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Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Politecnico di Milano – Sede di Cremona A.A. 2013/14
Corso di
RETI DI COMUNICAZIONE E INTERNET
Modulo 1
Martino De Marco email: martino.demarco@polimi.it
skype: martino.demarco
Parte 2
RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Programma del corso
1 - RETI E SERVIZI DI
TELECOMUNICAZIONI
1.1 Servizi di telecomunicazioni
1.2 Caratterizzazione delle reti di
telecomunicazioni
1.3 Protocolli di comunicazione
2 - RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA
(WAN)
2.1 Il livello data-link
2.2 Il livello di rete
2.3 Valutazione delle prestazioni
2.4 Cenni sull’evoluzione delle reti
dati in area geografica
3 - RETI DATI IN AREA LOCALE (LAN)
3.1 Architetture e protocolli LAN
3.2 LAN IEEE 802.3
3.3 Wireless LAN
3.4 Interconnessione LAN (bridging e routing)
4 - FONDAMENTI DI TELEFONIA FISSA E MOBILE
4.1 Reti fisse analogiche e digitali
4.2 Reti radiomobili
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Sommario
• Generalità
• Livello 2: collegamento dati
• Livello 3: rete
• Prestazioni
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Reti in area geografica - Generalità
• Topologia costituita da
– Rete di trasporto a lunga distanza
– Nodi della rete di accesso
– Rami tra le due reti
• Caratteristiche
– Rete a maglia
– Senza o con gerarchia
• Aspetti fondamentali
– Rami
• Capacità trasmissiva
– Nodi
• Velocità di elaborazione
• Capacità di memoria
• Parametri di prestazione
– Throughput
– Ritardo
– Probabilità di perdita
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Sommario
• Generalità
• Livello 2: collegamento dati
– Protocolli Stop and wait e ARQ
– Protocollo HDLC
• Livello 3: rete
• Prestazioni
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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OSI – Data-link Layer
• Trasferisce IU prive di errore tra entità di rete su un mezzo
trasmissivo reale
• Fornisce i mezzi funzionali e procedurali per instaurare una
connessione tra entità dello strato di rete per il trasferimento
dei dati in modo trasparente e affidabile
• I servizi forniti sono:
– L'apertura e il rilascio di una connessione di collegamento
– La frammentazione dei dati in trame
– Il trasferimento trasparente dei dati (framing)
– Il rilevamento e il recupero degli errori
– Il controllo di flusso
– Il controllo della sequenza dei dati
– Accesso a mezzo condiviso
• Esempi: HDLC, ITU-T LAP-B e LAP-D, IEEE 802.x
A p p l i c a t i o n l a y e r
P r e s e n t a t i o n l a y e r
S e s s i o n l a y e r
T r a n s p o r t l a y e r
N e t w o r k l a y e r
D a t a l i n k l a y e r
P h y s i c a l l a y e r
7
6
5
4
3
2
1
LIVELLO 2: COLLEGAMENTO DATI
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Livello di collegamento dati
• Compito fondamentale: elevare le prestazioni di una linea
fisica con dato tasso di errore offrendo al livello di rete un
servizio di collegamento privo di errori
• Informazione strutturata in trame
• Funzioni fondamentali
– Gestione del collegamento dati
– Delimitazione delle trame
– Indirizzamento
– Controllo degli errori e delle eventuali ritrasmissioni
– Controllo di flusso
LIVELLO 2: COLLEGAMENTO DATI
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Controllo e recupero degli errori
• Strategie
– Forward Error Control - FEC
• Codici a blocchi
• Codici convoluzionali
• Traffico indipendente dal tasso di errore
• Processing sempre più spinto per codici più complessi
– Automatic Repeat reQuest
• Usa un codice di rivelazione di errore
• Richiede un canale di ritorno
• Il traffico aumenta con il tasso di errore
• Protocolli impiegati:
– Stop and wait
– Continuous ARQ: trame numerate
LIVELLO 2: COLLEGAMENTO DATI
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Stop and wait - Assenza di errori
• Parametri:
– Tf: tempo di trasmissione di una trama (s)
– Ta: tempo di trasmissione di un riscontro (s)
– Tp: tempo di elaborazione (s)
- : tempo di propagazione (s)
– C: frequenza di cifra del canale (bit/s)
– Lf: lunghezza della trama (bit)
– La: lunghezza del riscontro (bit)
– d: distanza tra trasmettitore e ricevitore (m)
– v: velocità di propagazione (m/s)
• Efficienza del protocollo in assenza di errori:
frazione di tempo in cui il canale è impegnato
a trasmettere “trame utili”
T f
T p
T a T p
B A
LIVELLO 2: COLLEGAMENTO DATI
= T f
T f + T a + 2 T p + 2 @
T f
T f + 2 =
1
1 + 2 a a =
T f =
d v
L f C
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Stop and wait - Presenza di errori
• Presenza di errori su trame o riscontri
richiede la ritrasmissione con time-out T
• Esempio di trasmissione con errore sul
riscontro
– Tx trasmette una trama due volte per
scadenza del time-out e riceve un riscontro
– Rx crede di aver ricevuto due trame diverse!
È necessario numerare le trame!
