FONDAMENTI DI RETI Università degli Studi di Roma La Sapienza Dipartimento INFOCOM Aldo Roveri...

FONDAMENTI DI RETIFONDAMENTI DI RETI

Università degli Studi di Roma “La Sapienza” Dipartimento INFOCOM

Aldo Roveri Lezioni dell’ a.a. 2009-2010

Aldo Roveri Lezioni dell’ a.a. 2009-2010

1

I. ORGANIZZAZIONE FUNZIONALEDI UNA COMUNICAZIONE

I. ORGANIZZAZIONE FUNZIONALEDI UNA COMUNICAZIONE

2Aldo Roveri, “Fondamenti di reti” Univ. di Roma “La Sapienza” - a.a. 2009-2010

Aldo Roveri, “Fondamenti di reti” Univ. di Roma “La Sapienza” - a.a. 2009-2010 3

INDICEINDICE

• I.1 Reti e servizi• I.2 Architetture di comunicazione• I.3 Servizi di rete e modi di trasferimento

• I.1 Reti e servizi• I.2 Architetture di comunicazione• I.3 Servizi di rete e modi di trasferimento

I.1 Reti e serviziI.1 Reti e servizi



CONTENUTICONTENUTI

• I.1.1 I servizi• I.1.2 Struttura di una rete di telecomunicazione• I.1.3 Servizi e sorgenti di informazione• I.1.4 La normativa nelle telecomunicazioni

• I.1.1 I servizi• I.1.2 Struttura di una rete di telecomunicazione• I.1.3 Servizi e sorgenti di informazione• I.1.4 La normativa nelle telecomunicazioni


I.1 RETI E SERVIZII.1 RETI E SERVIZI

• I.1.1: I servizi• I.1.1: I servizi


La comunicazione a distanzaLa comunicazione a distanza

• Una comunicazione a distanza avviene solitamente sulla base di un rapporto di domanda e di offerta.

• Oggetto del rapporto è un servizio di telecomunica-zione.

• Soggetti del rapporto sono:– il cliente del servizio (service customer);– il fornitore del servizio (service provider);– il gestore di rete (network operator).

• Una comunicazione a distanza avviene solitamente sulla base di un rapporto di domanda e di offerta.

• Oggetto del rapporto è un servizio di telecomunica-zione.

• Soggetti del rapporto sono:– il cliente del servizio (service customer);– il fornitore del servizio (service provider);– il gestore di rete (network operator).


Logica del servizio (1/3)Logica del servizio (1/3)

• La fruizione di un servizio comporta il richiamo e l’esecuzione, in un ordine prestabilito, di compo-nenti funzionali, che qualificano il servizio nei suoi vari aspetti e che debbono svolgersi rispettando opportune regole.

• Queste costituiscono la logica del servizio.• Tra le componenti funzionali sono sempre inclusi

un trasferimento e una utilizzazione della informa-zione.

• La fruizione di un servizio comporta il richiamo e l’esecuzione, in un ordine prestabilito, di compo-nenti funzionali, che qualificano il servizio nei suoi vari aspetti e che debbono svolgersi rispettando opportune regole.

• Queste costituiscono la logica del servizio.• Tra le componenti funzionali sono sempre inclusi

un trasferimento e una utilizzazione della informa-zione.



• Il trasferimento deve avvenire da una sorgente ad almeno un collettore tra loro a distanza, ma senza interazione diretta tra queste parti.

• Il trasferimento deve avvenire da una sorgente ad almeno un collettore tra loro a distanza, ma senza interazione diretta tra queste parti.



• L’utilizzazione–deve rispondere alle esigenze applicative degli

utenti posti in comunicazione;–deve includere anche quanto è necessario per

completare l’operazione di trasferimento, e cioè una interazione diretta tra l’origine e la desti-nazione della comunicazione per rendere pos-sibile una fruizione dell’informazione scambiata.

• L’utilizzazione–deve rispondere alle esigenze applicative degli

utenti posti in comunicazione;–deve includere anche quanto è necessario per

completare l’operazione di trasferimento, e cioè una interazione diretta tra l’origine e la desti-nazione della comunicazione per rendere pos-sibile una fruizione dell’informazione scambiata.


Fornitore del servizioFornitore del servizio

• Ha il compito di confezionare la logica del servizio e di rendere questa attivabile secondo forme e moda-lità (ivi compresi gli aspetti di qualità e di costo) definite nei suoi impegni contrattuali con il cliente.

• Per rendere possibile il trasferimento dell’informa-zione tra l’origine e la destinazione della comuni-cazione, deve poter utilizzare le risorse infrastrut-turali rese disponibili dal gestore di rete.

• Ha il compito di confezionare la logica del servizio e di rendere questa attivabile secondo forme e moda-lità (ivi compresi gli aspetti di qualità e di costo) definite nei suoi impegni contrattuali con il cliente.

• Per rendere possibile il trasferimento dell’informa-zione tra l’origine e la destinazione della comuni-cazione, deve poter utilizzare le risorse infrastrut-turali rese disponibili dal gestore di rete.


Rete di telecomunicazione (1/2)Rete di telecomunicazione (1/2)

• E’ la piattaforma su cui è possibile eseguire il programma contenente la logica di ogni servizio supportato.

• E’ la piattaforma su cui è possibile eseguire il programma contenente la logica di ogni servizio supportato.


Rete di telecomunicazione (2/2)Rete di telecomunicazione (2/2)

• Consente quindi di:– trasferire l’informazione a distanza secondo

quanto richiesto nell’espletamento di ogni servizio;

–controllare e gestire le sue parti componenti, in modo che il trasferimento avvenga entro prefissati obiettivi di qualità e di costo;

–assicurare al cliente/utente e al fornitore il controllo e la gestione dei servizi supportati.

• Consente quindi di:– trasferire l’informazione a distanza secondo

quanto richiesto nell’espletamento di ogni servizio;

–controllare e gestire le sue parti componenti, in modo che il trasferimento avvenga entro prefissati obiettivi di qualità e di costo;

–assicurare al cliente/utente e al fornitore il controllo e la gestione dei servizi supportati.


Gestore di reteGestore di rete

• Ha il compito di attivare e mantenere operativi i mezzi tecnici e organizzativi che sono atti ad assicurare il supporto infrastrutturale di servizi di telecomunicazioni per una popolazione di utenti.

• I vincoli da rispettare sono il conseguimento di –una accettabile qualità per ognuno dei servizi

supportati;–un costo di fornitura commisurato al beneficio

ottenibile.

• Ha il compito di attivare e mantenere operativi i mezzi tecnici e organizzativi che sono atti ad assicurare il supporto infrastrutturale di servizi di telecomunicazioni per una popolazione di utenti.

• I vincoli da rispettare sono il conseguimento di –una accettabile qualità per ognuno dei servizi

supportati;–un costo di fornitura commisurato al beneficio

ottenibile.


Fornitura e fruizione dei servizi Fornitura e fruizione dei servizi

• Hanno luogo tramite –una rete come piattaforma di fornitura;–apparecchi terminali (TE- Terminal Equipment),

questi ultimi costituenti il mezzo attraverso cui un utente usufruisce di uno o più servizi di telecomunicazione.

• Hanno luogo tramite –una rete come piattaforma di fornitura;–apparecchi terminali (TE- Terminal Equipment),

questi ultimi costituenti il mezzo attraverso cui un utente usufruisce di uno o più servizi di telecomunicazione.


Servizi di reteServizi di rete

• Forniscono, fondamentalmente, la possibilità di trasferire informazioni tra due punti di accesso alla rete.

• Forniscono, fondamentalmente, la possibilità di trasferire informazioni tra due punti di accesso alla rete.


Servizi applicativiServizi applicativi

• Rispondono alle esigenze applicative degli utenti;• forniscono una possibilità di comunicare in senso

lato, e cioè comprendente oltre agli aspetti di puro trasferimento dell’informazione, anche quelli legati alla relativa utilizzazione.

• Rispondono alle esigenze applicative degli utenti;• forniscono una possibilità di comunicare in senso

lato, e cioè comprendente oltre agli aspetti di puro trasferimento dell’informazione, anche quelli legati alla relativa utilizzazione.



• I.1.2: Struttura di una rete di telecomu-nicazione

• I.1.2: Struttura di una rete di telecomu-nicazione


Topologia della rete (1/2)Topologia della rete (1/2)

• Il modello più semplice e intuitivo di una rete di telecomunicazioni descrive la relativa configurazio-ne geometrica (topologia).

• Elementi componenti di questa sono i rami e i nodi.

• Il modello più semplice e intuitivo di una rete di telecomunicazioni descrive la relativa configurazio-ne geometrica (topologia).

• Elementi componenti di questa sono i rami e i nodi.


Topologia della rete (2/2)Topologia della rete (2/2)

• Un ramo, rappresentato graficamente da un segmento di retta o di curva, costituisce elemento di connessione di due nodi.

• Un nodo è l’estremità comune di due o più rami convergenti nello stesso punto.

• Il significato di queste entità geometriche è diverso a seconda del tipo di operatività che si considera.

• Un ramo, rappresentato graficamente da un segmento di retta o di curva, costituisce elemento di connessione di due nodi.

• Un nodo è l’estremità comune di due o più rami convergenti nello stesso punto.

• Il significato di queste entità geometriche è diverso a seconda del tipo di operatività che si considera.


Le funzioni di una reteLe funzioni di una rete

• Nell’operatività di una rete occorre distinguere le funzioni di natura logica da quelle di natura fisica.

• Entrambe concorrono al trasferimento della infor-mazione tra sorgente e collettore, ma con finalità ben distinte.

• Nell’operatività di una rete occorre distinguere le funzioni di natura logica da quelle di natura fisica.

• Entrambe concorrono al trasferimento della infor-mazione tra sorgente e collettore, ma con finalità ben distinte.


Funzioni logicheFunzioni logiche

• Nel caso delle funzioni di natura logica, l’attenzione è rivolta all’informazione:–come insieme di stati logici aventi significatività

in un processo di comunicazione;–come bene immateriale per il quale è richiesto il

trasferimento da una o più sorgenti a uno o più collettori tutti dislocati in posizioni tra loro remote.

• Nel caso delle funzioni di natura logica, l’attenzione è rivolta all’informazione:–come insieme di stati logici aventi significatività

in un processo di comunicazione;–come bene immateriale per il quale è richiesto il

trasferimento da una o più sorgenti a uno o più collettori tutti dislocati in posizioni tra loro remote.


Funzioni fisicheFunzioni fisiche

• Il trasferimento dell’informazione a distanza (o anche solo la sua memorizzazione in sede locale) richiede in aggiunta lo svolgimento di funzioni di natura fisica.

• Queste consentono di utilizzare i mezzi elettro-magnetici disponibili (a propagazione libera o guidata) provvedendo al trasferimento dei segnali che supportano l’informazione.

• Si tratta quindi delle funzioni di tipo trasmissivo.

• Il trasferimento dell’informazione a distanza (o anche solo la sua memorizzazione in sede locale) richiede in aggiunta lo svolgimento di funzioni di natura fisica.

• Queste consentono di utilizzare i mezzi elettro-magnetici disponibili (a propagazione libera o guidata) provvedendo al trasferimento dei segnali che supportano l’informazione.

• Si tratta quindi delle funzioni di tipo trasmissivo.


Due livelli di reteDue livelli di rete

• In una rete si distinguono due sottoinsiemi di risorse funzionali–quello preposto a svolgere compiti di natura

logica è chiamato rete logica;–quello invece preposto a svolgere compiti di

natura fisica è chiamato rete fisica.

• In una rete si distinguono due sottoinsiemi di risorse funzionali–quello preposto a svolgere compiti di natura

logica è chiamato rete logica;–quello invece preposto a svolgere compiti di

natura fisica è chiamato rete fisica.


