Corso di laurea in INFORMATICA RETI di CALCOLATORI A.A. 2003/2004 Tecnologie di reti: reti...

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Corso di laureaCorso di laureainin

INFORMATICAINFORMATICA

RETI di CALCOLATORI A.A. 2003/2004Tecnologie di reti: reti geografiche

Alberto [email protected]

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 2Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Comunicazione a breve distanzaComunicazione a breve distanza

La comunicazione dati fra due calcolatori comporta la La comunicazione dati fra due calcolatori comporta la trasmissione di bit attraverso un canale fisico che può trasmissione di bit attraverso un canale fisico che può essere percorso da corrente elettrica, onde radio o essere percorso da corrente elettrica, onde radio o luce. luce.

La prima di queste forme di energia, la corrente La prima di queste forme di energia, la corrente elettrica, può essere sfruttata per trasportare elettrica, può essere sfruttata per trasportare informazione digitale per brevi distanze. informazione digitale per brevi distanze.

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 3Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Comunicazione asincronaComunicazione asincrona

UNA COMUNICAZIONE VIENE DETTA ASINCRONA QUANDO MITTENTE E DESTINATARIO NON HANNO BISOGNO DI COORDINARSI PRIMA CHE I DATI SIANO TRASMESSI, VALE A DIRE SE NON È NECESSARIA LA SINCRONIZZAZIONE FRA MITTENTE E DESTINATARIO.

se la comunicazione è asincrona, l’intervallo di tempo fra due trasmissioni può essere arbitrariamente lungo e il destinatario deve essere pronto a ricevere dati in qualunque momento.

l’asincronia risulta utile in dispositivi che — come la tastiera — prevedono l’interazione con un utente per l’immissione di dati, e che quindi rimangono inattivi in assenza di tale interazione.

In senso più tecnico, un dispositivo di comunicazione viene detto asincrono se il segnale elettrico che il mittente invia non contiene informazioni che consentano al destinatario di determinare l’inizio e la fine dei singoli bit. Sarà invece il dispositivo ricevente a dover accettare e interpretare il segnale trasmesso.

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 4Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Necessità di uno standardNecessità di uno standard

per quanto tempo è necessario mantenere la tensione a

un certo valore per trasmettere un bit?

Il dispositivo trasmittente deve certo attendere un

tempo sufficiente per consentire al ricevente la

rilevazione del voltaggio, ma un’attesa più lunga del

necessario costituirebbe uno spreco.

qual è la massima frequenza alla quale il dispositivo

trasmittente può cambiare il livello di tensione?

Come si può essere sicuri del fatto che i dispositivi

trasmittenti di una certa marca funzionino

correttamente con i dispositivi riceventi di un’altra

marca?

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 5Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

STANDARD RS-232STANDARD RS-232

specifica i dettagli dei collegamenti fisici (per esempio, la lunghezza

del collegamento non deve superare 40 m) ed elettrici (per esempio,

il livello di tensione deve variare fra — 15 e + 15 volt).

dal momento in cui il mittente comincia la trasmissione di un

carattere, è obbligato a trasmettere tutti i bit che codificano quel

carattere uno dopo l’altro, senza interporre ritardi.

non lascia mai che la tensione sul filo sia nullanon lascia mai che la tensione sul filo sia nulla: in assenza di

dati da trasmettere il voltaggio deve essere negativo, come se si

stesse trasmettendo un bit pari a 1.

richiede inoltre che il mittente trasmetta un bit aggiuntivo pari a 0,

noto come bit di inizio (start bit),bit di inizio (start bit), prima di trasmettere i bit relativi

a un carattere.

stabilisce che il mittente deve lasciare la linea libera almeno per il

tempo necessario a trasmettere un bit: è come se a ciascun carattere

fosse accodato un bit fantasma di valore 1. bit di fine (stop bit).bit di fine (stop bit).

il metodo più diffuso per trasferire caratteri su conduttore in rame tra un computer e un dispositivo periferico come un modem, una tastiera o un terminale.