• T Ta +2Tp +2T f
T p
T a T
T p
B A
LIVELLO 2: COLLEGAMENTO DATI
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Stop and wait - Presenza di errori
• Esempio di trasmissione con errore
sulla trama
– Tx trasmette una trama due volte per
scadenza del time-out e riceve un
riscontro
T
B A
LIVELLO 2: COLLEGAMENTO DATI
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Stop and wait - Presenza di errori
• Selezione del time-out T
– Il tempo di elaborazione non è
controllabile
– Il time-out non deve essere troppo
grande per evitare inefficienze
– Valore minimo del time-out:
Ta+2Tp+2
• Presenza di errori su trame o riscontri
richiede la numerazione di trame e
riscontri per evitare ambiguità
– 1 bit di numerazione consente di scartare
trame duplicate o riscontri duplicati
T
B A
0
A C K 0
A C K 1
1
0
A C K 0
LIVELLO 2: COLLEGAMENTO DATI
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Stop and wait - Presenza di errori
Calcolo dell'efficienza in presenza di errori
• Assunzioni
– Errori sui bit e sulle trame mutuamente indipendenti
– p: probabilità di un bit errato
– P: probabilità di una trama errata
– ai: probabilità di successo alla trasmissione i-esima
– Ns: numero medio di trame trasmesse per trama ricevuta con successo
• Calcolo efficienza (coeff. utilizzazione link)
• P =1- 1- p Lf +La
• Ns = iaii =1
= iP i-1 1-P i =1
= 1-P iP i -1
i=1
=1
1-P
• =Tf
Ns -1 Tf +T +Tf +Ta + 2Tp + 2=
Tf 1-P
Tf +TP + Ta + 2Tp + 2 1-P
• T =Ta + 2Tp + 2 = max =Tf 1-P
Tf +Ta + 2Tp + 2
• Ta =Tp = 0 max =1-P
1+ 2a
LIVELLO 2: COLLEGAMENTO DATI
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Continuous ARQ
Esempio di trasmissione
senza errori
1
2
3
4
5
6
7
A C K 1
A C K 2
A C K 3
A C K 5
A C K 7
A C K 6
A C K 4
B A
LIVELLO 2: COLLEGAMENTO DATI
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Continuous ARQ
• Due tipi di riscontri entrambi numerati
– ACK i: riscontro positivo di tipo cumulativo fino alla trama i
– NACK i: riscontro negativo della trama i
• Protocolli
– Go-back-n
• Trame ricevute fuori sequenza a causa di errori sono scartate
• Ritrasmissione a partire dall'ultima trama non riscontrata
• n è il numero massimo di trame che possono essere trasmesse in assenza di riscontri (es. n=7 con numerazione modulo 8)
• NACK i indica riscontro negativo della trama i, ma anche riscontro positivo fino alla trama i-1
– Selective repeat
• Trame accettate anche fuori sequenza buffer richiesto in ricezione per risequenziare le trame
• NACK i indica solo riscontro negativo della trama i
• Ritrasmissione selettiva
– Esplicitamente richiesta (NACK)
– Per scadenza di time-out
LIVELLO 2: COLLEGAMENTO DATI
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Continuous ARQ - Esempi
1
2
3
4
5
6
7
4
5
6
7
A C K 1
A C K 2
A C K 3
N A C K 4
A C K 4
A C K 5
B A
G o - b a c k - n
1
2
3
4
5
6
7
4
0
1
2
A C K 1
A C K 2
A C K 3
N A C K 4
A C K 7
A C K 0
B A
S e l e c t i v e r e p e a t
1
2
3
4
5
6
7
0
5
4
1
A C K 1
A C K 2
A C K 3
A C K 0
N A C K 5 T
A C K 4
B A
LIVELLO 2: COLLEGAMENTO DATI
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Continuous ARQ - Efficienza
• Assunzioni
– Ta = Tp = 0
– K: numero di trame ritrasmesse in seguito a errore (trascurando la trama errata)
• Calcolo efficienza (coeff. utilizzazione link)
– Hp: il buffer del Tx è sempre non vuoto
• =T f
N sT f
=1
N s
• Selective repeat
• N s =1
1- P• Go- back- n
• N s = 1 1- P + K +1 P 1- P + 2K + 1 P2 1- P + ...+ iK +1 P i 1- P + ...=
= iK +1 P i 1- P i=0
=KP
1- P+ 1=
1+ K -1 P1- P
• KT f @ T f + 2 K = 1+ 2a
• =
1- P SR
1- P
1+ 2aPGBN
LIVELLO 2: COLLEGAMENTO DATI
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Continuous ARQ - Sliding window
• Controllo di flusso sul collegamento dati mediante sliding window
– Controlla il riempimento dei buffer
– Basato su numerazione di trame modulo N
• Sliding window utilizza due finestre
– Finestra in trasmissione con ampiezza W
• Fino a Wt trame possono essere trasmesse in assenza di riscontro
• Ogni riscontro ricevuto fa scorrere la finestra
– Finestra in ricezione con ampiezza Wr
• Fino a Wr trame possono essere accettate
• Le trame accettate in sequenza fanno scorrere la finestra
– Vincolo per evitare ambiguità: Wt + Wr N
• Protocollo Go-back-n
– Wr = 1
– Wt N-1
• Protocollo Selective repeat
– Wt = Wr = W W = N/2
LIVELLO 2: COLLEGAMENTO DATI
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Continuous ARQ - Sliding window
• Effetto della relazione tra W e
T f
2 W T f
B A
0
1
2
3
A C K 0
A C K 1
A C K 2
A C K 3
W = 4
T f
2
W T f
B A
0
1
2
3
A C K 0
A C K 1
A C K 2
A C K 3
W = 2
LIVELLO 2: COLLEGAMENTO DATI
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Sliding window - Efficienza
• Casi
• WTf Tf + 2 W 1+ 2a
• WTf Tf + 2 W 1+ 2a
• Senza errori
• =
1 W 1+ 2aWTf
Tf + 2=
W
1+ 2aW 1+ 2a
• Con errori
• W 1+ 2a : come prima
=1-P SR1-P
1+ 2aPGBN
• W 1+ 2a
=WTf Ns
Tf + 2=
W
Ns 1+ 2a =
W 1-P
1+ 2aSR
W 1-P
1+ 2a 1+ W -1 P GBN K =W
LIVELLO 2: COLLEGAMENTO DATI
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Sliding window - Efficienza
LIVELLO 2: COLLEGAMENTO DATI
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 22
Sommario
• Generalità
• Livello 2: collegamento dati
– Protocolli Stop and wait e ARQ
– Protocollo HDLC
• Livello 3: rete
• Prestazioni
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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High-level Data Link Control
