Corso di laurea in INFORMATICA RETI di CALCOLATORI A.A. 2003/2004 Introduzione Alberto Polzonetti...

Corso di laureaCorso di laureainin

INFORMATICAINFORMATICA

RETI di CALCOLATORI A.A. 2003/2004Introduzione

Alberto [email protected]

Lezione 1 (03/04) Introduzione 2Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Rete di calcolatori (computer network)Rete di calcolatori (computer network)

E’ un insieme di elaboratori elettronici autonomi ed

interconnessi.

Autonomi: tutti hanno “pari dignità”, nessuno può

controllare gli altri

Interconnessi: tutti sono in grado di scambiarsi informazioni

Una rete di calcolatori non è un sistema distribuito:

l’esistenza di vari calcolatori interagenti tra di loro è

nascosta all’utente da un opportuno sistema operativo od

applicazione.

Rete di calcolatori + Software di gestione = Sistema

distribuito


Reti di calcolatori

Utilizzo delle reti di calcolatoriUtilizzo delle reti di calcolatori

Condivisione delle risorseCondivisione delle risorse (ad es., utilizzo di una stampante laser)

AffidabilitàAffidabilità (ad es., duplicazione dei dati importanti, sistemi

multi-server) Diminuzione dei costiDiminuzione dei costi

(rete di piccoli calcolatori vs. mainframe) ScalabilitàScalabilità

(si estende la rete quando è necessario) Comunicazione personale e commercialeComunicazione personale e commerciale

(ad es.: pagine WWW, posta elettronica, bancomat e POS, trading on-line, . . . )


Reti di calcolatori

Tassonomia basata sulla tecnologia Tassonomia basata sulla tecnologia trasmissivatrasmissiva

1. Reti broadcast2. Reti punto a punto3. Reti wireless


Reti di calcolatori

PACCHETTO di DatiPACCHETTO di Dati

Nessuna rete trasferisce i dati sotto forma di una

successione di bit

I bit vengono divisi in blocchi

PACCHETTI [PACKET]

RETI A COMMUTAZIONE DI PACCHETTO [PACKET

SWITCHING NETWORK]

Per una equa condivisione delle risorse

Per favorire il coordinamento tra chi trasmette e chi

riceve


Reti di calcolatori

Equa condivisione delle risorseEqua condivisione delle risorse

A deve trasferire a D un file di 5 MB: quanto

tempo debbono aspettare B e C ?

I. Senza pacchetti circa 12 minuti

II. Con pacchetti di 1000 byte 0,143 secondi (143 ms)

A

B D

C

Risorsa Condivisa

La risorsa è in grado di trasferire 56000 bps


Reti di calcolatori

Perché: coordinamentoPerché: coordinamento

Mittente e destinatario debbono coordinarsi per realizzare correttamente la trasmissione

La suddivisione in blocchi aiuta mittente e destinatario a capire quali blocchi sono stati danneggiati o persi


Reti di calcolatori

Tassonomia basata sulle dimensioniTassonomia basata sulle dimensioni


Reti di calcolatori

Reti locali (o LAN, da Local Area Network)Reti locali (o LAN, da Local Area Network)

Hanno una dimensione massima prefissata

(fino a pochi chilometri), quindi si conosce il

ritardo massimo di un pacchetto

Hanno un basso tasso d’errore

Sono generalmente di tipo broadcast, con

una velocità trasmissiva da 10 Mbps a 1

Gbps.

Sono in genere basate su topologia a bus

oppure ad anello (ring)


Reti di calcolatori

Reti geografiche (WAN) (1)Reti geografiche (WAN) (1)

Possono estendersi per intere nazioni o continenti, o su scala planetaria

Sono costituite da due componenti distinte: un insieme di elaboratori detti host (i calcolatori

che si intendono effettivamente collegare) una communication subnet che connette

gli host tra di loro, costituita da:

linee di trasmissione (anche dette canali o trunk)

elementi di commutazione (anche detti switching element o router)

WIDE

AREA

NETWORK


Reti di calcolatori

Reti geografiche (2)Reti geografiche (2)

Una WAN collega solitamente più LAN e MAN

tra loro

La communication subnet è in genere

realizzata con una tecnologia trasmissiva

punto a punto

Alcune communication subnet sono realizzate

con tecnologia trasmissiva wireless oppure

mista (ad es., quando basate su trasmissioni

radio o satellitari)


Reti di calcolatori

Packet Switched WANPacket Switched WAN

1. Tutti i pacchetti seguono la strada ACE piuttosto che ABDE oppure ACDE

2. Le decisioni della strada da prendere sono prese localmente

3. Le decisioni vengono prese utilizzando gli Algoritmi di Algoritmi di RoutingRouting

4. In alcune reti tutti i pacchetti di un messaggio debbono seguire la stessa strada, in altre no


Reti di calcolatori

Internetworking Internetworking

Si ha internetworking quando una o più reti (LAN,

MAN, o WAN) sono connesse tra loro.