Rete logicaRete logica

• La rete logica è quindi un’infrastruttura che consente il trasferimento di informazione da una o più sorgenti a uno o più collettori, tutti dislocati in posizioni tra loro remote.

• E’ la sede di funzioni di natura logica, aventi come fine comune la fornitura di servizi di rete.

• La rete logica è quindi un’infrastruttura che consente il trasferimento di informazione da una o più sorgenti a uno o più collettori, tutti dislocati in posizioni tra loro remote.

• E’ la sede di funzioni di natura logica, aventi come fine comune la fornitura di servizi di rete.


Relazione tra le due reti (1/2)Relazione tra le due reti (1/2)

• Le due reti fisica e logica sono in stretta relazione gerarchica, dato che le funzioni di natura logica debbono utilizzare quelle di natura fisica e queste ultime sono al servizio delle prime.

• Entrambe le funzioni sono preposte al trasferimento e quindi al servizio di quelle di utiliz-zazione.

• Le due reti fisica e logica sono in stretta relazione gerarchica, dato che le funzioni di natura logica debbono utilizzare quelle di natura fisica e queste ultime sono al servizio delle prime.

• Entrambe le funzioni sono preposte al trasferimento e quindi al servizio di quelle di utiliz-zazione.


Relazione tra le due reti (2/2)Relazione tra le due reti (2/2)

• Il rapporto tra rete fisica e rete logica segue il modello di interazione “client-server”, in cui la rete logica agisce come “client” e quella fisica come “server”.

• Il rapporto tra rete fisica e rete logica segue il modello di interazione “client-server”, in cui la rete logica agisce come “client” e quella fisica come “server”.


Topologia della rete logica (1/3)Topologia della rete logica (1/3)

• Un ramo rappresenta il percorso diretto che l’informazione segue per essere trasferita da un’estremità all’altra.

• Un nodo descrive il mezzo di scambio tra due o più rami che ad esso fanno capo.

• Rami e nodi sono coinvolti nella formazione di percorsi di rete.

• Un ramo rappresenta il percorso diretto che l’informazione segue per essere trasferita da un’estremità all’altra.

• Un nodo descrive il mezzo di scambio tra due o più rami che ad esso fanno capo.

• Rami e nodi sono coinvolti nella formazione di percorsi di rete.


Topologia della rete logica (2/3) Topologia della rete logica (2/3)

Apparecchio terminale

Nodo di commutazione

Apparecchio terminale

Nodo di commutazione

aa bb cc


Topologia della rete logica (3/3)Topologia della rete logica (3/3)

• Un ramo è in corrispondenza con gli apparati di rete che svolgono la funzione di multiplazione.

• Un nodo è in corrispondenza con gli apparati di rete che svolgono la funzione di commutazione (commutatori).

• Un ramo è in corrispondenza con gli apparati di rete che svolgono la funzione di multiplazione.

• Un nodo è in corrispondenza con gli apparati di rete che svolgono la funzione di commutazione (commutatori).


Rete fisicaRete fisica

• La rete fisica è l’infrastruttura preposta al trasferimento dei segnali che supportano l’infor-mazione.

• E’ la sede di funzioni di natura fisica, quali sono quelle di tipo trasmissivo.

• E’ l’infrastruttura di base su cui si definisce la rete logica.

• La rete fisica è l’infrastruttura preposta al trasferimento dei segnali che supportano l’infor-mazione.

• E’ la sede di funzioni di natura fisica, quali sono quelle di tipo trasmissivo.

• E’ l’infrastruttura di base su cui si definisce la rete logica.


Topologia della rete fisicaTopologia della rete fisica

• I rami rappresentano le vie per il trasferimento dei segnali e sono in corrispondenza modellistica con i sistemi trasmissivi di linea.

• I nodi rappresentano i punti di trasmissione e/o ricezione dei segnali e sono in corrispondenza modellistica con gli apparati terminali di rice-trasmissione.

• I rami rappresentano le vie per il trasferimento dei segnali e sono in corrispondenza modellistica con i sistemi trasmissivi di linea.

• I nodi rappresentano i punti di trasmissione e/o ricezione dei segnali e sono in corrispondenza modellistica con gli apparati terminali di rice-trasmissione.


Distinzione tra rete logica e rete fisica (1/2)


• Le topologie della rete logica e della rete fisica in generale non coincidono.

• Le topologie della rete logica e della rete fisica in generale non coincidono.




A B C

D

A' B' C'

D'

Nodo fisicoNodo fisico Nodo logicoNodo logico


Sezioni della rete logicaSezioni della rete logica

• Sezione dorsale o interna (rete di trasporto)

• Sezione di accesso (rete di accesso)

• Sezione dorsale o interna (rete di trasporto)

• Sezione di accesso (rete di accesso)


Nodi della rete di trasportoNodi della rete di trasporto

A : Nodi di accesso, T : Nodi di transitoA : Nodi di accesso, T : Nodi di transito

A A

AA

T

T


Rete di trasportoRete di trasporto

• Ha il ruolo di trasferire l’informazione tra nodi di accesso, utilizzando, se necessario, anche nodi di transito.

• E’ la sede di risorse condivise (di trasferimento e di elaborazione).

• E’ supportata da una rete fisica, ove oggi si fa un uso, pressocché esclusivo, delle fibre ottiche.

• Ha il ruolo di trasferire l’informazione tra nodi di accesso, utilizzando, se necessario, anche nodi di transito.

• E’ la sede di risorse condivise (di trasferimento e di elaborazione).

• E’ supportata da una rete fisica, ove oggi si fa un uso, pressocché esclusivo, delle fibre ottiche.


Rete di accessoRete di accesso

• Ha il ruolo di consentire l’accesso alla rete da parte dei suoi utenti.

• Relativamente al suo supporto fisico presenta svariate modalità di realizzazione (fibra, doppino, canale radio) .

• E’ la sede di risorse che in alcuni casi sono indivise e che in altri casi sono condivise.

• Comprende l’interfaccia utente-rete, e cioè il punto di accesso alla rete.

• Ha il ruolo di consentire l’accesso alla rete da parte dei suoi utenti.

• Relativamente al suo supporto fisico presenta svariate modalità di realizzazione (fibra, doppino, canale radio) .

• E’ la sede di risorse che in alcuni casi sono indivise e che in altri casi sono condivise.

• Comprende l’interfaccia utente-rete, e cioè il punto di accesso alla rete.


Rete di accesso con linea di utente individuale

Rete di accesso con linea di utente individuale

ET : terminazione di commutatoreET : terminazione di commutatore

SW : struttura di commutazioneSW : struttura di commutazione

TE : apparecchio terminaleTE : apparecchio terminale

NT : terminazione di reteNT : terminazione di rete

Postazione d’utentePostazione d’utente

Interfacciautente-reteInterfacciautente-rete

Linea d’utenteLinea d’utente

Allacciamento d’utente

Allacciamento d’utente

Commutatore Locale

Commutatore Locale

TETE NTNT ETET SWSW



• I.1.3: Servizi e sorgenti di informazioni• I.1.3: Servizi e sorgenti di informazioni


Nella fornitura/fruizione di un servizio, le informazioni da trasferire sono in generale

–l’informazione di utente

–l’informazione di segnalazione

–l’informazione di gestione

Nella fornitura/fruizione di un servizio, le informazioni da trasferire sono in generale

–l’informazione di utente

–l’informazione di segnalazione

–l’informazione di gestione

Informazioni da trasferireInformazioni da trasferire


Informazione di utente (1/5)Informazione di utente (1/5)

• L'informazione di utente include quanto viene emesso da una sorgente ed e' destinato a uno o più collettori di informazione per le finalità di una particolare applicazione;

• comprende anche quanto viene in generale aggiunto al flusso informativo di sorgente (extra-informazione) per scopi di procedura o di protezione (overhead).

• Lo scambio dell'informazione di utente e' quindi l'obiettivo primario di un servizio di telecomunicazione.

• L'informazione di utente include quanto viene emesso da una sorgente ed e' destinato a uno o più collettori di informazione per le finalità di una particolare applicazione;

• comprende anche quanto viene in generale aggiunto al flusso informativo di sorgente (extra-informazione) per scopi di procedura o di protezione (overhead).

• Lo scambio dell'informazione di utente e' quindi l'obiettivo primario di un servizio di telecomunicazione.



• Costituiscono l'informazione di utente, in alternativa o in unione parziale o totale, le forme codificate di:

– voce– suoni musicali,– dati– testi– immagini fisse o in movimento.

• A parità di natura dell'informazione scambiata, e' la sua forma codificata che pone requisiti al relativo trattamento infrastrutturale.

• Costituiscono l'informazione di utente, in alternativa o in unione parziale o totale, le forme codificate di:

– voce– suoni musicali,– dati– testi– immagini fisse o in movimento.

• A parità di natura dell'informazione scambiata, e' la sua forma codificata che pone requisiti al relativo trattamento infrastrutturale.



• Il mezzo di rappresentazione di uno specifico tipo di informazione è la descrizione di questa tramite la sua forma, a valle di un operazione di codifica con o senza riduzione di ridondanza.

• Ad esempio la voce può essere individuata dal mezzo di rappresentazione descritto dalla Racc. G.711 dell'ITU-T.

• Il mezzo di rappresentazione di uno specifico tipo di informazione è la descrizione di questa tramite la sua forma, a valle di un operazione di codifica con o senza riduzione di ridondanza.

• Ad esempio la voce può essere individuata dal mezzo di rappresentazione descritto dalla Racc. G.711 dell'ITU-T.



• Una comunicazione si dice monomediale quando ha capacità di gestire un solo mezzo di rappresen-tazione;

• si dice invece multimediale quando la capacità di gestione riguarda una pluralità di mezzi di rappresentazione.

• Gli stessi attributi sono utilizzati con riferimento a un servizio o a una applicazione.

• Una comunicazione si dice monomediale quando ha capacità di gestire un solo mezzo di rappresen-tazione;

• si dice invece multimediale quando la capacità di gestione riguarda una pluralità di mezzi di rappresentazione.

• Gli stessi attributi sono utilizzati con riferimento a un servizio o a una applicazione.



• L'informazione di utente può essere scambiata tra due o più utenti o tra utenti e centri di servizio e, nello scambio,

– può essere trattata dall'infrastruttura in modo trasparente;

– può essere elaborata, come accade nei casi di una archiviazione, di una conversione di mezzo di rappresentazione (ad esempio, da testo a voce sintetizzata), di una codifica crittografica svolta all'interno della rete.

• L'informazione di utente può essere scambiata tra due o più utenti o tra utenti e centri di servizio e, nello scambio,

– può essere trattata dall'infrastruttura in modo trasparente;

– può essere elaborata, come accade nei casi di una archiviazione, di una conversione di mezzo di rappresentazione (ad esempio, da testo a voce sintetizzata), di una codifica crittografica svolta all'interno della rete.


Informazione di segnalazione (1/2)Informazione di segnalazione (1/2)

• L'informazione di segnalazione (o di controllo) e' di supporto affinché possa avvenire lo scambio dell'informazione di utente.

• L'informazione di segnalazione (o di controllo) e' di supporto affinché possa avvenire lo scambio dell'informazione di utente.


Informazione di segnalazione (2/2)Informazione di segnalazione (2/2)

• Ha lo scopo di consentire le interazioni tra cliente/utente e fornitore nell'ambito di quanto previsto

– per inizializzare la comunicazione;– per negoziarne le caratteristiche qualitative e

quantitative iniziali; – per modificare tali caratteristiche nel corso della

comunicazione;– per ottenere un arricchimento dei servizi di base con

il coinvolgimento di risorse di elaborazione accessibili nell'ambiente di comunicazione.