• Tipo di stazione
– Primaria: responsabile del collegamento, emette comandi
– Secondaria: asservita alla primaria, emette risposte
– Combinata: emette sia comandi, sia risposte
• Configurazione del collegamento
– Sbilanciata: 1 primaria, 1 secondarie
– Bilanciata: 2 stazioni combinate
• Modi di trasferimento
– Asynchronous Balanced Mode (ABM): configurazione bilanciata
• 2 stazioni combinate
• Trasmissione di tipo full-duplex
– Normal Response Mode (NRM): configurazione sbilanciata
• 1 stazione primaria e almeo 1 stazione secondaria
• Trasmissione di tipo half-duplex
– Asynchronous Response Mode (ARM): configurazione sbilanciata
• Come NRM con possibilità per il secondario di iniziare la trasmissione senza permesso
LIVELLO 2: HDLC
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Struttura di trama
• Formato di trama
Flag Address Control Information FCS Flag
8 bit 8xn bit 8/16 bit variable 16/32 bit 8 bit
LIVELLO 2: HDLC
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Funzioni
• Flag: 01111110
– Trasparenza dati realizzata tramite bit stuffing
• Trasmittente inserisce uno 0 dopo ogni occorrenza di cinque 1 (non nei
flag)
• Ricevente rimuove lo zero dopo i cinque uni
•
– Occorrenza di errori può causare
• Divisione di una trama in due (flag simulato all'interno di una trama)
• Fusione di due trame (flag tra due trame consecutive soggetto ad errore)
a 011111101011111110111111111110100011111101111110b 0111111010111110110111110111110101000111110101111110
LIVELLO 2: HDLC
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Funzioni
• Address: indica il secondario in configurazioni sbilanciate
– Campo di 8 bit estendibili a multipli di 8
– 128 stazioni indirizzabili con configurazione base
– Comandi (C): indirizzo indica il destinatario
– Risposte (R): indirizzo indica il mittente
LIVELLO 2: HDLC
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Funzioni
• Control: indica il tipo di trama e contiene la numerazione
– Tipi di trame
• Information
• Supervisory
• Unnumbered
– Numerazione 3 bit estendibili a 7 con SNRME
• N(S): numero sequenziale
di trama
• N(R): numero prossima
trama attesa (riscontro
implicito fino a N(R)-1)
– Controllo di flusso
• Esercitato con il controllo a finestra con N(s) e N(r)
– Recupero da errori
• Implementa sia Go-back-n, sia Selective repeat
LIVELLO 2: HDLC
0 N(S) P/F N(R)
1 2 3 4 5 6 7 8
I
1 S P/F N(R)
1 2 3 4 5 6 7 8
S
1 M P/F M
1 2 3 4 5 6 7 8
U
0
1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
S 1 S 0 0 0 0 0 P/F N(R)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
I 0 N(S) P/F N(R)
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Funzioni • Frame check sequence: verifica la correttezza degli altri campi eccetto i flags
– Polinomio divisore CCITT-ITU: D(X) = X16 + X12 + X5 + 1 per FCS con k=16 bit (cioè 10001000000100001)
– Campo da proteggere P(X) a n bit
– Campo FCS a k bit
– Trama trasmessa P'(X) a n+k bit
– Rivelazione di errore basata sull'aritmetica modulo 2
– Errore rivelato se la divisione in ricezione produce resto 0
– Protezione da
• Errori singoli su bit
• Errori su due bit se D(X) ha almeno tre 1
• Errori a burst con lunghezza di burst < k
• La maggior parte degli errori a burst
• P X X k
D(X )= Q(X )+
R X
D(X )
• P X = P X X k+R X
• P X
D(X )=
P X X k
D(X )+
R X
D(X )= Q(X )+ 2
R X
D(X )= Q(X )
LIVELLO 2: HDLC
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 29
Gestione del collegamento dati
• Comandi e risposte
– Comando: indirizzo del destinatario
– Risposta: indirizzo del mittente
SIM
SNRM/SNRME
SARM/SARME
SABM/SABME
UA
UI
RSET
FRMR
DISC
Others
RR
RNR
REJ
SREJ
Frame C R
¦ ¦
¦
¦
¦
¦
¦
¦
¦
¦
¦
¦
¦
¦
¦
¦
¦
¦
¦
¦
¦
¦
Type
I
S
U
LIVELLO 2: HDLC
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 30
Gestione del collegamento dati
T
S A B M
UA
S A B M
UA
D I S C
B A
I , 0 , 0
I , 3 , 1
I , 1 , 0
I , 2 , 0
I , 0 , 0
R R , 2
R R , 4
I , 1 , 2
R R , 2
B A
ABM ideale
LIVELLO 2: HDLC
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 31
Gestione del collegamento dati
I , 0 , 0
I , 3 , 1
I , 1 , 0
I , 2 , 0
I , 0 , 0
R R , 1
I , 3 , 2
I , 1 , 1
I , 2 , 1
R E J , 1
I , 1 , 1
R R , 2
R R , 3
R R , 4
B A
I , 0 , 0
I , 3 , 0
I , 1 , 0
I , 2 , 0 I , 0 , 0
I , 1 , 1
S R E J , 1
R R , 4 I , 4 , 1
R R , 5
I , 1 , 1
R R , 2
R R , 1
B A
ABM con errore
in GBN e SR
LIVELLO 2: HDLC
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 32
Gestione del collegamento dati
T
I , 0 , 0
I , 2 , 1
I , 1 , 0
I , 0 , 0
R R , 1
I , 0 , 1
I , 3 , 1
R R , 2
I , 1 , 3
R R , 3
R R , 4
R R , 2
B A
ABM con
ritrasmissione
per timeout
LIVELLO 2: HDLC
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 33
Gestione del collegamento dati
B , I , 0 , 1
C , I , 1 , 4 , P
C , I , 4 , 2 . F
B , S R E J , 1 , P
C , R N R , 5 U I U I U I U I
B , R R , 0 , P
B , I , 1 , 1 B , I , 2 , 1 , F
B , I , 1 , 1 , F
B , R R , 3
B
A
C
C , S N R M , P
B , U A , F
B , S N R M , P
C , U A , F
C , I , 0 , 0 , P
C , I , 0 , 1 C , I , 1 , 1 C , I , 2 , 1 C , I , 3 , 1 , F
B , I , 0 , 0 , P
B , R R , 1 , F
C , R R , 4
B
A
C
Esempio di
NRM
LIVELLO 2: HDLC
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 34
Gestione del collegamento dati
C , R R , 5 , P
T
C , R R , 5 , P
C , I , 5 , 2 . F
C , I , 5 , 3 . F
C , I , 2 , 5 , P
C , R R , 6
T
B
A
C
Esempio di
NRM (cont.)
