modalità tunnel può essere utilizzata sia per comunicazioni fra stazioni
-singole che con un gateway di sicurezza; in questa modalità ...
+La modalità tunnel può essere utilizzata sia per comunicazioni fra stazioni
+singole che con un gateway di sicurezza; in questa modalità ...
-L'intestazione di autenticazione è una intestazione di estensione inserita
+L'intestazione di autenticazione è una intestazione di estensione inserita
dopo l'intestazione principale e prima del carico dei dati. La sua presenza
-non ha perciò alcuna influenza sui livelli superiori dei protocolli di
+non ha perciò alcuna influenza sui livelli superiori dei protocolli di
trasmissione come il TCP.
-La procedura di autenticazione cerca di garantire l'autenticità del pacchetto
+La procedura di autenticazione cerca di garantire l'autenticità del pacchetto
nella massima estensione possibile, ma dato che alcuni campi dell'intestazione
di IP possono variare in maniera impredicibile alla sorgente, il loro valore
-non può essere protetto dall'autenticazione.
+non può essere protetto dall'autenticazione.
Il calcolo dei dati di autenticazione viene effettuato alla sorgente su una
versione speciale del pacchetto in cui il numero di salti nell'intestazione
-principale è impostato a zero, così come le opzioni che possono essere
-modificate nella trasmissione, e l'intestazione di routing (se usata) è posta
+principale è impostato a zero, così come le opzioni che possono essere
+modificate nella trasmissione, e l'intestazione di routing (se usata) è posta
ai valori che deve avere all'arrivo.
-L'estensione è indipendente dall'algoritmo particolare, e il protocollo è
-ancora in fase di definizione; attualmente è stato suggerito l'uso di una
+L'estensione è indipendente dall'algoritmo particolare, e il protocollo è
+ancora in fase di definizione; attualmente è stato suggerito l'uso di una
modifica dell'MD5 chiamata \textit{keyed MD5} che combina alla codifica anche
una chiave che viene inserita all'inizio e alla fine degli altri campi.
\subsection{Riservatezza}
\label{sec:ecry}
-Per garantire una trasmissione riservata dei dati, è stata previsto la
-possibilità di trasmettere pacchetti con i dati criptati: il cosiddetto ESP,
+Per garantire una trasmissione riservata dei dati, è stata previsto la
+possibilità di trasmettere pacchetti con i dati criptati: il cosiddetto ESP,
\textit{Encripted Security Payload}. Questo viene realizzato usando con una
apposita opzione che deve essere sempre l'ultima delle intestazioni di
estensione; ad essa segue il carico del pacchetto che viene criptato.
Un pacchetto crittografato pertanto viene ad avere una struttura del tipo di
-quella mostrata in \figref{fig:ESP_criptopack}, tutti i campi sono in chiaro
-fino al vettore di inizializzazione, il resto è crittografato.
-
-
+quella mostrata in fig.~\ref{fig:ESP_criptopack}, tutti i campi sono in chiaro
+fino al vettore di inizializzazione, il resto è crittografato.
\begin{figure}[!htb]
\centering
\includegraphics[width=10cm]{img/esp_option}
\caption{Schema di pacchetto crittografato.}
- \label{tab:ESP_criptopack}
+ \label{fig:ESP_criptopack}
\end{figure}
-\subsection{Autoconfigurazione}
+\subsection{Auto-configurazione}
\label{sec:IP_ipv6_autoconf}
-Una delle caratteristiche salienti di IPv6 è quella dell'autoconfigurazione,
-il protocollo infatti fornisce la possibilità ad un nodo di scoprire
+Una delle caratteristiche salienti di IPv6 è quella dell'auto-configurazione,
+il protocollo infatti fornisce la possibilità ad un nodo di scoprire
automaticamente il suo indirizzo acquisendo i parametri necessari per potersi
connettere a internet.
-L'autoconfigurazione sfrutta gli indirizzi link-local; qualora sul nodo sia
+L'auto-configurazione sfrutta gli indirizzi \textit{link-local}; qualora sul nodo sia
presente una scheda di rete che supporta lo standard IEEE802 (ethernet) questo
garantisce la presenza di un indirizzo fisico a 48 bit unico; pertanto il nodo
-può assumere automaticamente senza pericoli di collisione l'indirizzo
-link-local \texttt{FE80::xxxx:xxxx:xxxx} dove \texttt{xxxx:xxxx:xxxx} è
+può assumere automaticamente senza pericoli di collisione l'indirizzo
+\textit{link-local} \texttt{FE80::xxxx:xxxx:xxxx} dove \texttt{xxxx:xxxx:xxxx} è
l'indirizzo hardware della scheda di rete.