• Ha lo scopo di consentire le interazioni tra cliente/utente e fornitore nell'ambito di quanto previsto

– per inizializzare la comunicazione;– per negoziarne le caratteristiche qualitative e

quantitative iniziali; – per modificare tali caratteristiche nel corso della

comunicazione;– per ottenere un arricchimento dei servizi di base con

il coinvolgimento di risorse di elaborazione accessibili nell'ambiente di comunicazione.


Informazione di gestione (1/2)Informazione di gestione (1/2)

• L'informazione di gestione ha lo scopo di consentire il complesso di operazioni necessarie per gestire la fornitura dei servizi e i mezzi necessari allo scopo (ad esempio le risorse preposte al trasferimento delle informazioni di utente e di segnalazione).

• Tra le operazioni sopra citate vanno menzionate quelle connesse all'erogazione del servizio (operazioni di esercizio), al suo mantenimento (operazioni di manuten-zione) e al suo addebito (operazioni di amministrazione).

• L'informazione di gestione ha lo scopo di consentire il complesso di operazioni necessarie per gestire la fornitura dei servizi e i mezzi necessari allo scopo (ad esempio le risorse preposte al trasferimento delle informazioni di utente e di segnalazione).

• Tra le operazioni sopra citate vanno menzionate quelle connesse all'erogazione del servizio (operazioni di esercizio), al suo mantenimento (operazioni di manuten-zione) e al suo addebito (operazioni di amministrazione).


Informazione di gestione (2/2)Informazione di gestione (2/2)

• Per lo svolgimento di tali operazioni deve essere previsto uno scambio di informazioni tra le apparecchiature di rete e quelle terminali.

• Oggetto dello scambio e' l'informazione di gestione, che e' quindi anch'essa di supporto al trattamento infrastrutturale dell'informazione di utente.

• Per lo svolgimento di tali operazioni deve essere previsto uno scambio di informazioni tra le apparecchiature di rete e quelle terminali.

• Oggetto dello scambio e' l'informazione di gestione, che e' quindi anch'essa di supporto al trattamento infrastrutturale dell'informazione di utente.


Trasferimento delle informazioni (1/2)


• Il trasferimento delle informazioni di utente, di segnalazione e di gestione può essere attuato nell'ambito di un'unica infrastruttura.

• Questa e' la soluzione adottata in passato per le reti dedicate a un servizio.

• Il trasferimento delle informazioni di utente, di segnalazione e di gestione può essere attuato nell'ambito di un'unica infrastruttura.

• Questa e' la soluzione adottata in passato per le reti dedicate a un servizio.




• Gli attuali orientamenti verso l'integrazione dei servizi e verso "l'intelligenza" nelle reti sono a favore dell'impiego di infrastrutture separate.

• Per l'informazione di utente si attua allora una rete di trasporto, separata da quella di segnalazione (rete di segnalazione a canale comune) e da quella di gestione (rete di gestione).

• Gli attuali orientamenti verso l'integrazione dei servizi e verso "l'intelligenza" nelle reti sono a favore dell'impiego di infrastrutture separate.

• Per l'informazione di utente si attua allora una rete di trasporto, separata da quella di segnalazione (rete di segnalazione a canale comune) e da quella di gestione (rete di gestione).


Tipi di retiTipi di reti

Nell’ambito di infrastrutture uniche o separate si possono avere varii tipi di reti di telecomunicazioni, distinte in base

– al tipo di utenza servita;– alla mobilità del terminale;– alla loro estensione;– alla gamma dei servizi supportati.

Nell’ambito di infrastrutture uniche o separate si possono avere varii tipi di reti di telecomunicazioni, distinte in base

– al tipo di utenza servita;– alla mobilità del terminale;– alla loro estensione;– alla gamma dei servizi supportati.


Reti in base al tipo di utenzaReti in base al tipo di utenza

• Rete pubblica: se l'accesso e' consentito a chiunque provveda a stabilire un accordo contrattuale con il fornitore di servizi;

• Rete privata: quando gli utenti abilitati all'accesso costituiscono un insieme chiuso con specifiche esigenze di comunicazione, che richiedono accordi tra cliente e fornitore non assimilabili a quelli in ambito pubblico.

• Rete pubblica: se l'accesso e' consentito a chiunque provveda a stabilire un accordo contrattuale con il fornitore di servizi;

• Rete privata: quando gli utenti abilitati all'accesso costituiscono un insieme chiuso con specifiche esigenze di comunicazione, che richiedono accordi tra cliente e fornitore non assimilabili a quelli in ambito pubblico.


Reti in base alla mobilità del terminaleReti in base alla mobilità del terminale

• Rete fissa : se i servizi supportati dalla rete sono accessibili solo da parte di utenti che,

– ogniqualvolta desiderino comunicare, siano in posizione statica;

– che, pur in movimento, rimangano in un intorno relativamente ristretto di un sito di riferimento (abitazione, ambiente di lavoro, ecc.).

• Rete mobile: se invece l'accesso e' consentito ad utenti che sono in movimento senza limitazioni alle loro possibilità di deambulazione (a piedi o su veicoli).

• Rete fissa : se i servizi supportati dalla rete sono accessibili solo da parte di utenti che,

– ogniqualvolta desiderino comunicare, siano in posizione statica;

– che, pur in movimento, rimangano in un intorno relativamente ristretto di un sito di riferimento (abitazione, ambiente di lavoro, ecc.).

• Rete mobile: se invece l'accesso e' consentito ad utenti che sono in movimento senza limitazioni alle loro possibilità di deambulazione (a piedi o su veicoli).


Reti in base alla loro estensioneReti in base alla loro estensione

• Rete in area geografica (Wide Area Network, WAN): quando gli utenti sono distribuiti su un'area molto estesa (una nazione, un continente, l'intero globo terrestre).

• Rete in area locale (Local Area Network, LAN): quando l’area interessata è ristretta ad un singolo edificio o a un complesso di insediamenti entro il raggio di qualche chilometro.

• Rete in area geografica (Wide Area Network, WAN): quando gli utenti sono distribuiti su un'area molto estesa (una nazione, un continente, l'intero globo terrestre).

• Rete in area locale (Local Area Network, LAN): quando l’area interessata è ristretta ad un singolo edificio o a un complesso di insediamenti entro il raggio di qualche chilometro.


Reti in base alla gamma dei servizi supportati (1/2)


• Reti dedicate a un servizio:

– sono state concepite e realizzate in passato per la fornitura di un singolo servizio;

– possono oggi essere utilizzate anche per un insieme ristretto di altri servizi, seppure con limitazioni severe per ciò che concerne la qualità conseguibile;

• esempi significativi di reti di questo tipo sono la rete telefonica e le reti per dati.

• Reti dedicate a un servizio:

– sono state concepite e realizzate in passato per la fornitura di un singolo servizio;

– possono oggi essere utilizzate anche per un insieme ristretto di altri servizi, seppure con limitazioni severe per ciò che concerne la qualità conseguibile;

• esempi significativi di reti di questo tipo sono la rete telefonica e le reti per dati.




• Reti integrate nei servizi:

–costituiscono quanto oggi è reso disponibile in un contesto di servizi in cui l’informazione è trasferita con modalità numeriche;

– il loro obiettivo e' rendere possibile la fornitura di una vasta gamma di servizi di telecomu-nicazione con prestazioni di qualità e di costo decisamente migliori rispetto a quelle ottenibili con le reti dedicate.

• Reti integrate nei servizi:

–costituiscono quanto oggi è reso disponibile in un contesto di servizi in cui l’informazione è trasferita con modalità numeriche;

– il loro obiettivo e' rendere possibile la fornitura di una vasta gamma di servizi di telecomu-nicazione con prestazioni di qualità e di costo decisamente migliori rispetto a quelle ottenibili con le reti dedicate.


Inizializzazione di una comunicazione

Inizializzazione di una comunicazione

• Le modalità da seguire per dare inizio e conclusione a un trasferimento di informazione nell'ambito dell'utiliz-zazione di un particolare servizio di telecomunicazione (inizializzazione di una comunicazione) possono essere su basi:

• chiamata,

• prenotazione,

• permanente.

• Le modalità da seguire per dare inizio e conclusione a un trasferimento di informazione nell'ambito dell'utiliz-zazione di un particolare servizio di telecomunicazione (inizializzazione di una comunicazione) possono essere su basi:

• chiamata,

• prenotazione,

• permanente.


Comunicazionesu base chiamata (1/2)


• In una comunicazione su base chiamata (per brevità, chiamata) si distinguono tre fasi:

– una fase iniziale di richiesta del servizio, – una fase intermedia di utilizzazione, – una fase finale di chiusura.

• In una chiamata è sempre possibile individuare, come attori, almeno due utenti:

– da un lato l'utente chiamante, che presenta la richiesta di fornitura di un servizio,

– dall'altro, l'utente chiamato, con cui il primo desidera stabilire uno scambio di informazione.

• In una comunicazione su base chiamata (per brevità, chiamata) si distinguono tre fasi:

– una fase iniziale di richiesta del servizio, – una fase intermedia di utilizzazione, – una fase finale di chiusura.

• In una chiamata è sempre possibile individuare, come attori, almeno due utenti:

– da un lato l'utente chiamante, che presenta la richiesta di fornitura di un servizio,

– dall'altro, l'utente chiamato, con cui il primo desidera stabilire uno scambio di informazione.




• Il termine "chiamata" viene normalmente utilizzato con riferimento a una interazione utente-rete in cui la rete risponde alla richiesta dell'utente non appena possibile, e cioè con un ritardo contenuto entro quanto consentito dalla tecnologia realizzativa e dalle condizioni di carico della rete.

•

• Il termine "chiamata" viene normalmente utilizzato con riferimento a una interazione utente-rete in cui la rete risponde alla richiesta dell'utente non appena possibile, e cioè con un ritardo contenuto entro quanto consentito dalla tecnologia realizzativa e dalle condizioni di carico della rete.

•


Comunicazione su base prenotazione

Comunicazione su base prenotazione

• Anche in una comunicazione su base prenotazione si ha una organizzazione in fasi del tipo di quella definita per una chiamata, seppure su una diversa scala temporale.

• La comunicazione – inizia a un istante che è stato definito in precedenza

al momento di una prenotazione dell'utente; – termina dopo un tempo che è stato prefissato al

momento della prenotazione ovvero richiesto durante la svolgimento della comunicazione.

• Anche in una comunicazione su base prenotazione si ha una organizzazione in fasi del tipo di quella definita per una chiamata, seppure su una diversa scala temporale.

• La comunicazione – inizia a un istante che è stato definito in precedenza

al momento di una prenotazione dell'utente; – termina dopo un tempo che è stato prefissato al

momento della prenotazione ovvero richiesto durante la svolgimento della comunicazione.


Comunicazionesu base permanente

Comunicazionesu base permanente

• In una comunicazione su base permanente non esiste una organizzazione in fasi.

• Esiste invece un contratto tra cliente e fornitore per la erogazione di un servizio senza vincoli sulla sua durata di fruizione.

• Nell'ambito di tale rapporto la comunicazione può iniziare a un istante qualunque successivo alla stipula del contratto e può continuare, a discrezione dell'utente, fino al termine stabilito contrattualmente.

• In una comunicazione su base permanente non esiste una organizzazione in fasi.

• Esiste invece un contratto tra cliente e fornitore per la erogazione di un servizio senza vincoli sulla sua durata di fruizione.

• Nell'ambito di tale rapporto la comunicazione può iniziare a un istante qualunque successivo alla stipula del contratto e può continuare, a discrezione dell'utente, fino al termine stabilito contrattualmente.