LIVELLO 2: HDLC
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Gestione delle finestre
• Finestra in trasmissione
– Trasmesse, in assenza di riscontro, fino a Ws trame con
Ls N(s) (Ls+Ws-1)modN
– Ls = ultimo N(r) ricevuto in trame I, RR, RNR, REJ
• Finestra in ricezione
– Accettate tutte le trame con Lr N(s) (Lr+Wr-1)modN
– Lr = ultimo N(r) inviato in trame I, RR, RNR, REJ
• Protocollo Go-back-n
– Wr = 1
– Ws ≤ N-1
• Protocollo Selective repeat
– Ws = Wr = W W = N/2
0
12
3
4
5 6
7
Lr=5
Wr=1
0
12
3
4
5 6
7
Ls=3
Ws=7
LIVELLO 2: HDLC
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 36
Parametri del protocollo
• Alcuni parametri del protocollo
– T1: time-out per ritrasmissione in assenza di riscontro
– T2: max intervallo di tempo ammesso per elaborazione trama ricevuta e
inizio di trasmissione riscontro
– N1: max numero di bit del campo informativo
– N2: max numero di ritrasmissioni ammesse per ogni trama
LIVELLO 2: HDLC
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 37
Sliding window - Efficienza Collegamenti
terrestre e via satellite
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Sliding window - Efficienza - Collegamento via
satellite
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Sommario
• Generalità
• Livello 2: collegamento dati
• Livello 3: rete
– Servizi forniti
– Algoritmi di instradamento
– Controllo di congestione e di flusso
– Protocollo X.25
• Prestazioni
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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OSI – Network Layer
• Fornisce i mezzi per instaurare e rilasciare connessioni logiche
di rete su cui instradare le informazioni
• Svolge funzioni di trasferimento dati nodo-nodo
• Maschera alle entità di trasporto la tecnica di commutazione
• I servizi forniti sono:
– Apertura e il rilascio di una connessione di rete
– Organizzazione dei dati in pacchetti
– Indirizzamento e trasferimento dei dati end-to-end
(instradamento)
– Controllo della congestione
– Gestire la qualità del servizio (ad esempio il tempo di
attraversamento della rete)
– Internetworking
• Esempio: ITU-T X.25 liv. 3, IETF IP
A p p l i c a t i o n l a y e r
P r e s e n t a t i o n l a y e r
S e s s i o n l a y e r
T r a n s p o r t l a y e r
N e t w o r k l a y e r
D a t a l i n k l a y e r
P h y s i c a l l a y e r
7
6
5
4
3
2
1
Traffico offerto
Tra
ffic
o s
ma
ltito
Capacità max della rete
desiderabile
congestione
CONGESTIONE
LIVELLO 3: SERVIZI
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 41
Livello di rete
• Obiettivo: trasferire T-PDU attraverso la rete di comunicazione
mascherando ai livelli superiore i dettagli relativi a
– Tipo di rete sottostante
– Modalità di commutazione
• Funzioni fondamentali
– Instradamento di pacchetti, attuato mediante la funzione di “attraversamento”
– Multiplazione di più flussi di livello 3 su un singolo collegamento di livello 2
– Controllo di flusso
– Controllo di congestione
– Intercooperazione di reti diverse
• Servizi forniti
– Datagramma
– Chiamata virtuale o circuito virtuale
– Circuito virtuale permanente
LIVELLO 3: SERVIZI
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 42
Servizio datagramma
Duplicazione Perdita
Fuori sequenza
1
3 2
2
3 A
B C
F E
D
1
2
2
A
B C
F E
D
1
2
A
B C
F E
D
2
3
2
1
A
B C
F E
D
LIVELLO 3: SERVIZI
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 43
Servizio chiamata virtuale
Fase di segnalazione Fase dati
A
B C
F E
D
2
3
1
A
B C
F E
D
LIVELLO 3: SERVIZI
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 44
Chiamata virtuale - Canali logici
Chiamata
virtualePercorso
1 HA-HD A-B-E-D
2 HA-HE A-F-E
3 HB-HC B-C
4 HB-HA B-A
5 HC-HB C-B
6 HD-HE D-F-E
7 HE-HB E-F-A-B
8 HF-HD F-B-C-D
9 HF-HD F-D
A
B C
F E
D
H 41 B 23
H 2 F 7
F 23 B 19
H 1 B 23
H 8 D 41
D 2 E 41
A 7 E 33
E 33 A 23
B 6 D 16
F 41 H 5
F 33 H 13
H 13 F 33
E 16 H 5
F 41 H 2
C 56 H 8
H 10 F 2
A 23 E 6
H 0 C 3
H 7 A 3
C 14 H 2
A 19 H 1
B 23 D 56
B 3 H 2
H 11 B 14F 23 C 23
B 3 H 2
IN OUT
IN OUT IN OUT
IN OUTIN OUT
IN OUT
LIVELLO 3: SERVIZI
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 45
Servizio circuito virtuale permanente
• Analogo alla chiamata virtuale
– Le fasi di instaurazione e rilascio
• Non avvengono tramite pacchetti di segnalazione
• Sono attuate da operatori
– Gestione “manuale” delle tabelle di instradamento
LIVELLO 3: SERVIZI
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 46
Reti in area geografica - Servizi
Caratteristica DG VC
Indirizzamento di
pacchetti (dati)
Source e destin address
in ogni pacchetto
VCI nel pacchetto
Instradamento Indipendente per
pacchetto
Indipendente per
chiamata.