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 6Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

FULL-DUPLEXFULL-DUPLEX

Come si vede, il filo di terra collega direttamente la messa a terra di un dispositivo a quella dell’altro, mentre gli altri due fili sono incrociati: il filo collegato al piedino di trasmissione di un dispositivo è connesso al piedino di ricezione dell’altro.

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 7Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Comunicazione a lunga distanza (trasmissione Comunicazione a lunga distanza (trasmissione analogica)analogica)

La corrente elettrica non è in grado di coprire distanze arbitrarie viaggiando su un filo di rame perché la sua intensità diminuisce lungo il percorso

Una delle proprietà più interessanti dei segnali fisici è che un segnale oscillante è in grado di propagarsi per distanze maggiori rispetto ad altri segnali.

Invece di trasmettere una corrente elettrica che varia Invece di trasmettere una corrente elettrica che varia soltanto quando il valore di un bit cambia, i sistemi di soltanto quando il valore di un bit cambia, i sistemi di comunicazione a lunga distanza trasmettono un comunicazione a lunga distanza trasmettono un segnale oscillante di forma solitamente sinusoidale segnale oscillante di forma solitamente sinusoidale denominato portante (carrier). denominato portante (carrier).

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 8Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

ModulazioneModulazione

Per trasmettere i dati, il mittente modifica leggermente la portante. L’insieme di tali modifiche è detto modulazione.

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 9Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Modulazione per messaggi digitaliModulazione per messaggi digitali

Nel caso AM l’ampiezza della portante passa da un livello basso (stato off) ad un livello alto predeterminato (stato on).Questo tipo di modulazione è chiamata sistema Amplitude-Shift-Keyed (ASK).

Un limite è la sua sensibilità agli effetti del rumore

Nel caso AM l’ampiezza della portante passa da un livello basso (stato off) ad un livello alto predeterminato (stato on).Questo tipo di modulazione è chiamata sistema Amplitude-Shift-Keyed (ASK).

Un limite è la sua sensibilità agli effetti del rumore

Nel caso della codifica a variazione di frequenza (FSK), la portante assume due frequenze costanti predeterminate a seconda del fatto che debba essere inviato un valore logico 1 o 0. La codifica FSK non subisce i problemi di rumore di ASK ma il suo fattore limitante è l’ampiezza di banda fisica della portante.

Nel caso della codifica a variazione di frequenza (FSK), la portante assume due frequenze costanti predeterminate a seconda del fatto che debba essere inviato un valore logico 1 o 0. La codifica FSK non subisce i problemi di rumore di ASK ma il suo fattore limitante è l’ampiezza di banda fisica della portante.

Nella codifica PSK, cambia la fase della portante. La codifica PSK non è sensibile ai degradi introdotti dal rumore che affliggono ASK né ha i limiti di ampiezza di banda di FSK. Questo significa che un ricevitore può rilevare anche piccole variazioni nel segnale. Pertanto invece di utilizzare variazioni di due sole fasi (ognuna delle quali rappresenta 1 bit), si possono prevedere variazioni di quattro o otto fasi

Nella codifica PSK, cambia la fase della portante. La codifica PSK non è sensibile ai degradi introdotti dal rumore che affliggono ASK né ha i limiti di ampiezza di banda di FSK. Questo significa che un ricevitore può rilevare anche piccole variazioni nel segnale. Pertanto invece di utilizzare variazioni di due sole fasi (ognuna delle quali rappresenta 1 bit), si possono prevedere variazioni di quattro o otto fasi

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 10Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Modulazione di faseModulazione di fase

Il vantaggio principale della modulazione di fase risiede nella possibilità di codificare più di un bit per ogni cambiamento di statoIl vantaggio principale della modulazione di fase risiede nella possibilità di codificare più di un bit per ogni cambiamento di stato

In altre parole, se il mittente usa 3 bit per determinare un cambiamento di fase, il destinatario può estrarre 3 bit di informazione semplicemente rilevando l’entità del cambiamento di fase. Poiché ogni cambiamento di fase codifica 3 bit, il massimo numero di bit che possono essere trasmessi in un secondo è 2B log2 23 ovvero 2xBx3, dove B è il numero di cambiamenti del segnale al secondo.