• I.1.4: La normativa nelle telecomunicazioni• I.1.4: La normativa nelle telecomunicazioni


Organismi MondialiOrganismi Mondiali

• International Telecommunication Union (ITU)

• International Standard Organization (ISO)

• International Electrotechnical Commission (IEC)

• International Telecommunication Union (ITU)

• International Standard Organization (ISO)

• International Electrotechnical Commission (IEC)


ITU (1/2)ITU (1/2)

• E’ un’agenzia specializzata delle Nazioni Unite, con sede in Ginevra e con il compito di armonizzare tutte le iniziative mondiali e regionali nel settore delle Telecomunicazioni

• Tiene tre tipi di conferenze amministrative tra cui si menziona:–WARC (World Administrative Radio Conference),

considera e approva tutti i cambiamenti alle regolamentazioni sulle radio comunicazioni con particolare riferimento all’uso dello spettro delle frequenze radio

• E’ un’agenzia specializzata delle Nazioni Unite, con sede in Ginevra e con il compito di armonizzare tutte le iniziative mondiali e regionali nel settore delle Telecomunicazioni

• Tiene tre tipi di conferenze amministrative tra cui si menziona:–WARC (World Administrative Radio Conference),

considera e approva tutti i cambiamenti alle regolamentazioni sulle radio comunicazioni con particolare riferimento all’uso dello spettro delle frequenze radio


ITU (2/2)ITU (2/2)

• Dagli inizi degli anni ‘90 è organizzato in tre settori:

–Sviluppo

–Standardizzazione

–Radiocomunicazioni

• Dagli inizi degli anni ‘90 è organizzato in tre settori:

–Sviluppo

–Standardizzazione

–Radiocomunicazioni


ITU-TS (1/3)ITU-TS (1/3)

• E’ il settore preposto ad attività di standardizzazione• Include le precedenti attività svolte dal CCITT e parte

dell’attività di normativa precedentemente svolta dal CCIR.

• E’ il settore preposto ad attività di standardizzazione• Include le precedenti attività svolte dal CCITT e parte

dell’attività di normativa precedentemente svolta dal CCIR.



• L’ITU-TS è il principale organismo internazionale per la produzione di standard tecnici nel campo delle Telecomunicazioni

• La sua attività è organizzata in Gruppi di Studio (Study Group-SG), che sono costituiti per trattare le cosiddette “Questioni”

• L’ITU-TS è il principale organismo internazionale per la produzione di standard tecnici nel campo delle Telecomunicazioni

• La sua attività è organizzata in Gruppi di Studio (Study Group-SG), che sono costituiti per trattare le cosiddette “Questioni”



• Produce Raccomandazioni: queste hanno carattere volontario, ma costituiscono di fatto un linea-guida fondamentale per le attività dei diversi attori nel mondo delle Telecomunicazioni

• Produce Raccomandazioni: queste hanno carattere volontario, ma costituiscono di fatto un linea-guida fondamentale per le attività dei diversi attori nel mondo delle Telecomunicazioni


ITU-RSITU-RS

• E’ il settore preposto ad attività sulle Radio-comunicazioni.

• Include il resto delle precedenti attività del CCIR e quella del IFBR (International Frequency Registra-tion Board).

• E’ il settore preposto ad attività sulle Radio-comunicazioni.

• Include il resto delle precedenti attività del CCIR e quella del IFBR (International Frequency Registra-tion Board).


ISOISO

• Ente delle Nazioni Unite, creato con l’obiettivo di promuovere lo sviluppo della normativa interna-zionale per facilitare il commercio di beni e servizi nel mondo.

• Relativamente alle Telecomunicazioni e alle aree collegate, opera tramite un comitato tecnico congiunto con l’IEC: Joint Technical Committee on Information Technology (JTC1).

• L’ISO-IEC JTC1 è organizzato in Comitati Tecnici (TC), attualmente oltre 170, e in Sotto-comitati (SC) .

• Ente delle Nazioni Unite, creato con l’obiettivo di promuovere lo sviluppo della normativa interna-zionale per facilitare il commercio di beni e servizi nel mondo.

• Relativamente alle Telecomunicazioni e alle aree collegate, opera tramite un comitato tecnico congiunto con l’IEC: Joint Technical Committee on Information Technology (JTC1).

• L’ISO-IEC JTC1 è organizzato in Comitati Tecnici (TC), attualmente oltre 170, e in Sotto-comitati (SC) .


Organismi europei (1/2)Organismi europei (1/2)

• European Telecommunication Standards Institute (ETSI)– la preparazione degli standard è effettuata da

Comitati Tecnici (TC), che trattano argomenti specifici e che riferiscono all’Assemblea Tecnica (TA)

• European Telecommunication Standards Institute (ETSI)– la preparazione degli standard è effettuata da

Comitati Tecnici (TC), che trattano argomenti specifici e che riferiscono all’Assemblea Tecnica (TA)


Organismi europei (2/2)Organismi europei (2/2)

• CEN (European Committee for Standardization):è l’equivalente dell’ISO in ambito europeo

• CENELEC (European Committe for Electrotechnical Standardization)

prepara standard elettrotecnici di interesse europeo.

• CEN (European Committee for Standardization):è l’equivalente dell’ISO in ambito europeo

• CENELEC (European Committe for Electrotechnical Standardization)

prepara standard elettrotecnici di interesse europeo.


Gruppi di interesseGruppi di interesse

• Sono associazioni tra produttori, gestori e utilizzatori che si occupano di proporre agli organismi preposti la definizione di standard su argomenti specifici per ogni gruppo.

• Ad esempio:– ATM Forum– Frame Relay Forum– NM (Network Management) Forum– ECMA

» associazione tra compagnie che sviluppano, producono e commercializzano componenti H&S e servizi nel campo IT&C

• Sono associazioni tra produttori, gestori e utilizzatori che si occupano di proporre agli organismi preposti la definizione di standard su argomenti specifici per ogni gruppo.

• Ad esempio:– ATM Forum– Frame Relay Forum– NM (Network Management) Forum– ECMA

» associazione tra compagnie che sviluppano, producono e commercializzano componenti H&S e servizi nel campo IT&C


IAB (1/2)IAB (1/2)

• L’Internet Architecture Board (IAB) è l’organizza-zione autonoma che –sovraintende alla organizzazione di Internet;–ne stabilisce le linee generali di funzionamento;–ne approva gli standard.

• L’Internet Architecture Board (IAB) è l’organizza-zione autonoma che –sovraintende alla organizzazione di Internet;–ne stabilisce le linee generali di funzionamento;–ne approva gli standard.


IAB (2/2)IAB (2/2)

• L’IAB controlla due organismi:– l’Internet Engineering Task Force (IETF), che ha il

compito di definire le modalità operative (protocolli e regole di funzionamento) di Internet nel breve-medio termine e che, per questo scopo è suddivisa in Gruppi di Lavoro preposti a argomenti specifici;

– l’Internet Research Task Force (IRTF), che ha il compito di occuparsi degli sviluppi di Internet a lungo termine.

• L’IAB controlla due organismi:– l’Internet Engineering Task Force (IETF), che ha il

compito di definire le modalità operative (protocolli e regole di funzionamento) di Internet nel breve-medio termine e che, per questo scopo è suddivisa in Gruppi di Lavoro preposti a argomenti specifici;

– l’Internet Research Task Force (IRTF), che ha il compito di occuparsi degli sviluppi di Internet a lungo termine.


RFCRFC

• In Internet, i documenti che descrivono gli standard sono denominati Request For Comments (RFC) in accordo alla denominazione originaria secondo cui, di fronte a un problema, si chiedeva a chiunque fosse interessato di proporre soluzioni.

• In Internet, i documenti che descrivono gli standard sono denominati Request For Comments (RFC) in accordo alla denominazione originaria secondo cui, di fronte a un problema, si chiedeva a chiunque fosse interessato di proporre soluzioni.

I.2 Architetture di comunicazione I.2 Architetture di comunicazione



CONTENUTICONTENUTI

• I.2.1: Architettura a strati e relativi elementi componenti• I.2.2: Modelli di trattamento dell’informazione• I.2.1: Architettura a strati e relativi elementi componenti• I.2.2: Modelli di trattamento dell’informazione


I.2 ARCHITETTURE DI COMUNICAZIONEI.2 ARCHITETTURE DI COMUNICAZIONE

I.2.1: Architettura a strati e relativi elementi componenti

I.2.1: Architettura a strati e relativi elementi componenti


Esigenza di modelli funzionali (1/2)


Per progettare e per gestire processi di comunicazione si è dimostrata indispensabile la di-sponibilità di una descrizione astratta delle moda-lità di comunicazione tra due o più parti in posizioni tra loro remote e attraverso una infra-struttura di rete.

Per progettare e per gestire processi di comunicazione si è dimostrata indispensabile la di-sponibilità di una descrizione astratta delle moda-lità di comunicazione tra due o più parti in posizioni tra loro remote e attraverso una infra-struttura di rete.




• Questa descrizione è un modello funzionale che è di riferimento per un rappresentazione dello ambiente di comunicazione.

• L’identificazione del modello si svolge in vari passi logici.

• Il risultato è l’architettura della comunicazione;

• Elemento distintivo di questa è la presenza costante di interazioni tra due o più parti.

• Questa descrizione è un modello funzionale che è di riferimento per un rappresentazione dello ambiente di comunicazione.

• L’identificazione del modello si svolge in vari passi logici.

• Il risultato è l’architettura della comunicazione;

• Elemento distintivo di questa è la presenza costante di interazioni tra due o più parti.


Protocolli di comunicazione Protocolli di comunicazione

• Le regole di interazione sono i protocolli di comunicazione;

• elementi costituenti sono:– la semantica: insieme dei comandi, delle azioni

conseguenti e delle risposte attribuibili alle parti;– la sintassi: struttura dei comandi e delle ri-

sposte;– la temporizzazione: sequenze temporali di

emissione dei comandi e delle risposte.

• Le regole di interazione sono i protocolli di comunicazione;

• elementi costituenti sono:– la semantica: insieme dei comandi, delle azioni

conseguenti e delle risposte attribuibili alle parti;– la sintassi: struttura dei comandi e delle ri-

sposte;– la temporizzazione: sequenze temporali di

emissione dei comandi e delle risposte.


La stratificazione (1/3)La stratificazione (1/3)

• Supponiamo che l’insieme delle funzioni da svolgere per consentire l’evoluzione di un processo di comunicazione sia–partizionato in sottoinsiemi funzionali; –organizzato in modo che questi sottoinsiemi

funzionali operino in un ordine gerarchico.

• Coerentemente con queste ipotesi, ogni sotto-insieme è identificato da un numero crescente al crescere del livello gerarchico.

• Supponiamo che l’insieme delle funzioni da svolgere per consentire l’evoluzione di un processo di comunicazione sia–partizionato in sottoinsiemi funzionali; –organizzato in modo che questi sottoinsiemi

funzionali operino in un ordine gerarchico.

• Coerentemente con queste ipotesi, ogni sotto-insieme è identificato da un numero crescente al crescere del livello gerarchico.



• La partizione e l’organizzazione di sono effettuate in modo che ciascun sottoinsieme funzionale

– interagisce solo con i sottoinsiemi che gli sono gerarchicamente “adiacenti”;

– si comporta nei confronti di questi secondo il principio del “valore aggiunto”;

– svolge le sue funzioni con modalità indipendenti dagli analoghi svolgimenti negli altri sotto-insiemi.

• Il soddisfacimento di queste ipotesi significa applicare il principio della stratificazione ad un ambiente di comunicazione.