Fisso nella chiamata
Controllo di sequenza No Si
Throughput Minore Maggiore
Complessità nodi Minore Maggiore (tabelle routing)
Controllo di congestione Difficile Relativamente più facile
Guasto ad un nodo Perdita pacchetti
interessati a quel nodo
Reset di tutti i VC passanti
nel nodo
LIVELLO 3: SERVIZI
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 47
Sommario
• Generalità
• Livello 2: collegamento dati
• Livello 3: rete
– Servizi forniti
– Algoritmi di instradamento
– Controllo di congestione e di flusso
– Protocollo X.25
• Prestazioni
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 48
Algoritmi di instradamento
• Requisiti di un algoritmo di instradamento
– Semplicità
– Robustezza
– Stabilità
– Ottimalità
• Pacchetti che devono essere instradati
– Pacchetti di segnalazione in servizi VC
– Pacchetti dati in servizi DG
• Localizzazione della decisione di instradamento
– Algoritmi centralizzati: un unico centro di controllo prende tutte le decisioni
– Algoritmi distribuiti: tutti i nodi cooperano per determinare il migliore
instradamento in ogni nodo
– Algoritmi isolati: il nodo sorgente prende le proprie decisioni eventualmente
anche in base a informazioni chieste ad altri nodi
LIVELLO 3: INSTRADAMENTO
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 49
Algoritmi di instradamento -Tassonomia
Instradamento
con tabella
Instradamento
senza tabellaInstradamento
gerarchico
Algoritmi di
instradamento
Source routingRandom FissoDinamicoFlooding
Link stateDistance vector
LIVELLO 3: INSTRADAMENTO
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 50
Algoritmi senza tabella
• Random: il link uscente è scelto casualmente
– Molto robusto
– Tempi di ritardo con alta varianza
– Variazione: instradamento deterministico solo se la destinazione è adiacente (tabella ridotta che definisce solo le adiacenze)
• Flooding: il pacchetto è replicato su tutti i link uscenti
– Limitazione del traffico interno garantita se ogni nodo
• Scarta i pacchetti già transitati oppure
• Scarta i pacchetti il cui massimo numero di salti si è esaurito (necessario un contatore nel pacchetto)
– Il nodo generico scarta un pacchetto se
• Esso è giunto a destinazione
• Il criterio di scarto è soddisfatto
– Robustissimo (adottato in applicazioni militari)
– Aumenta il traffico interno a parità di quello esterno
– Variazione: instradamento solo su un gruppo di linee uscenti (tabella ridotta con link diretti verso la destinazione)
LIVELLO 3: INSTRADAMENTO
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 51
Algoritmi senza tabella
• Source routing: il nodo sorgente predetermina la strada scrivendola nel
pacchetto
– Forma di indirizzo: Hs,N1,N2,...,NL,Hd (Ni identifica il nodo i)
– Path determination
• Fornita da un path server (soluzione centralizzata, semplice ma inaffidabile)
• Fornita da un path discovery (soluzione isolata)
– Path discovery
• Il nodo sorgente invia in flooding un pacchetto alla destinazione
• I nodi attraversati riempiono il campo Ni
• Il nodo destinazione sceglie tra i pacchetti arrivati quello che identifica la via migliore
(primo arrivato o quello con il minore numero di nodi attraversati)
• Il nodo destinazione comunica la sua scelta al nodo sorgente che utilizza la via
scelta
– Problema critico: determinazione della frequenza di aggiornamento dei singoli
percorsi
LIVELLO 3: INSTRADAMENTO
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 52
Algoritmi con tabella - Instradamento fisso
• Algoritmo di instradamento a distanza minima (o costo minimo) richiede
la definizione di una metrica
– Possibili metriche
• Numero di salti
• Capacità dei link sulla via
• Ritardo medio sulla via
• Numero totale di pacchetti in coda sulla via
• ecc.
• Instradamento fisso
– Un centro di controllo costruisce le tabelle di instradamento che devono
essere applicate da ogni singolo nodo e le comunica ai nodi stessi
– Le tabelle vengono cambiate solo a seguito di aggiornamento della
topologia
– Poco flessibile, in quanto non reagisce a sovraccariche e guasti aleatori
LIVELLO 3: INSTRADAMENTO
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 53
Instradamento a minima distanza –
Distance vector
• Algoritmo distance vector
– Tabella in ogni nodo che specifica la minima distanza ad ogni altro nodo e
quale link in uscita deve essere usato
– Il nodo riceve la stima dei suoi vicini, somma la sua distanza al vicino e
scopre la distanza minima verso ogni altro nodo e il link uscente relativo
(vettore delle distanze)
– Corrisponde ad applicare in ogni nodo l’algoritmo di Bellman-Ford con
calcolo centralizzato dell’albero
• Esempio
LIVELLO 3: INSTRADAMENTO
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 54
Algoritmo distance vector - Esempio
LIVELLO 3: INSTRADAMENTO
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 55
Algoritmo distance vector - Esempio
Calcolo del vettore nel nodo A
Dest. Cost Rout.
A -
B 1 B
F 3 F
Node A - Step 1
Dest. Cost Rout.
A 1 A
B -
C 3 C
E 5 E
F 1 F
Node B - Step 1
Dest. Cost Rout.
A 3 A
B 1 B
D D
E 2 E
F -
Node F - Step 1
Dest. Cost Rout.
A 2 B
B 1 B
C B
D E
E 2 E
F -
Node F - Step 2
Dest. Cost Rout.