In altre parole, se il mittente usa 3 bit per determinare un cambiamento di fase, il destinatario può estrarre 3 bit di informazione semplicemente rilevando l’entità del cambiamento di fase. Poiché ogni cambiamento di fase codifica 3 bit, il massimo numero di bit che possono essere trasmessi in un secondo è 2B log2 23 ovvero 2xBx3, dove B è il numero di cambiamenti del segnale al secondo.

QPSK e 8-PSK

16-QAM

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 11Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Modulazione DemodulazioneModulazione Demodulazione

Poiché la maggior parte delle reti di calcolatori è full duplex si rende necessaria la presenza di un modulatore e di un demodulatore a ogni capo della rete (MODEM)

I modem possono essere utilizzati anche con altri mezzi come trasmissioni RF, fibre ottiche e tradizionali linee telefoniche.

Una coppia di modem a frequenze radio (RF, Radio Frequencv) è in grado di trasmettere informazioni per mezzo di un segnale radio e una coppia di modem ottici (optical modem) può trasmettere lungo fibre di vetro per mezzo della luce.

Si tratta di dispositivi che fanno uso di tecnologie completamente differenti rispetto ai modem usati nelle linee seriali dedicate, ma i principi fondamentali rimangono invariati: il mittente utilizza un modem per trasformare i dati in un segnale modulato e il destinatario estrae i dati dal segnale modulato per mezzo di un modem.

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 12Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

MultiplexingMultiplexing

In ogni tipo di rete, indipendentemente dal fatto che sia una rete locale, metropolitana o geografica, la capacità o ampiezza di banda disponibile nel mezzo di trasmissione è in genere molto superiore a quella degli utenti connessi. Pertanto sono stati sviluppati vari schemi per consentire la condivisione fra più utenti di un mezzo di trasmissione di grande capacità. Questa tecnica è chiamata multiplexing. Le tre forme generali di multiplexing sono il multiplexing a divisione delle frequenze, a divisione del tempo e a divisione della lunghezza d’onda.

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Reti di calcolatori

Multiplazione a divisione di frequenzaMultiplazione a divisione di frequenza

l’ampiezza di banda B di una linea viene suddivisa in N slot di frequenza, ognuno dei quali ha un’ampiezza di banda Bi, dove i = 1, 2,... , N. La frequenza centrale di ogni slot è rappresentata da fi. Per impedire interferenze con i canali adiacenti, gli slot sono normalmente separati da bande di guardia che sono porzioni inutilizzate dello spettro in modo che B sia maggiore della somma dei Bi.

FDMFDM

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Reti di calcolatori

Multiplazione a divisione di tempoMultiplazione a divisione di tempo

TDMTDM

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Reti di calcolatori

Collegamenti digitali a lunga distanzaCollegamenti digitali a lunga distanza

I segnali analogici incontrano grandi difficoltà al crescere della distanza

Convertitore Analogico Digitale Accetta in ingresso un segnale analogico, lo campiona

periodicamente e computa un numero che rappresenta il livello di tensione del segnale al momento del campionamento.

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 16Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Pulse Code Modulation (PCM)Pulse Code Modulation (PCM)per la telefonia digitaleper la telefonia digitale

Voce umana frequenza massima 4000Hz

Teorema del campionamento

Per ricostruire un segnale bisogna campionarlo ad una

frequenza doppia della massima

Frequenza di campionamento 8000 Hz: cioè un

campione ogni 125 sec.

Richiede una velocità di 8000 x 8 = 64 Kbps

Valori del campionamento sono gli interi compresi

tra 0 e 255

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Reti di calcolatori

Comunicazione SINCRONAComunicazione SINCRONA

Una rete sincrona, è un sistema che trasferisce dati a un ritmo prefissato.

la rete non rallenta al diminuire del traffico e che i dati giungono a destinazione allo stesso ritmo con il quale sono stati trasmessi.