• La partizione e l’organizzazione di sono effettuate in modo che ciascun sottoinsieme funzionale

– interagisce solo con i sottoinsiemi che gli sono gerarchicamente “adiacenti”;

– si comporta nei confronti di questi secondo il principio del “valore aggiunto”;

– svolge le sue funzioni con modalità indipendenti dagli analoghi svolgimenti negli altri sotto-insiemi.

• Il soddisfacimento di queste ipotesi significa applicare il principio della stratificazione ad un ambiente di comunicazione.



• Secondo questo principio ogni sottoinsieme funzionale– riceve “servizio” dal sottoinsieme che gli è

immediatamente inferiore nell’ordine gerarchico;–arricchisce questo “servizio” con il valore

derivante dallo svolgimento delle proprie funzioni;

–offre il nuovo “servizio” a valore aggiunto al sottoinsieme che gli è immediatamente superiore nell’ordine gerarchico.

• Secondo questo principio ogni sottoinsieme funzionale– riceve “servizio” dal sottoinsieme che gli è

immediatamente inferiore nell’ordine gerarchico;–arricchisce questo “servizio” con il valore

derivante dallo svolgimento delle proprie funzioni;

–offre il nuovo “servizio” a valore aggiunto al sottoinsieme che gli è immediatamente superiore nell’ordine gerarchico.


Elementi di base Elementi di base

Processi applicativi

SistemaA

SistemaB

SistemaC

Mezzi trasmissivi


Definizione di strato Definizione di strato

SistemaA

SistemaBStrato

più elevato

Strato di rango N

Stratopiù basso

Mezzi trasmissivi

Sottosistemi omologhi


Servizio di strato Servizio di strato

• Ogni strato di rango N fornisce un servizio allo strato di rango N+1.

• Per questo scopo utilizza il servizio fornito dallo strato di rango N-1.

• Arricchisce tale servizio con lo svolgimento di un particolare sottoinsieme delle proprie funzioni .

• Ogni strato di rango N fornisce un servizio allo strato di rango N+1.

• Per questo scopo utilizza il servizio fornito dallo strato di rango N-1.

• Arricchisce tale servizio con lo svolgimento di un particolare sottoinsieme delle proprie funzioni .


Punto di accesso al servizio

Punto di accesso al servizio

(N+1)-entità

(N)-entità

(N)-SAP

(N)-entità

(N+1)-strato

(N)-strato

(N)-utente (N)-utente

(N+1)-entità

(N)-SAP(N)-interfaccia

(N)- fornitore


Primitive di servizioPrimitive di servizio

(N+1)-entità

(N)-entità (N)-entità

(N)-fornitore

(N+1)-strato

(N)-strato


(N+1)-entità

(N)-protocollo

Ric

hie

sta

Co

nfe

rma

Ind

icaz

ion

e

Ris

po

st a(N)-SAP (N)-SAP


Protocollo di strato Protocollo di strato

Sistema A

(N+1)-Servizio

(N+1)-SAP

(N+1)-Entità

(N)-SAP

(N)-Servizio

(N)-Entità

(N-1)-SAP

(N+1)-Servizio

(N+1)-SAP

(N+1)-Entità

(N)-SAP

(N)-Servizio

(N)-Entità

(N-1)-SAP

(N+1)-Protocollo

(N)-Protocollo

(N-1)-Strato

(N)-Strato

(N+1)-Strato

Sistema B


Sistemi terminali e intermedi

Sistemi terminali e intermedi

1

2

3

4

5

6

7

Sistema terminale

Sistema terminale

Sistema intermedio


I.2 ARCHITETTURE DI COMUNICAZIONEI.2 ARCHITETTURE DI COMUNICAZIONE

I.2.2: Modelli di trattamento dell’informazione

I.2.2: Modelli di trattamento dell’informazione


Trattamento insistemi interconnessi

Trattamento insistemi interconnessi

Sistema intermedio

Processo di origine

Processo di destinazione

Sistema terminale emittente

Sistema terminale ricevente


Comunicazioni di strato Comunicazioni di strato

(N+1)-entità

(N)-entità

(N)-SAP

(N)-entità

(N)-fornitore

(N+1)-strato

(N)-strato


(N+1)-entità

(N)-SAP


Flussi informativiFlussi informativi

sorgente

Sistema intermedio

collettore

Sistema terminale

Sistema terminale

Flussi intra-strato

Flu

ss

o in

ter-

st r

ato

Flu

ss

o in

ter-

st r

ato

entità di strato


Gestione dei protocolli Gestione dei protocolli

Sistema intermedio

Sistema terminale

Sistema terminale

Pila protocollare gestitada estremo a estremo

Pile protocollari gestitesezione per sezione


Rigenerazione e conversione

Rigenerazione e conversione

3-1

2-1

1-1

3-1

2-1

1-1

3-1

2-1

1-1

3-2

2-2

1-2

P 3-1

P 2-1

P 1-1

P 3-1

P 2-1

P 1-1

P 3-1

P 2-1

P 1-1

P 3-2

P 2-2

P 1-2

Sistema intermedio

Sistema intermedio

Rigenerazione

Conversione


Modi di servizioModi di servizio

• Un servizio di strato può essere fruito dalle parti interessate con o senza una loro intesa preliminare;–nel caso in cui l'intesa sussista si parla di

servizio con connessione (connection oriented), facendo riferimento con questo termine a un legame, almeno logico e in alcuni casi anche fisico, che viene stabilito tra le parti in comunicazione;

–nel caso contrario si tratta di un servizio senza connessione (connection less).

• Un servizio di strato può essere fruito dalle parti interessate con o senza una loro intesa preliminare;–nel caso in cui l'intesa sussista si parla di

servizio con connessione (connection oriented), facendo riferimento con questo termine a un legame, almeno logico e in alcuni casi anche fisico, che viene stabilito tra le parti in comunicazione;

–nel caso contrario si tratta di un servizio senza connessione (connection less).


Servizio con connessione Servizio con connessione

• Un servizio di strato con connessione ha alcune caratteristiche distintive:–una strutturazione in tre fasi temporali;–un accordo tra tre parti;–una negoziazione dei parametri di trasferimento;–un uso di indirizzamento con identificatori di

connessione;–un legame logico tra i segmenti informativi

scambiati.

• Un servizio di strato con connessione ha alcune caratteristiche distintive:–una strutturazione in tre fasi temporali;–un accordo tra tre parti;–una negoziazione dei parametri di trasferimento;–un uso di indirizzamento con identificatori di

connessione;–un legame logico tra i segmenti informativi

scambiati.


Servizio senza connessione Servizio senza connessione

• Le caratteristiche distintive di un servizio di strato senza connessione, sono:–una sola fase temporale;- un accordo tra solo due parti;- un’assenza di negoziazione;- un uso di indirizzi per l’origine e la destinazione;- una indipendenza e autoconsistenza dei segmen-

ti informativi scambiati.

• Le caratteristiche distintive di un servizio di strato senza connessione, sono:–una sola fase temporale;- un accordo tra solo due parti;- un’assenza di negoziazione;- un uso di indirizzi per l’origine e la destinazione;- una indipendenza e autoconsistenza dei segmen-

ti informativi scambiati.


Strutturazione dell’informazione

Strutturazione dell’informazione

• Indipendentemente dalla loro natura, le informazioni scambiate nell'ambito di una architettura di comunicazione sono strutturate in unità informative (UI), e cioè in segmenti di informazione per i quali vengono precisati il formato e la finalità.

• Indipendentemente dalla loro natura, le informazioni scambiate nell'ambito di una architettura di comunicazione sono strutturate in unità informative (UI), e cioè in segmenti di informazione per i quali vengono precisati il formato e la finalità.


Flusso intra-strato (1/2)Flusso intra-strato (1/2)

(N)-SDU

(N)-PDU

(N)-PCI

(N+1)-PDU

(N)-SAP (N+1)-Strato

(N)-Strato


Flusso intra-strato (2/2)Flusso intra-strato (2/2)

P1

P2

P3

P4

SDU

SDU

SDU

SDU

SDU

SDU

SDU

SDU

P1

P1

P1P2

P1P2

P3 P1P2

P3 P1P2

P1

P2

P3

P4

Sistema emittente Sistema ricevente

(N)-strato

(N-1)-strato

(N-2)-strato

(N+1)-strato

Inc a

psu

lam

ento

Dec

apsu

lam

ento

P1

P2

P3

P4

SDU

SDU

SDU

SDU

SDU

SDU

SDU

SDU

P1

P1

P1P2

P1P2

P3 P1P2

P3 P1P2

P1

P2

P3

P4


Connessione di strato

Connessione di strato

Sistema A

(N+1)-Servizio

(N+1)-SAP

(N+1)-Entità

(N)-SAP

(N)-Servizio

(N+1)-Servizio

(N+1)-SAP

(N+1)-Entità

(N)-SAP

(N)-Servizio

(N)-Connessione

(N-1)-Strato

(N)-Strato

(N+1)-Strato

Sistema B


Corrispondenze tra connessioni (1/2)


emettitore ricevitore

Multiplazionenell’(N)-strato

Demultiplazionenell’(N)-strato




emettitore ricevitore

Suddivisionenell’(N)-strato

Riunificazionenell’(N)-strato


L’architettura OSI L’architettura OSI

Strato diApplicazione

Strato diPresentazione

Strato diSessione

Strato diTrasporto

Strato diRete

Strato diCollegamento

Strato Fisico

Mezzi trasmissivi

Protocollo di Applicazione

Protocollo di Presentazione

Protocollo di Sessione

Protocollo di Trasporto

Protocollo di Rete

Protocollo di Collegamento

Protocollo di Strato Fisico

Strato diApplicazione

Strato diPresentazione

Strato diSessione

Strato diTrasporto

Strato diRete

Strato diCollegamento

Strato Fisico


Confronto dei modelli OSI e Internet

Confronto dei modelli OSI e Internet

Modello OSI Modello INTERNET

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Collegamento

Fisico

Applicativo

Da Estremoa Estremo

Internet

Accessodi rete


Pile protocollari Pile protocollari

Apparecchioterminale

Apparecchioterminale

Protocolli di utilizzazioneStrati di

utilizzazione

Strati di trasferimento

Retedi accesso

Retedi trasporto

Retedi accesso

Bo

rdo

di

rete

Bo

rdo

di

rete





Strati di utilizzazione

Nodo diaccesso

Nododi transito

Nodo diaccesso

Protocollidi accesso

Protocollidi transito

Protocollidi accesso

I.3 Servizi di rete e modi di trasferimento I.3 Servizi di rete e modi di trasferimento



CONTENUTICONTENUTI

• I.3.1: Obiettivi prestazionali• I.3.2: Componenti di un modo di trasferimento• I.3.3: Ritardi nel trasferimento a pacchetto• I.3.4: Interconnessione di sotto-reti

• I.3.1: Obiettivi prestazionali• I.3.2: Componenti di un modo di trasferimento• I.3.3: Ritardi nel trasferimento a pacchetto• I.3.4: Interconnessione di sotto-reti


I.3 SERVIZI DI RETE E MODI DI TRASFERIMENTO


I.3.1: Obiettivi prestazionaliI.3.1: Obiettivi prestazionali


Concetti generaliConcetti generali

• Le caratteristiche e le prestazioni di un servizio di rete debbono essere adattate a quelle richieste nella fornitura del servizio applicativo, che fruisce di quanto messo a disposizione dal servizio di rete.

• La base per la fornitura di un servizio di rete è un modo di trasferimento, e cioè la modalità operativa per trasferire informazione, attraverso la rete logica, a partire da una sorgente (origine della comunicazione) per pervenire a un destinatario.

• Le caratteristiche e le prestazioni di un servizio di rete debbono essere adattate a quelle richieste nella fornitura del servizio applicativo, che fruisce di quanto messo a disposizione dal servizio di rete.