A 2 B
B 1 B
C B
D E
E 2 E
F -
Node F - Step 3
Dest. Cost Rout.
A -
B 1 B
C 4 B
D 9 F
E 5 F
F 2 B
Node A - Step 2
Dest. Cost Rout.
A -
B 1 B
C 4 B
D 6 F
E 4 B
F 2 B
Node A - Step 3
Dest. Cost Rout.
A -
B 1 B
C 4 B
D 5 B
E 4 B
F 2 B
Node A - Step 4
Dest. Cost Rout.
A 1 A
B -
C 3 C
D C
E 3 F
F 1 F
Node B - Step 2
Dest. Cost Rout.
A 1 A
B -
C 3 C
D F
E 3 F
F 1 F
Node B - Step 3
LIVELLO 3: INSTRADAMENTO
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 56
Algoritmo di Bellman-Ford - Esempio
2
3
,min
1+=2
11
salti max con a da costo minimo a via della Costo
diretto) link senza ( a da diretta via della costo
11
togoelse
stoph=hIf
DdDD
hh
sjdD
h
hjsD
djid
max
hjij
hi
i
hj
ijhj
hj
ijij
-- +=
=
=
=
==
Dest. Cost Rout.
A -
B 1 B
C
D
E
F 3 F
Node A
Dest. Cost Rout.
A -
B 1 B
C 4 B
D 9 F
E 5 F
F 2 B
Node A
Dest. Cost Rout.
A -
B 1 B
C 4 B
D 6 F
E 4 B
F 2 B
Node A
Dest. Cost Rout.
A -
B 1 B
C 4 B
D 5 B
E 4 B
F 2 B
Node A
LIVELLO 3: INSTRADAMENTO
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 57
Instradamento a minima distanza - Algoritmi
• Algoritmo distance vector
– Usato in ARPANET fino al 1979 con periodo di aggiornamento di
125 ms
– Basato sulla lunghezza delle code (non su velocità dei link)
– Anche con metriche diverse era troppo lento a convergere in un
contesto dinamico
• Nuovo algoritmo per ARPANET (1979): link state
– Ogni nodo misura la distanza (secondo la metrica ritardo) a tutti i
suoi vicini
– Questa distanza è comunicata a tutti altri nodi con flooding
– Ogni nodo può così costruirsi i percorsi a minima distanza ad ogni
altro nodo
– Periodo di aggiornamento nell’ordine dei 10s
LIVELLO 3: INSTRADAMENTO
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 58
Instradamento a minima distanza -
Algoritmo di Dijkstra
N = nodi della rete
M = insieme dei nodi del grafo corrente MST
V(J )= nodi "vicini" all'insieme J
d ij = costo della via diretta da i a j (d ij = in assenza del link i - j)
D j = Costo della via a minimo costo da s a j
1 M = s
D j = dsj j V s
D j = otherwise
2 Select k V M Dk = miniV M
Di
M = M + k
D j = min D j ,Dk + dkj j V M
3 If M = N stop
else go to 2
LIVELLO 3: INSTRADAMENTO
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 59
Algoritmo di Dijkstra - Esempio
LIVELLO 3: INSTRADAMENTO
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 60
Instradamento a minima distanza - Osservazioni
• Bellman-Ford e Dijkstra convergono alla stessa soluzione in
condizioni statiche
• Algoritmo di Bellman-Ford
– Ha convergenza più lenta in condizioni dinamiche
– E’ implicitamente di tipo distribuito
– Ogni nodo deve conoscere solo ciò che vedono i suoi vicini
• Algoritmo di Dijkstra
– Può essere implementato sia in forma centralizzata che in forma
distribuita
– Nella forma distribuita, ogni nodo deve “vedere” l’intera rete
LIVELLO 3: INSTRADAMENTO
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 61
Algoritmi gerarchici
• Grande numero di nodi implica
– Grande occupazione di memoria per le tabelle di
instradamento
– Sovraccarico di rete per scambio tabelle di instradamento
in algoritmi distribuiti
• Strutturazione dei nodi in regioni
– Instradamento basato
su tabelle semplificate
Dest.Routfull
Routred
A.1 A.6 A.6
A.2 A.4 A.4
A.3 A.4 A.4
A.4 A.4 A.4
A.5 - -
A.6 A.6 A.6
B.1 B.1
B.1
B.2 B.1
B.3 B.1
B.4 B.1
B.5 B.1
C.1 C.1
C.1
C.2 C.1
C.3 A.4
C.4 A.4
C.5 C.1
C.6 C.1
A.5 routing table
LIVELLO 3: INSTRADAMENTO
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 62
Algoritmi gerarchici
• Strutturazione gerarchica dei nodi su più livelli
– Nodi suddivisi in regioni (primo livello)
– Regioni divise in aree (secondo livello)
– Aree divise in zone (terzo livello)
– ecc.