La comunicazione sincrona si basa quindi su uno schema di temporizzazione coordinato tra due periferiche per trasmettere i dati in blocchi.

Per iniziare la sincronizzazione e verificarne periodicamente la correttezza vengono utilizzati caratteri speciali.

Poiché i bit vengono inviati e ricevuti nell’ambito di un processo temporizzato e controllato, non sono necessari i bit di start e di stop come la comunicazione asincrona.

Panoramica comunicazione

asincrona

Panoramica comunicazione

sincrona

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Reti di calcolatori

Linee digitaliLinee digitali

Per poter usare una linea digitale in affitto occorre seguire le regole del sistema telefonico, compresi gli standard relativi alla digitalizzazione della voce

E pertanto necessario un dispositivo che raccordi linea telefonica digitale e calcolatore. Si tratta della Unità di Servizio per i Dati e della Unità di Servizio per il Canale (DSU/CSU, Data Service Unit/Channel Service Unit)

Il modulo CSU del dispositivo si occupa della terminazione della linea e dell’attività diagnostica.

Il modulo DSU si occupa dei dati, traducendo il formato digitale telefonico in un formato adatto ai calcolatori

Le linee digitali affittate dalle società telefoniche sono gli elementi fondamentali delle reti di calcolatori molto estese; ogni linea collega due punti specificati e il suo costo dipende dalla capacità e dalla distanza.

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 19Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

STANDARD TELEFONICI: gerarchiaSTANDARD TELEFONICI: gerarchia

Local loop

Trunk

Centrale di commutazione

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 20Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

CIRCUITO LOCALE DELL’ABBONATO (LOCAL CIRCUITO LOCALE DELL’ABBONATO (LOCAL LOOP): servizio ISDNLOOP): servizio ISDN

Servizio ISDN (Integrated Service Digital Network) – Rete digitale per i servizi integrati

Usa il doppino telefonico Tre canali digitali (2B+D)

I canali B operano a 64Kbps Il canale D (di controllo) opera a 16 Kbps

Accesso Base ISDN (BRA) 2 canali B a 64 Kbit/s + 1 canale D a 16 Kbit/s, per

una capacità totale di 144 Kbit/s Accesso primario (PRA - Primary Rate Access)

30 canali B a 64Kbit/s + 1 canale D a 64 Kbit/s , per una capacità totale di 1984 Kbit/s

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 21Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Linea Digitale dell’abbonato: xDSLLinea Digitale dell’abbonato: xDSL ADSL

Collegamento digitale che usa il doppino telefonico in maniera asimettrica 6 Mbps verso l’utente, 640 Kbps verso la rete La tecnologia adattiva usata consente di non avere comunque velocità

predeterminate Famiglia DSL (SDSL , HDSL)

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 22Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Canali (trunk) basati su TDMCanali (trunk) basati su TDM

Ogni servizio vede la propria sottobanda come un canale sincrono a velocità fissa

I router e i bridge li vedono come dei CDNLa parte di banda non utilizzata da un servizio ad un

dato momento va persa e non viene riutilizzata da altri servizi

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 23Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Standard telefonici : valoriStandard telefonici : valori

8000 campionamenti da 8 bit al secondo un canale 64 Kbps

T1 24 canali E1 30 canali Costose

apparecchiature di conversione ai confini di stati

Difficoltà di inserire ed estrarre un canale tributario

Carrier Caratteristiche

Velocità

T1   1.544 Mbps

T2 4 canali T1 6.312 Mbps

T3 6 canali T2 44.736 Mbps

T4 7 canali T3 274.176 Mbps

E1   2.048 Mbps

E2 4 canali E1 8.848 Mbps

E3 4 canali E2 34.304 Mbps

E4 4 canali E3 139.264 Mbps

E5 4 canali E4 565.148 Mbps

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 24Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

PDH e SDH (Plesiocrona e Sincrona)PDH e SDH (Plesiocrona e Sincrona)