• La base per la fornitura di un servizio di rete è un modo di trasferimento, e cioè la modalità operativa per trasferire informazione, attraverso la rete logica, a partire da una sorgente (origine della comunicazione) per pervenire a un destinatario.


Sorgenti informative (1/4)Sorgenti informative (1/4)

• Una sorgente informativa, a seconda della sua natura, può emettere un segnale che può essere in forma–analogica (è il caso della voce);–numerica (è il caso dei dati).

• Nel seguito, in aderenza con le modalità oggi prevalentemente adottate (per ragioni tecnico-economiche), si supporrà che le emissioni in forma analogica siano sottoposte a una conversione analogico/numerica prima di procedere a una operazione di trasferimento.

• Una sorgente informativa, a seconda della sua natura, può emettere un segnale che può essere in forma–analogica (è il caso della voce);–numerica (è il caso dei dati).

• Nel seguito, in aderenza con le modalità oggi prevalentemente adottate (per ragioni tecnico-economiche), si supporrà che le emissioni in forma analogica siano sottoposte a una conversione analogico/numerica prima di procedere a una operazione di trasferimento.



• Conseguentemente, ipotesi costante sarà che le sorgenti informative emettano (direttamente o indirettamente) in forma numerica.

• Se l’utilizzazione dell’informazione trasferita deve essere in forma analogica, a destinazione occorre procedere ad una conversione numerica/analogica.

• Conseguentemente, ipotesi costante sarà che le sorgenti informative emettano (direttamente o indirettamente) in forma numerica.

• Se l’utilizzazione dell’informazione trasferita deve essere in forma analogica, a destinazione occorre procedere ad una conversione numerica/analogica.



• Il flusso informativo emesso da una sorgente (direttamente o indirettamente) è caratterizzabile con il suo ritmo binario di picco Rp, e cioè con il numero massimo di cifre binarie che sono emesse nell’unità di tempo.

• Questo ritmo può esserecostante, come avviene nel caso di sorgenti

CBR (Constant Bit Rate);variabile, come avviene nel caso di sorgenti VBR

(Variable Bit Rate).

• Il flusso informativo emesso da una sorgente (direttamente o indirettamente) è caratterizzabile con il suo ritmo binario di picco Rp, e cioè con il numero massimo di cifre binarie che sono emesse nell’unità di tempo.

• Questo ritmo può esserecostante, come avviene nel caso di sorgenti

CBR (Constant Bit Rate);variabile, come avviene nel caso di sorgenti VBR

(Variable Bit Rate).



• Nelle sorgenti VBR il ritmo binario emesso assume valori, che sono caratterizzabili solo in termini statistici.

• Una loro caratterizzazione completa richiederebbe quindi la determinazione dei momenti di qualunque ordine del ritmo emesso;

• normalmente, per ovvii motivi di semplificazione, si preferisce limitare la caratterizzazione alla precisazione del

– ritmo binario medio Rm (momento del 1° ordine);– grado di intermittenza B, definito da

• Nelle sorgenti VBR il ritmo binario emesso assume valori, che sono caratterizzabili solo in termini statistici.

• Una loro caratterizzazione completa richiederebbe quindi la determinazione dei momenti di qualunque ordine del ritmo emesso;

• normalmente, per ovvii motivi di semplificazione, si preferisce limitare la caratterizzazione alla precisazione del

– ritmo binario medio Rm (momento del 1° ordine);– grado di intermittenza B, definito da

p

m

RB

R.


Flussi informativi (1/4)Flussi informativi (1/4)

• Nel trasferimento l’informazione è organizzata sotto forma di stringhe di cifre binarie.

• Queste stringhe possono essere sostanzialmente di due tipi, a seconda della loro appartenenza a:–un flusso intermittente, che è organizzato a

messaggi (message type);–un flusso continuo (senza soluzione di

continuità), che si presenta sotto forma di un getto ininterrotto (stream type) di cifre binarie.

• Nel trasferimento l’informazione è organizzata sotto forma di stringhe di cifre binarie.

• Queste stringhe possono essere sostanzialmente di due tipi, a seconda della loro appartenenza a:–un flusso intermittente, che è organizzato a

messaggi (message type);–un flusso continuo (senza soluzione di

continuità), che si presenta sotto forma di un getto ininterrotto (stream type) di cifre binarie.



• Circa l’organizzazione del flusso informativo emesso da una sorgente, ogni stringa di cifre binarie (sequenza di cifre binarie consecutive) che lo compongono può essere trasferita, in alternativa, senza alcuna informazione aggiuntiva; con informazione aggiuntiva.

• Circa l’organizzazione del flusso informativo emesso da una sorgente, ogni stringa di cifre binarie (sequenza di cifre binarie consecutive) che lo compongono può essere trasferita, in alternativa, senza alcuna informazione aggiuntiva; con informazione aggiuntiva.



• Nel secondo caso (presenza di informazione aggiuntiva), il trasferimento opera su unità informative (UI), che comprendono un testo e una intestazione, come in Figura I.3.1 :

o il testo è il contenitore (parziale o totale) della stringa da trasferire;

o l’intestazione è sede delle informazioni protocollari da associare alla stringa e, in particolare, delle informazioni di indirizzo a cui la stringa deve essere recapitata.

• Nel secondo caso (presenza di informazione aggiuntiva), il trasferimento opera su unità informative (UI), che comprendono un testo e una intestazione, come in Figura I.3.1 :

o il testo è il contenitore (parziale o totale) della stringa da trasferire;

o l’intestazione è sede delle informazioni protocollari da associare alla stringa e, in particolare, delle informazioni di indirizzo a cui la stringa deve essere recapitata.



Intestazione Testo

UI

Figura I.3.1


Caratterizzazione di un elemento di reteCaratterizzazione di un elemento di rete

• Facciamo riferimento ad un elemento di rete, che è preposto a trasferire un flusso di cifre binarie.

• Per caratterizzare la domanda di utilizzazione di questo elemento e la relativa risposta, si possono definire:

un carico medio (mean load); una capacità di trasferimento (transfer capacity); una portata media (throughput); un rendimento di utilizzazione.

• Dato che l’utilizzazione dell’elemento comporta ritardi di trasferimento, definiamo anche questi ritardi e precisiamo quali sono le loro componenti.

• Facciamo riferimento ad un elemento di rete, che è preposto a trasferire un flusso di cifre binarie.

• Per caratterizzare la domanda di utilizzazione di questo elemento e la relativa risposta, si possono definire:

un carico medio (mean load); una capacità di trasferimento (transfer capacity); una portata media (throughput); un rendimento di utilizzazione.

• Dato che l’utilizzazione dell’elemento comporta ritardi di trasferimento, definiamo anche questi ritardi e precisiamo quali sono le loro componenti.


Carico medioCarico medio

• Il carico medio g di un elemento di rete è il numero medio (a lungo termine) di cifre binarie (bit) che l’elemento dovrebbe trasferire nell’unità di tempo per soddisfare la domanda di utilizzazione.

• Il carico medio g di un elemento di rete è il numero medio (a lungo termine) di cifre binarie (bit) che l’elemento dovrebbe trasferire nell’unità di tempo per soddisfare la domanda di utilizzazione.


Capacità di trasferimento Capacità di trasferimento

• Alla domanda rappresentata dal carico l’elemento di rete risponde entro quanto consentito dalla sua capacità di trasferimento C.

• Tale capacità è il numero massimo di cifre binarie che l’elemento di rete è in grado di trasferire nell’unità di tempo:

– riguarda esclusivamente la potenzialità dell’elemento a svolgere i compiti che gli sono propri;

– è quindi il “dato di targa” che qualifica la risorsa.

• Alla domanda rappresentata dal carico l’elemento di rete risponde entro quanto consentito dalla sua capacità di trasferimento C.

• Tale capacità è il numero massimo di cifre binarie che l’elemento di rete è in grado di trasferire nell’unità di tempo:

– riguarda esclusivamente la potenzialità dell’elemento a svolgere i compiti che gli sono propri;

– è quindi il “dato di targa” che qualifica la risorsa.


Portata mediaPortata media

• La risposta di un elemento di rete al carico che lo interessa a seguito delle richieste di utilizzazione che gli sono presentate è costituita dalla portata media.

• La portata media s di un elemento di rete è il numero medio (a lungo termine) di cifre binarie che l’elemento trasferisce nell’unità di tempo.

• E’ ovviamente non superiore alla capacità

s ≤ C.

• La risposta di un elemento di rete al carico che lo interessa a seguito delle richieste di utilizzazione che gli sono presentate è costituita dalla portata media.

• La portata media s di un elemento di rete è il numero medio (a lungo termine) di cifre binarie che l’elemento trasferisce nell’unità di tempo.

• E’ ovviamente non superiore alla capacità

s ≤ C.


Rendimento di utilizzazione (1/2)Rendimento di utilizzazione (1/2)

• Il rendimento di utilizzazione U di un elemento di rete è definito dal rapporto tra la portata media e la capacità di trasferimento dell’elemento

U s / C.

• Esprime quindi la quota parte media del tempo in cui l’elemento è utilizzato in base alla domanda esistente.

• Il rendimento di utilizzazione U di un elemento di rete è definito dal rapporto tra la portata media e la capacità di trasferimento dell’elemento

U s / C.

• Esprime quindi la quota parte media del tempo in cui l’elemento è utilizzato in base alla domanda esistente.


Rendimento di utilizzazione (2/2)Rendimento di utilizzazione (2/2)

• Il rendimento di utilizzazione U è quindi una qualificazione della “efficienza” di utilizzazione dell’elemento di rete.

• L’obiettivo prestazionale è assicurare, per ogni elemento e, ove possibile, un elevato rendimento di utilizzazione.

• Ciò corrisponde all’esigenza economica di– limitare la quantità o la qualità delle risorse da

rendere disponibili;– affrontare quindi un costo adeguato al beneficio

ottenibile.

• Il rendimento di utilizzazione U è quindi una qualificazione della “efficienza” di utilizzazione dell’elemento di rete.

• L’obiettivo prestazionale è assicurare, per ogni elemento e, ove possibile, un elevato rendimento di utilizzazione.

• Ciò corrisponde all’esigenza economica di– limitare la quantità o la qualità delle risorse da

rendere disponibili;– affrontare quindi un costo adeguato al beneficio

ottenibile.


Ritardo di trasferimento (1/4)Ritardo di trasferimento (1/4)

• Il ritardo di trasferimento di un flusso informativo attraverso un elemento di rete può essere definito distinguendo tra flussi intermittenti e flussi continui.

• In un flusso intermittente, tale ritardo è riferito ad un messaggio che compone il flusso ed è l’intervallo di tempo che intercorre tra l’emissione del primo bit del messaggio da parte dell’origine dell’elemento di rete e la ricezione dell’ultimo bit del messaggio da parte della destinazione; tale definizione è illustrata in Figura I.3.2.

• Il ritardo di trasferimento di un flusso informativo attraverso un elemento di rete può essere definito distinguendo tra flussi intermittenti e flussi continui.

• In un flusso intermittente, tale ritardo è riferito ad un messaggio che compone il flusso ed è l’intervallo di tempo che intercorre tra l’emissione del primo bit del messaggio da parte dell’origine dell’elemento di rete e la ricezione dell’ultimo bit del messaggio da parte della destinazione; tale definizione è illustrata in Figura I.3.2.



inizio dell’emissione

ricezione a destinazione

Messaggio

Ritardo di trasferimento

emissione all’origine

TEMPI

conclusione della ricezione

Messaggio

Figura I.3.2



• Nel caso di flusso continuo, il ritardo di trasferimento è invece riferito a ogni cifra binaria entrante nell’elemento di rete ed è l’intervallo di tempo che intercorre tra l’istante in cui un dato bit entra nell’elemento di rete e l’istante in cui lo stesso bit ne esce.