Una internetwork (o semplicemente internet) non

coincide con una WAN quando le reti connesse

adottano tecnologie tra loro incompatibili

in questo caso la internet comprende alcuni router

detti gateway (od anche router multiprotocollo) che si

occupano di effettuare le necessarie trasformazioni per

i pacchetti che transitano da una rete all’altra

Una particolare internetwork è detta Internet


Reti di calcolatori

Internetworking: riassumendoInternetworking: riassumendo

subnet (o sottorete):subnet (o sottorete): l’insieme dei router e delle linee di

comunicazione di una WAN

network (o rete):network (o rete): l’insieme costituito da una sottorete e dagli host

collegati

internet (o internetwork):internet (o internetwork): collezione di più reti anche non omogenee

Internet: Internet: una particolare internetwork che copre l’intero

pianeta


Reti di calcolatori

InternetInternet

Punto di vista dell’utente

Interoperabilità

Gli utenti usano internet

senza conoscere i tipi di

computer usati, la

tecnologia, la struttura

dell’inter-rete, i percorsi

Servizi applicativi: World Wide Web

E-mail

Trasferimento file

Accesso remoto

A livello di rete Servizio di trasmissione di

pacchetti senza connessione

Instradamento di messaggi basandosi sull’indirizzo del destinatario

Nessuna garanzia di consegna ordinata ed affidabile

Servizio affidabile di trasporto di flusso

Recupero di pacchetti perduti Correzione di errori Connessione diretta di due

computer

Indipendenza della tecnologia di comunicazione

Interconnessione universale

Conferme di ricezione punto punto

Standard di protocolli

Internet Ieri, Oggi e Domani


Reti di calcolatori

Architettura di InternetArchitettura di Internet


Reti di calcolatori

Protocollo (1)Protocollo (1)

Insieme di regole che governano il trasferimento di

dati Cosa va comunicato ?

Come va comunicato ?

Quando va comunicato ?

ELEMENTI CHIAVE : SINTASSISINTASSI

Struttura e formato dei dati

SEMANTICASEMANTICA Significato di ogni gruppo di bit

SINCRONIZZAZIONESINCRONIZZAZIONE Quando e a quale velocità i bit vanno inviati


Reti di calcolatori

PROTOCOLLO (2)PROTOCOLLO (2)

I protocolli stanno alla comunicazione come gli

algoritmi stanno al calcolo; Un algoritmo permette specificare e capire un calcolo

senza conoscerne i dettagli delle istruzioni di macchina

Un protocollo specifica le modalità di comunicazione

dei dati senza conoscere i dettagli hardware della rete

Tralasciare i dettagli comporta una serie di

vantaggi Si trattano astrazioni a livello alto

Non si è vincolati ad alcuna architettura

Non si scrive software per ogni tipo di computer


Reti di calcolatori

StandardStandard

Essenziali per garantire la capacità operativa internazionale dei prodotti

Forniscono le linee guida a tutti i fornitori di servizi Standard DE FACTO

specifiche di pubblico dominio Largamente adottato a livello mondiale

STANDARD DE JURE specifiche pubbliche approvate da enti internazionali di standardizzazione

standard IEEE 802 (LAN), architettura OSI (Open Systems Interconnection)

Propetario scelte indipendenti ed arbitrarie di un costruttore Generalmente incompatibili con sistemi differenti Raramente le specifiche sono rese pubbliche

IBM SNA (Systems Network Architecture), Digital Decnet Phase IV,Novell IPX, Appletalk


Reti di calcolatori

Organizzazioni che regolano gli standardOrganizzazioni che regolano gli standard

PTT - Post, Telegraph & TelephoneL'amministrazione che gestisce i servizi trasmissivi nell'ambito di una data nazione

ITU - International Telecommunication UnionOrganismo internazionale che emette le specifiche che devono essere adottate dalle PTT. CCITT: il Consultant Committee on International Telephony and Telegraphy (CCITT) è uno dei comitati di lavoro di ITU (International Telecommunications Union). ITU è stato costituito nel 1965 ed è attualmente una agenzia delle Nazioni Unite.

ISO - International Standard Organizationè una organizzazione volontaria per la definizione di standard industriali voluta dalle Nazioni Unite, di cui sono membri più di 90 organismi internazionali. L'acronimo ISO è modellato sull'aggettivo greco isos ("uguale", "standard"). ISO ha definito il modello di riferimento per le comunicazioni in una rete informatica, l'OSI (Open System Interconnection), cui di solito ci si riferisce con il palindromo ISO\OSI.


Reti di calcolatori

Organizzazioni che regolano gli standard Organizzazioni che regolano gli standard (2)(2)

ANSI - American National Standard Instituteè una organizzazione privata che definisce standard nazionali volontari. ANSI non esercita alcun controllo sul rispetto dei propri standard. È tuttavia membro dei principali organismi internazionali (ISO, IEC). Sicché, la mancata conformità agli standard ANSI è comunque un problema per qualsiasi produttore.