LIVELLO 3: INSTRADAMENTO
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 63
Sommario
• Generalità
• Livello 2: collegamento dati
• Livello 3: rete
– Servizi forniti
– Algoritmi di instradamento
– Controllo di congestione e di flusso
– Protocollo X.25
• Prestazioni
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 64
Controllo di congestione e di flusso
A
B
Region I Region II Region III
No congestion
within network
Mild
congestion
Severe
congestion
Offered load
Network Throughput
B
A
Region I Region II Region III
No congestionwithin network
Mildcongestion
Severecongestion
Offered load
Network Delay
LIVELLO 3: CONGESTIONE
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 65
Generalità
• Portata – In accesso alla rete
– Internodo
• Hop-by-hop
• Edge-to-edge
– End-to-end
• Tipologia – Metodi reattivi
• Operano con schema a catena chiusa
• Sono previsti a differenti scale temporali
– Metodi preventivi
• Operano con schema a catena aperta
• Tecnica
– Credit-based
• Window scheme
– Rate-based
• Tecnica isaritmica
• Leaky bucket
• Token bucket
LIVELLO 3: CONGESTIONE
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 66
Meccanismi Credit-based • Controllo di flusso a finestra a catena chiusa
– Utilizzato tipicamente hop-by-hop a livello 3
• Avanzamento della finestra determinato dai riscontri (ack-based window)
• Realizza un controllo di flusso per circuito virtuale
– Se utilizzato a livello end-to-end (livello 4)
• Lo schema diventa del tipo a credito esplicito (credit-based window)
– Il ricevente invia al trasmittente dei messaggi di credito che possono essere opportunamente adattati
• Il flusso diventa bursty (critico il dimensionamento di W)
• Non garantisce una capacità minima alla sessione
• Controllo di congestione mediante meccanismo a finestra (a catena chiusa)
– La dimensione della finestra può essere dinamicamente aumentata o diminuita in base alle indicazioni di congestione (esplicite o implicite) che il destinatario riceve
• Incremento/decremento additivo
• Incremento/decremento moltiplicativo
• Combinazione dei due (per esempio decremento moltiplicativo, incremento additivo)
LIVELLO 3: CONGESTIONE
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 67
Meccanismi Credit-based
• Controllo di flusso a finestra a catena aperta – Per ogni pacchetto trasmesso la finestra si chiude di una posizione
– Ogni r secondi la finestra si riapre alla massima apertura W
W / r
B A
W = 2
LIVELLO 3: CONGESTIONE
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 68
Meccanismi Rate-based
• Tecnica isaritmica – Utilizzata tipicamente all’accesso della rete
– Un numero fisso di permessi circola nella rete
– Un pacchetto entra in rete se nel nodo di ingresso vi é un permesso che viene consumato
– Un pacchetto che esce dalla rete genera un permesso nel nodo di uscita
– Gestione critica della distribuzione dei permessi in rete
• Tecniche a bucket – Utilizzate sia in accesso, sia tra nodi
– Due tecniche
• Leaky bucket
• Token bucket
LIVELLO 3: CONGESTIONE
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 69
Meccanismi Rate-based
• Controllo di flusso con leaky bucket
– Buffer pacchetti con capacità W (pacchetti)
– Un pacchetto trasmesso consuma un
permesso
– Ogni r secondi viene generato un permesso
– Perde pacchetti quando ne ha accumulati W
• Controllo di flusso con token bucket
– Buffer dei permessi con capacità W (permessi)
– Ogni r secondi viene generato un permesso
– Un pacchetto trasmesso consuma un
permesso
– Perde permessi in eccesso di W, ma non perde
a priori pacchetti
– Serve meglio sorgenti bursty
P e r m i t s
P a c k e t s
W 1
P s P b
1 / r
P e r m i t s
P a c k e t s
W
1
1 / r
P s P b
LIVELLO 3: CONGESTIONE
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 70
Meccanismi Rate-based
• Esempio
• Leaky bucket
• Token bucket
10
4.0
/4
000,25
1
8.0
/1
=
=
=
=
=
=
=
W
sr
sMbitP
byteL
sT
sT
sMbitP
b
p
OFF
ON
s
5 4 3 2 1 0
0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0
C [ M b i t / s ]
6
0
t [ s ]
C [ M b i t / s ]
5 4 3 2 1 0
t [ s ]
0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0
6
0
1 . 0 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 2 0
t [ s ]
0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0
C [ M b i t / s ]
1 . 2
0
LIVELLO 3: CONGESTIONE
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 71
Meccanismi Rate-based
• Esempio
• Leaky bucket
• Token bucket
10
3.0
/1
000,25
1
8.0
/1
=
=
=
=
=
=
=
W
sr
sMbitP
byteL
sT
sT
sMbitP
b
p
OFF
ON
s1 . 0
0 . 8
0 . 6
0 . 4
0 . 2
0
t [ s ]
0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0
C [ M b i t / s ]
1 . 2
0
0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0
C [ M b i t / s ]
0
t [ s ]
1 . 0
0 . 8
0 . 6
0 . 4
0 . 2
0
1 . 2
t [ s ]
0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0
C [ M b i t / s ]
0
1 . 0
0 . 8
0 . 6
0 . 4
0 . 2
0
1 . 2
LIVELLO 3: CONGESTIONE
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 72
Sommario
• Generalità
• Livello 2: collegamento dati
• Livello 3: rete
– Servizi forniti
– Algoritmi di instradamento
– Controllo di congestione e di flusso
– Protocollo X.25
• Prestazioni
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 73
Transport layer
Layer 3
Layer 2
User data
Layer 3
Header
LAP-B
Header
LAP-B
Trailer
FCSF A C F
X.25 - Generalità
• X.25
– Protocollo precedentemente più diffuso per reti dati
– Specifica l’interfaccia tra host (DTE) e rete (DCE)
• Architettura protocollare
– Strato fisico: X.21 oppure V.24 (cioé la EIA RS-232-F)
– Strato di collegamento: LAP-B (sottoinsieme di HDLC)
– Strato di rete: protocollo PLP (Packet Level Protocol)
• Servizi resi disponibili
– Chiamata virtuale (VC)
– Circuito virtuale
permanente (PVC)
LIVELLO 3: X.25