• Nel caso di flusso continuo, il ritardo di trasferimento è invece riferito a ogni cifra binaria entrante nell’elemento di rete ed è l’intervallo di tempo che intercorre tra l’istante in cui un dato bit entra nell’elemento di rete e l’istante in cui lo stesso bit ne esce.



• Concorrono in generale al suo valore le seguenti quattro componenti additive:

– il ritardo di propagazione;– il ritardo di trasmissione;– il ritardo di elaborazione;– il ritardo di accodamento.

• Alcune di queste componenti possono mancare o essere trascurabili.

• I ritardi di propagazione e di trasmissione dipendono dalle caratteristiche del mezzo di trasferimento utilizzato nell’elemento di rete.

• Concorrono in generale al suo valore le seguenti quattro componenti additive:

– il ritardo di propagazione;– il ritardo di trasmissione;– il ritardo di elaborazione;– il ritardo di accodamento.

• Alcune di queste componenti possono mancare o essere trascurabili.

• I ritardi di propagazione e di trasmissione dipendono dalle caratteristiche del mezzo di trasferimento utilizzato nell’elemento di rete.


Ritardo di propagazioneRitardo di propagazione

• E’ l’intervallo di tempo Δ che intercorre tra l’emissione di un bit all’origine e la sua ricezione a destinazione.

• Dipende unicamente – dalla velocità di propagazione vp delle perturbazioni

elettromagnetiche sul mezzo di trasferimento;– dalla distanza d tra l’origine e la destinazione su questo

mezzo

• Ad esempio su un mezzo a propagazione guidata il ritardo di propagazione è di circa 4 s/km, mentre nel caso di propagazione libera tale ritardo è uguale a 3,3 s/km.

• E’ l’intervallo di tempo Δ che intercorre tra l’emissione di un bit all’origine e la sua ricezione a destinazione.

• Dipende unicamente – dalla velocità di propagazione vp delle perturbazioni

elettromagnetiche sul mezzo di trasferimento;– dalla distanza d tra l’origine e la destinazione su questo

mezzo

• Ad esempio su un mezzo a propagazione guidata il ritardo di propagazione è di circa 4 s/km, mentre nel caso di propagazione libera tale ritardo è uguale a 3,3 s/km.

.pv

d


Ritardo di trasmissione (1/3)Ritardo di trasmissione (1/3)

• È riferito a una emissione, sia intermittente che continua, e riguarda una stringa di cifre binarie, ad es. una UI, emessa da un trasmettitore ad una estremità di un elemento di rete.

• Nel caso in cui il riferimento sia ad una UI, il ritardo di trasmissione è l’intervallo di tempo Tt tra la trasmissione del primo bit della UI e la trasmissione dell’ultimo bit da parte di un unità emittente ad una estremità dell’elemento di rete; la definizione è illustrata in Figura I.3.3.

• È riferito a una emissione, sia intermittente che continua, e riguarda una stringa di cifre binarie, ad es. una UI, emessa da un trasmettitore ad una estremità di un elemento di rete.

• Nel caso in cui il riferimento sia ad una UI, il ritardo di trasmissione è l’intervallo di tempo Tt tra la trasmissione del primo bit della UI e la trasmissione dell’ultimo bit da parte di un unità emittente ad una estremità dell’elemento di rete; la definizione è illustrata in Figura I.3.3.



tempo

inizio dell’emissione conclusione della emissione

ritardo di trasmissione

UI

Figura I.3.3



• Tale ritardo Tt dipende da– la lunghezza F (ad es. in bit) della UI;– la capacità di trasferimento C (ad es. in bit/s) del

mezzo all’uscita del trasmettitore ed è espresso da

• Tale ritardo Tt dipende da– la lunghezza F (ad es. in bit) della UI;– la capacità di trasferimento C (ad es. in bit/s) del

mezzo all’uscita del trasmettitore ed è espresso da

tF

T .C


Ritardo di elaborazioneRitardo di elaborazione

• Con riferimento al trattamento di una stringa di cifre binarie (ad es. di una UI), il ritardo di elaborazione è l’intervallo di tempo necessario affinché una unità di elaborazione effettui un’azione richiesta sulla stringa quando questa attraversa un dispositivo di rete contenente questa unità di elaborazione.

• Con riferimento al trattamento di una stringa di cifre binarie (ad es. di una UI), il ritardo di elaborazione è l’intervallo di tempo necessario affinché una unità di elaborazione effettui un’azione richiesta sulla stringa quando questa attraversa un dispositivo di rete contenente questa unità di elaborazione.


Ritardo di accodamentoRitardo di accodamento

• E’ l’intervallo di tempo in cui una stringa di cifre binarie (ad es. una UI) aspetta in un buffer (coda) prima di ricevere un certo tipo di servizio, come ad es. un trattamento protocollare o una trasmissione su una risorsa di trasferimento.

• E’ l’intervallo di tempo in cui una stringa di cifre binarie (ad es. una UI) aspetta in un buffer (coda) prima di ricevere un certo tipo di servizio, come ad es. un trattamento protocollare o una trasmissione su una risorsa di trasferimento.


Carattere aleatorio dei ritardiCarattere aleatorio dei ritardi

• Con l’esclusione del ritardo di propagazione, il ritardo di trasferimento e quelli di trasmissione, di elaborazione e di accodamento hanno tipicamente carattere aleatorio.

• Dovranno quindi essere caratterizzati attraverso i momenti (ad es. il valore atteso, la varianza, ecc.) delle relative distribuzioni di probabilità.

• Con l’esclusione del ritardo di propagazione, il ritardo di trasferimento e quelli di trasmissione, di elaborazione e di accodamento hanno tipicamente carattere aleatorio.

• Dovranno quindi essere caratterizzati attraverso i momenti (ad es. il valore atteso, la varianza, ecc.) delle relative distribuzioni di probabilità.


Trasferimento di un flusso informativo (1/6)Trasferimento di un flusso informativo (1/6)

• Si desidera caratterizzare il trasferimento di un flusso informativo attraverso un elemento di rete; il flusso–è l’ingresso di una unità emittente (emettitore),

collocata a una estremità dell’elemento di rete;–è diretto a una unità ricevente (ricevitore),

collocata a un’altra estremità dell’elemento di rete.

• Si desidera caratterizzare il trasferimento di un flusso informativo attraverso un elemento di rete; il flusso–è l’ingresso di una unità emittente (emettitore),

collocata a una estremità dell’elemento di rete;–è diretto a una unità ricevente (ricevitore),

collocata a un’altra estremità dell’elemento di rete.



• Supponiamo che– il flusso sia sezionato in stringhe utilizzate come

testo di UI; – l’emettitore operi a pieno carico e cioè emetta UI

senza soluzione di continuità.

• Supponiamo che– il flusso sia sezionato in stringhe utilizzate come

testo di UI; – l’emettitore operi a pieno carico e cioè emetta UI

senza soluzione di continuità.



• Denotiamo con L la lunghezza (in bit) del testo di una UI, supposta

costante; H la lunghezza (in bit) dell’intestazione di una UI,

supposta anch’essa costante.• Conseguentemente, la lunghezza costante F di una UI è data

da

in cui β = H /L è la quota di extra-informazione (e cioè la quota di informazione aggiuntiva che è necessaria per un trasfe-rimento tramite UI)

• Denotiamo con L la lunghezza (in bit) del testo di una UI, supposta

costante; H la lunghezza (in bit) dell’intestazione di una UI,

supposta anch’essa costante.• Conseguentemente, la lunghezza costante F di una UI è data

da

in cui β = H /L è la quota di extra-informazione (e cioè la quota di informazione aggiuntiva che è necessaria per un trasfe-rimento tramite UI)

,1 LHLF



• Sia inoltre T la durata di impegno dell’emettitore per trasferire

una UI.• Le durate T sono quantità che

assumono valori non inferiori al ritardo di trasmissione Tt = F/C di una UI; la differenza T - Tt>0 è l’effetto di possibili vincoli protocollari;

sono descrivibili solo in termini statistici a seguito di possibili riemissioni (per un eventuale recupero di errore) aventi natura aleatoria.

• Sia inoltre T la durata di impegno dell’emettitore per trasferire

una UI.• Le durate T sono quantità che

assumono valori non inferiori al ritardo di trasmissione Tt = F/C di una UI; la differenza T - Tt>0 è l’effetto di possibili vincoli protocollari;

sono descrivibili solo in termini statistici a seguito di possibili riemissioni (per un eventuale recupero di errore) aventi natura aleatoria.



• Se Λs è la portata media binaria netta

dell’emettitore, e cioè il numero medio di bit utili (ovvero di bit appartenenti al testo delle UI) che sono emessi nell’unità di tempo;

E[T] è il valore atteso della durata T,per definizione si ha

• Se Λs è la portata media binaria netta

dell’emettitore, e cioè il numero medio di bit utili (ovvero di bit appartenenti al testo delle UI) che sono emessi nell’unità di tempo;

E[T] è il valore atteso della durata T,per definizione si ha

L

Ts .E



• Conseguentemente, se C è la capacità del mezzo di trasferimento,

il rendimento di utilizzazione U dell’elemento di rete, sempre per definizione, è dato da

• Conseguentemente, se C è la capacità del mezzo di trasferimento,

il rendimento di utilizzazione U dell’elemento di rete, sempre per definizione, è dato da

TL

UC C T T

s t . E 1+ E


Prestazioni di un servizio di rete Prestazioni di un servizio di rete

• Le prestazioni più significative di un servizio di rete riguardano:

- la flessibilità di accesso;

- l’integrità informativa;

- la trasparenza temporale.

• Le prestazioni più significative di un servizio di rete riguardano:

- la flessibilità di accesso;

- l’integrità informativa;

- la trasparenza temporale.


Flessibilità di accessoFlessibilità di accesso

• Rende conto dell’adattabilità del servizio di retenel trattare flussi informativi aventi origine da sorgenti

con caratteristiche di emissione (ritmo binario medio e grado di intermittenza) fra loro anche molto diverse;

nell’assicurare, in modo indipendente da dette caratteristiche, un accettabile rendimento di utilizzazione delle risorse condivise.

• Il grado di flessibilità di accesso misura l’intervallo di variazione (dinamica) dei ritmi binari trattabili dal servizio di rete ed è di valore tanto più elevato quanto più largo è tale intervallo.

• Rende conto dell’adattabilità del servizio di retenel trattare flussi informativi aventi origine da sorgenti

con caratteristiche di emissione (ritmo binario medio e grado di intermittenza) fra loro anche molto diverse;

nell’assicurare, in modo indipendente da dette caratteristiche, un accettabile rendimento di utilizzazione delle risorse condivise.

• Il grado di flessibilità di accesso misura l’intervallo di variazione (dinamica) dei ritmi binari trattabili dal servizio di rete ed è di valore tanto più elevato quanto più largo è tale intervallo.


Integrità informativaIntegrità informativa

• Rende conto delle diversità che si possono manifestare in modo aleatorio (per cause di natura fisica o logica) tra l’informazione emessa e quella ricevuta.

• Il grado di integrità informativa è misurabile dalla distanza tra le due sequenze di emissione e di ricezione ed è tanto più elevato quanto minore è tale distanza.

• Rende conto delle diversità che si possono manifestare in modo aleatorio (per cause di natura fisica o logica) tra l’informazione emessa e quella ricevuta.

• Il grado di integrità informativa è misurabile dalla distanza tra le due sequenze di emissione e di ricezione ed è tanto più elevato quanto minore è tale distanza.