Nel caso in cui non sia presente una scheda che supporta lo standard IEEE802
-allora il nodo assumerà ugualmente un indirizzo link-local della forma
-precedente, ma il valore di \texttt{xxxx:xxxx:xxxx} sarà generato
-casualmente; in questo caso la probabilità di collisione è di 1 su 300
-milioni. In ogni caso per prevenire questo rischio il nodo invierà un
+allora il nodo assumerà ugualmente un indirizzo \textit{link-local} della forma
+precedente, ma il valore di \texttt{xxxx:xxxx:xxxx} sarà generato
+casualmente; in questo caso la probabilità di collisione è di 1 su 300
+milioni. In ogni caso per prevenire questo rischio il nodo invierà un
messaggio ICMP \textit{Solicitation} all'indirizzo scelto attendendo un certo
-lasso di tempo; in caso di risposta l'indirizzo è duplicato e il
-procedimento dovrà essere ripetuto con un nuovo indirizzo (o interrotto
+lasso di tempo; in caso di risposta l'indirizzo è duplicato e il
+procedimento dovrà essere ripetuto con un nuovo indirizzo (o interrotto
richiedendo assistenza).
Una volta ottenuto un indirizzo locale valido diventa possibile per il nodo
-comunicare con la rete locale; sono pertanto previste due modalità di
-autoconfigurazione, descritte nelle seguenti sezioni. In ogni caso
-l'indirizzo link-local resta valido.
+comunicare con la rete locale; sono pertanto previste due modalità di
+auto-configurazione, descritte nelle seguenti sezioni. In ogni caso
+l'indirizzo \textit{link-local} resta valido.
-\subsection{Autoconfigurazione stateless}
+\subsection{Auto-configurazione stateless}
\label{sec:stateless}
-Questa è la forma più semplice di autoconfigurazione, possibile quando
-l'indirizzo globale può essere ricavato dall'indirizzo link-local cambiando
+Questa è la forma più semplice di auto-configurazione, possibile quando
+l'indirizzo globale può essere ricavato dall'indirizzo \textit{link-local} cambiando
semplicemente il prefisso a quello assegnato dal provider per ottenere un
indirizzo globale.
-La procedura di configurazione è la seguente: all'avvio tutti i nodi IPv6
-iniziano si devono aggregare al gruppo multicast \textit{all-nodes}
-programmando la propria interfaccia per ricevere i messaggi dall'indirizzo
-multicast \texttt{FF02::1} (vedi \secref{sec:IP_ipv6_multicast}); a questo
-punto devono inviare un messaggio ICMP \textit{Router solicitation} a tutti i
-router locali usando l'indirizzo multicast \texttt{FF02::2} usando come
-sorgente il proprio indirizzo link-local.
-
-Il router risponderà con un messaggio ICMP \textit{Router Advertisement} che
-fornisce il prefisso e la validità nel tempo del medesimo, questo tipo di
-messaggio può essere trasmesso anche a intervalli regolari. Il messaggio
+La procedura di configurazione è la seguente: all'avvio tutti i nodi IPv6
+iniziano si devono aggregare al gruppo di \textit{multicast}
+\textit{all-nodes} programmando la propria interfaccia per ricevere i messaggi
+dall'indirizzo \textit{multicast} \texttt{FF02::1} (vedi
+sez.~\ref{sec:IP_ipv6_multicast}); a questo punto devono inviare un messaggio
+ICMP \textit{Router solicitation} a tutti i router locali usando l'indirizzo
+\textit{multicast} \texttt{FF02::2} usando come sorgente il proprio indirizzo
+\textit{link-local}.
+
+Il router risponderà con un messaggio ICMP \textit{Router Advertisement} che
+fornisce il prefisso e la validità nel tempo del medesimo, questo tipo di
+messaggio può essere trasmesso anche a intervalli regolari. Il messaggio
contiene anche l'informazione che autorizza un nodo a autocostruire
-l'indirizzo, nel qual caso, se il prefisso unito all'indirizzo link-local non
+l'indirizzo, nel qual caso, se il prefisso unito all'indirizzo \textit{link-local} non
supera i 128 bit, la stazione ottiene automaticamente il suo indirizzo
globale.