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 74
X.25 - Caratteristiche principali • Strato 2
– Unità informativa: trama
– Protocollo LAP-B, derivato da HDLC in modalità ABM
• Numerazione modulo 8, o modulo 128, o modulo 32768
• Protocollo ARQ Go-back-n modulo 8 o 128, Selective Repeat modulo 128 o 32768
• Strato 3
– Unità informativa: pacchetto
– Multiplazione
• LCI usa 12 bit
• Fino a 4095 circuiti virtuali possono essere multiplati su un unico collegamento fisico
– Controllo di sequenza (rilevazione perdita di pacchetti)
• Numerazione modulo 8, oppure 128, oppure 32768
• Realizzato con protocollo ARQ Go-back-n (NACK implementato da pacchetti REJ)
– Controllo di flusso
• Sliding window con opportuna apertura Ws (default Ws=2)
– Massima dimensione di pacchetto e finestra negoziate all’instaurazione
• Max packet size: 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096 bytes (default 128)
• Max window size: Ws=7, 127, 32767
LIVELLO 3: X.25
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 75
X.25 - Tipo di pacchetti
Data
Interrupt request
Receiver ready
Receiver not ready
Reject
Reset request
Reset confirmation
Restart request
Restart confirmation
Call request
Call accepted
Clear request
Clear confirmation
DTE DCE Type
Call set-up and clearing
Flow control
Interrupt confirmation
Resynchronize and error reporting
Data
Interrupt request
Receiver ready
Receiver not ready
Reset indication
Reset confirmation
Restart indication
Restart confirmation
Diagnostic
Incoming call
Call confirmation
Clear indication
Clear confirmation
DCE DTE
Interrupt confirmation
LIVELLO 3: X.25
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 76
X.25 - Formato dei pacchetti
• General format identifier (GFI)
– Qualifier bit (Q): distingue i pacchetti tra tipi di pacchetto (non standard, consente di distinguere dati di utente)
– Delivery confirmation bit (D): specifica se i riscontri devono essere locali (DTE-DCE, D=0) o end-to-end (DTE-DTE, D=1)
– Modulo: specifica il modulo di numerazione dei pacchetti (8, 128, 32768)
• Logical channel identifier (LCI)
– Logical group number (LGN)
– Logical channel number (LCN)
• 0: riservato
• 1 - x: PVC
• x - 4095: VC
• Packet type identifier (PTI)
– P(S): numerazione dei pacchetti in trasmissione
– P(R): numerazione dei pacchetti in ricezione
– More bit (M): indica (M=1) l’ultimo pacchetto da fornire all’entità di trasporto insieme ai precedenti (M=0)
12345678
1
2
3
Logical Channel Identifier
bit
GFI
Packet Type Identifier
Additional packet headerand/or user data
byte
LIVELLO 3: X.25
Reti di Comunicazione – M. De Marco
2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 77
X.25 - Formato dei pacchetti
P ( R ) P ( S ) M 0 U s e r d a t a
3 1 3 1 ² 4 0 9 6 b y t e s
D a t a
P T I R e s e t / R e s t a r t / C l e a r
c a u s e
D i a g n o s t i c c o d e
( o p t i o n a l )
U s e r d a t a
( o n l y c l e a r r e q . )
8 b i t s 8 b i t s ² 3 2 b y t e s
R e s e t R e s t a r t C l e a r
r e q u e s t
P T I C a l l i n g D T E a d d r l e n g t h
C a l l i n g D T E a d d r e s s
C a l l e d D T E a d d r l e n g t h
C a l l e d D T E a d d r e s s
F a c i l i t i e s
l e n g t h F a c i l i t i e s U s e r d a t a
( o n l y c a l l r e q )
4 b i t s 4 b i t s 8 b i t s 3 2 / 1 2 8 b y t e s
P ( R ) T y p e M
3 1 4
R R R N R R E J
C a l l r e q u s t C a l l a c c e p t e d
P T I
R e s e t R e s t a r t C l e a r
I n t e r r u p t c o n f i r m a t i o n
P T I U s e r d a t a
² 3 2 b y t e s
I n t e r r u p t r e q u e s t
P T I D i a g n o s t i c
c o d e E x p l a n a t i o n
8 b i t s
D i a g n o s t i c
4 b i t s 4 b i t s
G F I L G N L C N
Q D M o d u l o
8 b i t s
L C I
8 b i t s
0 1 : m o d u l o 8 1 0 : m o d u l o 1 2 8
P T I
0 : d a t a p a c k e t 1 : c o n t r o l p a c k e t
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Slide 78
X.25 - Esempio di chiamata virtuale
i n c o m i n g c a l l
C a l l r e q u e s t
D a t a , 0 , 0 C a l l c o n f i r m a t i o n
D a t a , 1 , 0
D a t a , 2 , 1
D a t a , 0 , 0
C l e a r c o n f i r m a t i o n
C l e a r i n d i c a t i o n
R R , 3
D a t a , 1 , 3
C a l l a c c e p t e d
C l e a r c o n f i r m a t i o n
C l e a r r e q u e s t
A B
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Sommario
• Generalità
• Livello 2: collegamento dati
• Livello 3: rete
• Prestazioni
– Modello di nodo
– Parametri di traffico
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
Slide 80
2
N
1
2
M
1
T o l o c a l d e s t i n a t i o n s
F r o m l o c a l s o u r c e s
L e v e l 2 L e v e l 3 L e v e l 2
Modello di nodo
• Funzioni di livello di collegamento dati
– Ingresso: verifica trama
– Uscita: generazione e trasmissione trama
• Funzioni di livello di rete
– Memorizzazione dei pacchetti entranti
– Analisi del campo intestazione
– Instradamento dei pacchetti
– Controllo di flusso e di congestione
• Tempo di attraversamento del nodo da
parte di un pacchetto
– Ipotesi: tempo trascurabile nel primo stadio
– Componenti
• Attesa nella memoria di ingresso
• Elaborazione per instradamento
• Attesa nella memoria di uscita
• Trasmissione
ttpptptot TWTWDDD +++=+= •
PRESTAZIONI
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2. RETI DATI IN AREA GEOGRAFICA (WAN)
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Modelli
• Tempo di attraversamento
– Modello base: assunzione di indipendenza
• Processi di arrivo e di servizio in ogni nodo
• Processi di arrivo e di servizio in nodi diversi
– Tempo totale di attraversamento = Somma dei tempi di nodo
– Modelli reali di sorgente richiedono modellizzazione di nodo molto più
complessa
• Nodo reale: memoria finita
– Probabilità di perdita di pacchetti
PRESTAZIONI