IEEE - Institute of Electrical and Electronic Engineersha il compito di definire gli standard per le comunicazioni di dati. Il suo contributo più importante è stato la determinazione degli standard delle reti locali (LAN) e geografiche (WAN) basate sul modello ISO\OSI. Questo insieme complesso di protocolli è indicato come progetto 802.

EIA\TIA: la Electronic Industries Association (EIA) e la Telecommunication Industry Association (TIA) hanno sviluppato un insieme di standard che definiscono le norme per la installazione di reti dedicate alla comunicazione telefonica e dei dati.

IEC: l'International Electrotechnical Commission Stabilisce standard internazionali per tutto quello che riguarda l'elettricità e l'elettronica


Reti di calcolatori

Standard di INTERNET: l’organizzazioneStandard di INTERNET: l’organizzazione

ISOCInternet Society

Comitato IABInternet Architecture Board

IRTF: gruppi di ricerca

ProtocolliApplicazioni ArchitetturaTecnologia

IRTF: gruppi di ricerca

ProtocolliApplicazioni ArchitetturaTecnologia

IETF: gruppi di lavoro

Identifica problemiIndica soluzioni

Recensisce proposte per standardDivisa in aree

IETF: gruppi di lavoro

Identifica problemiIndica soluzioni

Recensisce proposte per standardDivisa in aree


Reti di calcolatori

Amministrazione di internet: sigleAmministrazione di internet: sigle

ISOC Organizzazione internazionale senza fini di lucro che sostiene le organizzazioni tecniche

www.isoc.org

IAB (Internet Architecture Board)

Consulente tecnico dell’ISOC www.iab.org

IETFInternet Engineering Task Force

Sviluppa e recensisce specifiche pensate per diventare standard www.ietf.or

g

IRTFInternet Research Task Force

Gruppi di lavoro concentrati sullo sviluppo di Internet a lungo termine www.irtf.org

IANAInternet Assigned Numbers Authority

www.iana.org


Reti di calcolatori

Lo standard Internet: Request For Lo standard Internet: Request For CommentComment

Livelli di impiego

Necessario Consigliato Facoltativo Uso limitato Sconsigliato

L ive lli d i m a tu raz io ne

l ive l lo sper im en ta le

l ive llo s to r ico

s tanda rd inte rnet

bozza

p roposta d i standa rd l ive l lo info rm a t ivo

R F CRFC search engine


Reti di calcolatori

Unità MetricheUnità Metriche


Reti di calcolatori

Lezione 1

Lezione 1

BibliografiaBibliografia

Tanenbaum – Computer Networks 4° ed

Cap. 1 pagine 1-25 Tanenbaum – Reti di Computer

Cap. 1 pagine 1 –15 Comer – Internet e Reti di

Calcolatori Capitoli 1 e 2

Comer – Internetworking con TCP/IP Capitolo 1


Reti di calcolatori

RETI BROADCASTRETI BROADCAST

un unico canale di comunicazione è condiviso da tutti i calcolatori

tutti i calcolatori sono connessi ad un unico canale trasmissivo.

La comunicazione è basata su piccole sequenze di dati (pacchetti)

In ciascun pacchetto è riportato un identificatore del calcolatore a cui i dati sono destinati.

Ogni calcolatore legge tutti i pacchetti, ma considera solo quelli indirizzati a se stesso.

E’ generalmente possibile indirizzare un pacchetto a tutti i calcolatori nella rete (broadcasting).

Alcune reti permettono anche il multicasting, ossia l’invio di pacchetti ad un sottoinsieme dei calcolatori nella rete.


Reti di calcolatori

RETI PUNTO A PUNTORETI PUNTO A PUNTO

ogni canale di comunicazione collega due diversi calcolatori della rete

La comunicazione è ancora basata su piccole sequenze di dati (pacchetti).

Per arrivare alla sua destinazione, ogni pacchetto deve attraversare più calcolatori

Sono anche dette in inglese store-and-forward networks oppure packet-switched networks

In generale esistono molti percorsi che portano alla stessa destinazione, quindi è necessario sceglierne uno: routing (o instradamento) dei pacchetti.


Reti di calcolatori

RETI WIRELESSRETI WIRELESS

il canale di comunicazione è costituito da onde radio, laser o infrarosse trasmesse nell’etere

Comunicazione con segnale radio od ottico (laser, infrarosso) nell’etere.

Generalmente di tipo broadcast per segnali radio, punto a punto per segnali ottici

Il tasso d’errore della trasmissione è molto alto Usate per mobile computing e integrazione con la

telefonia cellulare


Reti di calcolatori

Wan con tecnologia trasmissiva punto a Wan con tecnologia trasmissiva punto a puntopunto


Reti di calcolatori

Wan con tecnologia trasmissiva wirelessWan con tecnologia trasmissiva wireless

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