-\subsection{Autoconfigurazione stateful}
+\subsection{Auto-configurazione stateful}
\label{sec:stateful}
-Benché estremamente semplice l'autoconfigurazione stateless presenta alcuni
-problemi; il primo è che l'uso degli indirizzi delle schede di rete è
+Benché estremamente semplice l'auto-configurazione stateless presenta alcuni
+problemi; il primo è che l'uso degli indirizzi delle schede di rete è
molto inefficiente; nel caso in cui ci siano esigenze di creare una gerarchia
strutturata su parecchi livelli possono non restare 48~bit per l'indirizzo
-della singola stazione; il secondo problema è di sicurezza, dato che basta
+della singola stazione; il secondo problema è di sicurezza, dato che basta
introdurre in una rete una stazione autoconfigurante per ottenere un accesso
legale.
-Per questi motivi è previsto anche un protocollo stateful basato su un
-server che offra una versione IPv6 del DHCP; un apposito gruppo di multicast
-\texttt{FF02::1:0} è stato riservato per questi server; in questo caso il
-nodo interrogherà il server su questo indirizzo di multicast con l'indirizzo
-link-local e riceverà un indirizzo unicast globale.
+Per questi motivi è previsto anche un protocollo stateful basato su un server
+che offra una versione IPv6 del DHCP; un apposito gruppo di \textit{multicast}
+\texttt{FF02::1:0} è stato riservato per questi server; in questo caso il nodo
+interrogherà il server su questo indirizzo di \textit{multicast} con
+l'indirizzo \textit{link-local} e riceverà un indirizzo unicast globale.
+
+
+\section{Il protocollo ICMP}
+\label{sec:ICMP_protocol}
+
+Come già accennato nelle sezioni precedenti, l'\textit{Internet Control
+ Message Protocol} è un protocollo di servizio fondamentale per il
+funzionamento del livello di rete. Il protocollo ICMP viene trasportato
+direttamente su IP, ma proprio per questa sua caratteristica di protocollo di
+servizio è da considerarsi a tutti gli effetti appartenente al livello di
+rete.
+
+\subsection{L'intestazione di ICMP}
+\label{sec:ICMP_header}
+
+Il protocollo ICMP è estremamente semplice, ed il suo unico scopo è quello di
+inviare messaggi di controllo; in fig.~\ref{fig:ICMP_header} si è riportata la
+struttura dell'intestazione di un pacchetto ICMP generico.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \centering \includegraphics[width=12cm]{img/icmp_head}
+ \caption{L'intestazione del protocollo ICMP.}
+ \label{fig:ICMP_header}
+\end{figure}
+
+Ciascun pacchetto ICMP è contraddistinto dal valore del primo campo, il tipo,
+che indica appunto che tipo di messaggio di controllo viene veicolato dal
+pacchetto in questione; i valori possibili per questo campo, insieme al
+relativo significato, sono riportati in tab.~\ref{tab:ICMP_type}.
+
+\begin{table}[!htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}{|l|l|p{9.5cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Valore}&\textbf{Tipo}&\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \texttt{any} & -- & Seleziona tutti i possibili valori \\
+ \hline
+ \textit{echo-reply} &0& Inviato in risposta ad un ICMP
+ \textit{echo-request}.\\
+ \textit{destination-unreachable}&3& Segnala una destinazione
+ irraggiungibile, viene
+ inviato all'IP sorgente di un
+ pacchetto quando un router realizza
+ che questo non può essere inviato a
+ destinazione.\\
+ \textit{source-quench} &4& Inviato in caso di congestione della
+ rete per indicare all'IP sorgente di
+ diminuire il traffico inviato.\\
+ \textit{redirect} &5& Inviato per segnalare un errore di
+ routing, richiede che la macchina
+ sorgente rediriga il traffico ad un
+ altro router da esso specificato.\\
+ \textit{echo-request} &8& Richiede l'invio in risposta di un
+ \textit{echo-reply}.\\
+% \textit{router-advertisement} & & \\
+% \textit{router-solicitation} & & \\
+ \textit{time-exceeded} &11& Inviato quando il TTL di un pacchetto
+ viene azzerato.\\
+ \textit{parameter-problem} &12& Inviato da un router che rileva dei
+ problemi con l'intestazione di un
+ pacchetto.\\
+ \textit{timestamp-request} &13& Richiede l'invio in risposta di un
+ \textit{timestamp-reply}.\\
+ \textit{timestamp-reply} &14& Inviato in risposta di un
+ \textit{timestamp-request}.\\
+ \textit{info-request} &15& Richiede l'invio in risposta di un
+ \textit{info-reply}.\\
+ \textit{info-reply} &16& Inviato in risposta di un
+ \textit{info-request}.\\
+ \textit{address-mask-request} &17& Richiede l'invio in risposta di un
+ \textit{address-mask-reply}.\\
+ \textit{address-mask-reply} &18& Inviato in risposta di un
+ \textit{address-mask-request}.\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{I valori del \textsl{tipo} per i pacchetti ICMP.}
+\label{tab:ICMP_type}
+\end{table}
+
+Per alcuni tipi di messaggi ICMP, esiste un secondo campo, detto codice, che
+specifica ulteriormente la natura del messaggio; i soli messaggi che
+utilizzano un valore per questo campo sono quelli di tipo
+\textit{destination-unreachable}, \textit{redirect}, \textit{time-exceeded} e
+\textit{parameter-problem}. I possibili valori del codice relativi a ciascuno
+di essi sono stati riportati nelle quattro sezioni in cui si è suddivisa
+tab.~\ref{tab:ICMP_code}, rispettivamente nell'ordine con cui sono appena
+elencati i tipi a cui essi fanno riferimento.