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 25Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Servizi ed OrganizzazioneServizi ed Organizzazione

Servizi Connection-oriented

dove si deve :1. Stabilire una connessione2. Scambiare informazioni per

mezzo della connessione3. Rilasciare la connessione

Connectionless dove di deve :

1. Inviare il messaggio

Organizzazione basata su circuiti virtualicircuiti virtuali

(preferita quando il servizio offerto a livello Transport è di tipo connection-oriented)

basata su datagramdatagram (preferita quando il servizio offerto a livello Transport è di tipo connectionless)

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 26Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Circuiti virtualiCircuiti virtuali

Per ciascuna connessione di livello Network, la communication subnet stabilisce un circuito circuito virtualevirtuale, ossia un cammino fisico tra sorgente e destinazione

Ogni switch mantiene una propria tabella: per ciascun circuito virtuale sono memorizzati gli switch adiacenti nelle due direzioni

Ogni pacchetto contiene un identificatore per il circuito virtuale a cui appartiene, e viene instradato consultando la tabella

Tutti i pacchetti dello stesso circuito virtuale seguono lo stesso percorso fisico (attraversano gli stessi switch della communication subnet)

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 27Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Organizzazione DatagramOrganizzazione Datagram

In una organizzazione basata su datagramdatagram, ogni

switch possiede una tabella che elenca i

collegamenti utilizzabili per arrivare a qualunque

altro switch nella communication subnet

In ciascun pacchetto deve essere riportato

l’indirizzo dell’host destinazione, e da tale indirizzo

deve essere possibile ricavare l’indirizzo dello

switch ad esso più vicino

Ciascun pacchetto viaggia indipendentemente

dagli altri (anche quando il livello Network offre un

servizio connection-oriented)

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 28Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Circuiti virtuali e datagram a confrontoCircuiti virtuali e datagram a confrontoCaratteristich

eReti basate su datagrammi

Reti basate su circuito virtuale

Creazione circuito

Non richiesto Richiesto

IndirizzamentoOgni pacchetto contiene gli indirizzi sorgente e destinazione completi

Ogni pacchetto contiene un numero di circuito (VC)

Informazioni di stato

La sottorete non conserva informazioni di stato

Ogni circuito virtuale richiede spazio di tabella nella sottorete

InstradamentoOgni pacchetto è instradato indipendentemente

Percorso scelto alla creazione del circuito: tutti i pacchetti seguono questo circuito

Effetti guasti nei router

Nessuno a parte i pacchetti persi durante il guasto

Tutti i circuiti virtuali che passano attraverso il router guasto vengono terminati

Controllo di congestione

Complesso

Semplice se può essere allocato spazio sufficiente in anticipo per ogni circuito virtuale

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 29Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Lo switching (la commutazione)Lo switching (la commutazione)

Le LAN usano topologie tutte basate sul broadcasting Queste topologie non sono ammissibili sulle reti

estese dove è necessario che una frame sia ricevuta solo dal destinatario

Soluzione Topologia a maglia di nodi interconnessi (switch) Hardware e software capaci di collegare tra loro più

dispositivi connessi fisicamente allo switch ma non tra loro

Una wan è costituita da molti commutatori ai quali si collegano i singoli calcolatori e ne è l’elemento costitutivo fondamentale

L’inserimento di nuovi commutatori garantisce l’estendibilità

Il commutatore trasferisce interi pacchetti da una tratta all’altra

Il collegamento tra commutatori avviene ad alta velocità

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 30Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Instradamento e routing: terminologia e Instradamento e routing: terminologia e reti realireti reali

System (oppure Node, Host, ecc.): generico dispositivo che contiene al suo interno almeno i livelli fisico, data link e network

End System (ES oppure End Node, Data Terminal Equipment, ecc): nodo “edge”, che agisce come mittente e destinatario finale dei dati

Intermediate System (IS oppure Router, ecc.): nodo “core”, che fornisce il transito ai pacchetti tra la sorgente e la destinazione; solitamente non genera dati e non è il destinatario finale dei dati (tranne nel caso di dati di gestione della rete)

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 31Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Commutazione di circuito (circuit Commutazione di circuito (circuit switching)switching)

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Reti di calcolatori

Commutazione di pacchetto (packet Commutazione di pacchetto (packet switching)switching)

Approccio datagram

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Reti di calcolatori

Commutazione di pacchetto (packet Commutazione di pacchetto (packet switching)switching)

Approccio basato sul circuito virtuale

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Reti di calcolatori

Tipi di connessione virtualeTipi di connessione virtuale

PVC (circuito virtuale permanente) : connessione logica fissa tra due host

adatto a chi si connettersi frequentemente e per lunghi

periodi di tempo con un corrispondente fisso

accordo tra cliente e società che i commutatori tengano

sempre nelle tabelle delle entrate per una destinazione

particolare anche quando non c’è traffico

SVC (circuito virtuale commutato) :

connessione logica temporanea tra due host

adatta chi deve comunicare con diversi corrispondenti

tempo necessari per la configurazione

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 35Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Approccio Datagram: Tecnica store and Approccio Datagram: Tecnica store and forward forward

1. I computer in località 1 generano simultaneamente un pacchetto destinato alla località 3

2. I canali I/O del commutatore 1 copiano i pacchetti in memoria ed informano la cpu

3. Questa esamina la destinazione di ciascun pacchetto4. Se il canale verso 3 è libero il pacchetto viene

inoltrato, altrimenti viene posto nella coda associata all’unità che gestisce la trasmissione in quel canale.

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 36Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

INDIRIZZIINDIRIZZI

Ciascun indirizzo è costituito da due parti INDIRIZZO GERARCHICO

La prima identifica il commutatore La seconda un calcolatore ad essa collegato

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 37Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

INSTRADAMENTO (INSTRADAMENTO (ROUTINGROUTING))

I commutatori dispongono soltanto delle informazioni necessarie a individuare un luogo adiacente dove trasferire il pacchetto (next-hop forwarding)

Indipendenza dal mittente I salti non dipendono dalla

provenienza né dal percorso seguito

Per l’instradamento un commutatore può limitarsi ad esaminare la prima parte dell’indirizzo

Tabella di routing

Tabellaswitch

2

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 38Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

TABELLA DI INSTRADAMENTO (routing TABELLA DI INSTRADAMENTO (routing table)table)

Tutti i commutatori debbono mantenere una tabella di instradamento per1. Conoscere il primo salto da fare verso ogni possibile

destinazione2. Portare un pacchetto a destinazione lungo il percorso più breve

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 39Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Instradamento d’ufficio (default routing)Instradamento d’ufficio (default routing)

Per eliminare le duplicazioni si usa un elemento della tabella detto default route

Ce ne può essere al massimo uno per tabella Se il meccanismo di instradamento non trova un

elemento specifico allora usa quello default

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 40Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Costruzione delle tabelleCostruzione delle tabelle Costruzione statica

At boot time Semplice Non impone ritardi alla comunicazione Non flessibile

Costruzione dinamica Aggiornamento automatico attraverso un programma Richiede protocolli addizionali La topologia della rete può dinamicamente cambiare

Possono essere addizionati commutatori Alcuni collegamenti possono interrompersi Il costo di alcuni collegamenti può modificarsi

Aggiornamento dinamico Distribuzione di informazioni relative alla topologia della rete trasferite

tra i nodi Ciascun nodo ricalcola periodicamente il cammino minimo e il next

hop Aggiornamento continuo della routing table

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 41Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Calcolo del cammino minimoCalcolo del cammino minimo

1. Rappresentazione della rete come un grafo2. Algoritmo di Dijkstra

1. Si associa a ciascun arco un peso2. Lunghezza del cammino = somma dei pesi degli archi

che lo costituiscono3. Il cammino minimo non è necessariamente identico a

quello costituito dal minimo numero di archi3. Costruzione della routing table

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 42Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Aggiornamento dinamico: Distance – vector Aggiornamento dinamico: Distance – vector methodmethod