+
+\begin{table}[!htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}{|l|l|}
+ \hline
+ \textbf{Valore}&\textbf{Codice}\\
+ \hline
+ \hline
+ \textit{network-unreachable} &0\\
+ \textit{host-unreachable} &1\\
+ \textit{protocol-unreachable} &2\\
+ \textit{port-unreachable} &3 \\
+ \textit{fragmentation-needed} &4\\
+ \textit{source-route-failed} &5\\
+ \textit{network-unknown} &6\\
+ \textit{host-unknown} &7\\
+ \textit{host-isolated} &8\\
+ \textit{network-prohibited} &9\\
+ \textit{host-prohibited} &10 \\
+ \textit{TOS-network-unreachable} &11 \\
+ \textit{TOS-host-unreachable} &12 \\
+ \textit{communication-prohibited} &13 \\
+ \textit{host-precedence-violation}&14 \\
+ \textit{precedence-cutoff} &15 \\
+ \hline
+ \textit{network-redirect} &0 \\
+ \textit{host-redirect} &1 \\
+ \textit{TOS-network-redirect} &2 \\
+ \textit{TOS-host-redirect} &3 \\
+ \hline
+ \textit{ttl-zero-during-transit} &0 \\
+ \textit{ttl-zero-during-reassembly}&1 \\
+ \hline
+ \textit{ip-header-bad} &0 \\
+ \textit{required-option-missing} &1 \\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Valori del campo \textsl{codice} per il protocollo ICMP.}
+\label{tab:ICMP_code}
+\end{table}
+
+
+% LocalWords: sez Protocol IPv dall' RFC Ethernet Token FDDI Universal host of
+% LocalWords: addressing Best effort l'host router IANA Assigned Number tab to
+% LocalWords: Authority quest'ultime multicast group reserved for CIDR Domain
+% LocalWords: Classless Routing TOS Type Service IPTOS LOWDELAY THROUGHPUT QoS
+% LocalWords: RELIABILITY MINCOST optval anycast unicast fig header version FE
+% LocalWords: priority flow label payload length next hop limit live source FF
+% LocalWords: destination identification fragment checksum TCP UDP ICMPv type
+% LocalWords: service head total fragmentation protocol broadcast broadcasting
+% LocalWords: multicasting path MTU discovery NSAP IPX based geografic local
+% LocalWords: routing format prefix Registry Subscriber Intra Regional SSH
+% LocalWords: Register INTERNIC NCC APNIC subscriber Interface MAC address Reg
+% LocalWords: Subnet Naz Prov Subscr FEBF bootstrap FEC FEFF DNS socket FFFF
+% LocalWords: sull'host loopback scop all nodes routers rip cbt name dhcp HBH
+% LocalWords: agents servers relays solicited extension options route Keyword
+% LocalWords: Authentication Encapsulation ICMP Control Message GGP Gateway ST
+% LocalWords: encapsulation Stream Trasmission Datagram RH FH IDRP ESP Null ip
+% LocalWords: Encrypted Security IGRP OSPF Short First tunnelling FFFFFF hash
+% LocalWords: news FTP NFS authentication Parameter Index ICV Integrity Value
+% LocalWords: padding Option gateway dell'MD keyed Encripted IEEE ethernet any
+% LocalWords: Solicitation netfilter iptables TFTP streaming Normal IGMP
+% LocalWords: stateless solicitation Advertisement stateful Transfer Unit echo
+% LocalWords: l'autoconfigurazione reply request unreachable all'IP quench TTL
+% LocalWords: redirect exceeded parameter problem timestamp info mask port ttl
+% LocalWords: needed failed unknown isolated prohibited communication cutoff
+% LocalWords: precedence violation during reassembly bad required option
+% LocalWords: missing
projects / gapil.git / blobdiff