L’informazione topologica è costituita da : La tabella di routing Vettore che contiene la distanza tra il

commutatore e la destinazione specificata dalla tabella lungo il cammino indicato dal salto successivo

Periodicamente il commutatore “broadcast” la propria informazione topologica

Gli altri commutatori aggiornano la propria tabella esaminando ogni elemento del vettore ed aggiornandola se le informazioni fornitegli gli permettono di determinare un cammino più breve

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 43Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Aggiornamento dinamico: Link-status Aggiornamento dinamico: Link-status methodmethod

I commutatori trasmettono periodicamente

informazioni sullo stato dei collegamenti in

cui sono implicati (link-state information)

Ciascun commutatore riaggiorna la propria

routing table

Aggiornando la topologia del proprio nodo

Eseguendo l’algoritmo di Djikstra

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 44Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Confronto tra i metodiConfronto tra i metodi

Vector-distance algorithm

Semplice da implementare

Può avere problemi di convergenza

Used in RIP

Link-state algorithm

Molto più complesso

I commutatori eseguono calcoli indipendenti; cioè

li possono effettuare in parallelo

Used in OSPF

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Reti di calcolatori

Livelli tecnologici ed evoluzione della Livelli tecnologici ed evoluzione della commutazionecommutazione

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Reti di calcolatori

Lo standard a commutazione di pacchetto Lo standard a commutazione di pacchetto X.25X.25

Rete a circuito virtuale obsoleta Recupero di errori ad ogni salto

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 47Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Frame RelayFrame Relay

A commutazione di pacchetto con approccio a circuito virtuale (evoluzione X.25)

Può usare sia PVC che SVC

Standard per interfacciare apparecchiature di rete locale (router, bridge, gateway) a reti per trasmissione di dati;

Privo di recupero di errori e quindi rete con tassi di trasmissione abbastanza elevati

Permette di richiedere la banda necessaria (CIR, Committed Information Rate)

Il CIR è un impegno da parte della rete frame relay a dedicare al VC uno specifico tasso di trasmissione determinato dal CIR

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Reti di calcolatori

ATM: caratteristiche generaliATM: caratteristiche generali

Commutazione di pacchetto (celle) di lunghezza fissa (53 byte) con l’uso di circuiti virtuali (canali)

Le celle di lunghezza fissa facilitano la commuttazione ad alta velocità

Mezzi trasmissivi veloci (purchè con basso tasso di errore)

tipicamente >=150 Mb/s Bassi ritardi idoneo per dati, voce e immagini video Tecnica di trasferimento adatta a realizzare LAN e WAN

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 49Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

IP su ATMIP su ATM

Ciascuna interfaccia del router ha un indirizzo IP ed un indirizzo ATM (indirizzo di LAN)

Il router di ingresso Esamina l’indirizzo di

destinazione e determina l’indirizzo IP del router di uscita

Determina attraverso una tabella l’indirizzo ATM del router di uscita

Passa il datagramma allo strato di collegamento per il trasporto

Lo strato determina il VCI che porta all’indirizzo di destinazione e segmenta il datagramma in celle di lunghezza fissa

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 50Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Lezione 4

Lezione 4

BibliografiaBibliografia

Tanenbaum – Computer Networks 4° ed

diffusa Tanenbaum – Reti di Computer

diffusa Comer – Internet e Reti di

Calcolatori Capitoli 4,5 11 e 12

Comer – Internetworking con TCP/IP diffusa

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 51Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

RS232RS232

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 52Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

QPSK 8-PSKQPSK 8-PSK

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 53Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

16-QAM16-QAM

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 54Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

SISTEMA TELEFONICOSISTEMA TELEFONICO

Local loop

Trunk

Switching

Local loop

Trunk

Switching

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 55Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

ISDN: Integrated Service Digital NetworkISDN: Integrated Service Digital Network

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Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 56Alberto Polzonetti

Reti di calcolatori

Rete Frame RelayRete Frame Relay