Trasparenza temporale (1/2)Trasparenza temporale (1/2)

• Come considerato in Figura I.3.4, riguarda i ritardi che differenti segmenti della sequenza di ricezione possono presentare rispetto ai corrispondenti segmenti della sequenza di emissione.

• Il grado di trasparenza temporale può essere valutato quantitativamente con un parametro che qualifichi la variabilità dei ritardi e che sia di valore tanto più elevato quanto minore è tale variabilità.

• Come considerato in Figura I.3.4, riguarda i ritardi che differenti segmenti della sequenza di ricezione possono presentare rispetto ai corrispondenti segmenti della sequenza di emissione.

• Il grado di trasparenza temporale può essere valutato quantitativamente con un parametro che qualifichi la variabilità dei ritardi e che sia di valore tanto più elevato quanto minore è tale variabilità.


Trasparenza temporale (2/2)Trasparenza temporale (2/2)

T T T

Tempo1T 2T 3T

Figura I.3.4




I.3.2: Componenti di un modo di trasferimentoI.3.2: Componenti di un modo di trasferimento


Componenti di un modo di trasferimento (1/4)


• Le componenti di un servizio di rete e del modo di trasferimento ad esso associato sono:

la multiplazione;la commutazione;l’architettura protocollare.

• Le componenti di un servizio di rete e del modo di trasferimento ad esso associato sono:

la multiplazione;la commutazione;l’architettura protocollare.




• Lo schema di multiplazione identifica le modalità logiche adottate per utilizzare la capacità di trasferimento dei rami della rete, sia nella rete di accesso che in quella di trasporto, e cioè i modi in cui la banda disponibile di questi rami viene condivisa logicamente dai flussi informativi che li attraversano.

• Lo schema di multiplazione identifica le modalità logiche adottate per utilizzare la capacità di trasferimento dei rami della rete, sia nella rete di accesso che in quella di trasporto, e cioè i modi in cui la banda disponibile di questi rami viene condivisa logicamente dai flussi informativi che li attraversano.




• Il principio di commutazione riguarda i concetti generali sui quali è basato il funzionamento logico dei nodi di rete, e cioè i modi secondo cui l'informazione è trattata in un nodo per essere guidata verso la destinazione desiderata.

• In particolare questo principio descrive le modalità logiche adottate per attraversare i nodi e per utilizzarne la relativa capacità di elaborazione.

• Il principio di commutazione riguarda i concetti generali sui quali è basato il funzionamento logico dei nodi di rete, e cioè i modi secondo cui l'informazione è trattata in un nodo per essere guidata verso la destinazione desiderata.

• In particolare questo principio descrive le modalità logiche adottate per attraversare i nodi e per utilizzarne la relativa capacità di elaborazione.




• Infine, l'architettura protocollare definisce la stratificazione delle funzioni di trasferimento, sia nell'ambito degli apparecchi terminali che in quello delle apparecchiature di rete (nodi di accesso o di transito).

• In particolare questa architettura individua le funzioni che ogni nodo deve svolgere sull'informazione in esso entrante e da esso uscente.

• Si tratta quindi dell'organizzazione delle funzioni che sono espletate, nelle reti di accesso e di trasporto, per assicurare il trasferimento entro fissati obiettivi prestazionali.

• Infine, l'architettura protocollare definisce la stratificazione delle funzioni di trasferimento, sia nell'ambito degli apparecchi terminali che in quello delle apparecchiature di rete (nodi di accesso o di transito).

• In particolare questa architettura individua le funzioni che ogni nodo deve svolgere sull'informazione in esso entrante e da esso uscente.

• Si tratta quindi dell'organizzazione delle funzioni che sono espletate, nelle reti di accesso e di trasporto, per assicurare il trasferimento entro fissati obiettivi prestazionali.


Multiplatore a divisione di tempo (1/4)Multiplatore a divisione di tempo (1/4)

• In un multiplatore TDM (Time Division Multiplexer) la funzione di multiplazione è svolta nel

dominio del tempo;l’ asse dei tempi secondo cui opera l’apparato

può essere»strutturato in trame e queste suddivise in

intervalli temporali (modalità SF);»suddiviso in intervalli temporali (modalità S);»non strutturato e non suddiviso (modalità U).

• In un multiplatore TDM (Time Division Multiplexer) la funzione di multiplazione è svolta nel

dominio del tempo;l’ asse dei tempi secondo cui opera l’apparato

può essere»strutturato in trame e queste suddivise in

intervalli temporali (modalità SF);»suddiviso in intervalli temporali (modalità S);»non strutturato e non suddiviso (modalità U).



• Con la modalità SF si può attuare una multiplazione statica, nella quale a ogni comunicazione da multiplare è assegnato,

all’atto della sua inizializzazione, per tutta la sua durata, In modo indiviso,

un canale fisico ottenuto da una suddivisione della capacità del canale multiplato.

• Con la modalità SF si può attuare una multiplazione statica, nella quale a ogni comunicazione da multiplare è assegnato,

all’atto della sua inizializzazione, per tutta la sua durata, In modo indiviso,

un canale fisico ottenuto da una suddivisione della capacità del canale multiplato.



• Con tutte e tre le modalità SF, S e U è attuabile una multiplazione dinamica, nella quale ogni comuni-cazione da multiplare può utilizzare l’intera capacità del canale multiplato, ma in intervalli temporali distinti da quelli utilizzati da altre comunicazioni;

• l’utilizzazione dell’intero canale multiplato avviene quindi

in modo condiviso; in accordo alle necessità di trasferimento;nel rispetto di opportune regole di controllo.

• Con tutte e tre le modalità SF, S e U è attuabile una multiplazione dinamica, nella quale ogni comuni-cazione da multiplare può utilizzare l’intera capacità del canale multiplato, ma in intervalli temporali distinti da quelli utilizzati da altre comunicazioni;

• l’utilizzazione dell’intero canale multiplato avviene quindi

in modo condiviso; in accordo alle necessità di trasferimento;nel rispetto di opportune regole di controllo.



• Nel caso di multiplazione statica, ogni flusso multiplato non richiede informazione aggiuntiva.

• Nel caso di multiplazione dinamica, ogni flusso è segmentato in unità informative, nelle quali il testo è la parte utile, mentre l’intestazione è extra-informazione.

• Nel caso di multiplazione statica, ogni flusso multiplato non richiede informazione aggiuntiva.

• Nel caso di multiplazione dinamica, ogni flusso è segmentato in unità informative, nelle quali il testo è la parte utile, mentre l’intestazione è extra-informazione.


Multiplazione statica (1/2)Multiplazione statica (1/2)

• In un multiplatore statico (operante come gia detto nella modalità SF) indichiamo conTf la durata di una singola trama, detta di base; Ls la lunghezza di un generico intervallo

temporale (IT) e cioè il numero di bit in questo contenuti.

• Il rapporto Ls/Tf definisce un canale fisico, detto di base, ottenuto assegnando a una comunicazione da multiplare un IT utilizzato a periodicità di trama-base.

• In un multiplatore statico (operante come gia detto nella modalità SF) indichiamo conTf la durata di una singola trama, detta di base; Ls la lunghezza di un generico intervallo

temporale (IT) e cioè il numero di bit in questo contenuti.

• Il rapporto Ls/Tf definisce un canale fisico, detto di base, ottenuto assegnando a una comunicazione da multiplare un IT utilizzato a periodicità di trama-base.


Multiplazione statica (2/2)Multiplazione statica (2/2)

• La capacità Cs del canale di base è quindi uguale a

Cs = Ls/Tf = LsCM / Lf , (I.3.1)

ove CM è la capacità del canale multiplato e Lf è la lunghezza della trama-base che, per defini-zione, è data da

Lf = Tf CM . (I.3.2)

• La capacità Cs del canale di base è quindi uguale a

Cs = Ls/Tf = LsCM / Lf , (I.3.1)

ove CM è la capacità del canale multiplato e Lf è la lunghezza della trama-base che, per defini-zione, è data da

Lf = Tf CM . (I.3.2)


Attuazioni di una multiplazione statica (1/3)Attuazioni di una multiplazione statica (1/3)

• Per analizzare le possibili attuazioni di una multiplazione statica supporremo costantemente che:i flussi da multiplare siano omogenei; il loro ritmo binario di picco sia uguale a Rp; a ogni comunicazione sia assegnata in modo

statico una porzione dell’asse dei tempi che si ripete con periodicità di una singola trama-base o di un multiplo di trame basi.

• Per analizzare le possibili attuazioni di una multiplazione statica supporremo costantemente che:i flussi da multiplare siano omogenei; il loro ritmo binario di picco sia uguale a Rp; a ogni comunicazione sia assegnata in modo

statico una porzione dell’asse dei tempi che si ripete con periodicità di una singola trama-base o di un multiplo di trame basi.



• In relazione ai valori della capacità Cs del canale di base e al ritmo binario di picco Rp, che caratterizza il flusso scambiato in una comunicazione da multiplare, si hanno le seguenti tre possibilità di multiplazione statica: se Rp=Cs , si effettua una multiplazione di base, in cui

alla comunicazione è assegnato un IT singolo a periodicità di trama-base;

• In relazione ai valori della capacità Cs del canale di base e al ritmo binario di picco Rp, che caratterizza il flusso scambiato in una comunicazione da multiplare, si hanno le seguenti tre possibilità di multiplazione statica: se Rp=Cs , si effettua una multiplazione di base, in cui

alla comunicazione è assegnato un IT singolo a periodicità di trama-base;



se Rp>Cs , si opera una sovramultiplazione in cui alla comunicazione sono assegnati due o più IT da utilizzare a periodicità di trama-base (multiplazione a IT multiplo);

se Rp<Cs , si impiega una sottomultiplazione ove sono previste due alternative nelle quali a ogni comunicazione è assegnato

un singolo IT da utilizzare a periodicità di due o più trame-base (multiplazione a multitrama);

una porzione di IT da utilizzare a periodicità di una trama-base (multiplazione a frazione di IT).

se Rp>Cs , si opera una sovramultiplazione in cui alla comunicazione sono assegnati due o più IT da utilizzare a periodicità di trama-base (multiplazione a IT multiplo);

se Rp<Cs , si impiega una sottomultiplazione ove sono previste due alternative nelle quali a ogni comunicazione è assegnato

un singolo IT da utilizzare a periodicità di due o più trame-base (multiplazione a multitrama);

una porzione di IT da utilizzare a periodicità di una trama-base (multiplazione a frazione di IT).


Multiplazione statica a IT multiploMultiplazione statica a IT multiplo

• Supponiamo che sia Rp/Cs > 1. Siamo allora nel caso di una sovramultiplazione.

• Detto allora m > 1 il numero di IT per trama assegnato alla sorgente, la capacità così resa disponibile è uguale a mCs.

• Se mmin è il numero minimo di IT per trama assegnato alla sorgente che emette al ritmo binario netto di picco Rp, si può ottenere

cioè mmin deve essere il più piccolo intero non minore del

rapporto Rp/Cs.

• Supponiamo che sia Rp/Cs > 1. Siamo allora nel caso di una sovramultiplazione.

• Detto allora m > 1 il numero di IT per trama assegnato alla sorgente, la capacità così resa disponibile è uguale a mCs.

• Se mmin è il numero minimo di IT per trama assegnato alla sorgente che emette al ritmo binario netto di picco Rp, si può ottenere

cioè mmin deve essere il più piccolo intero non minore del

rapporto Rp/Cs.

s

fp

s

p

L

TR

C

Rm min (I.3.3)


Multiplazione statica a multitramaMultiplazione statica a multitrama

• Se Rp/Cs < 1, è richiesta una sottomultiplazione, che, in questo caso, è realizzata con la modalità a multitrama.

• Indichiamo con n il numero di trame-base assegnato alla sorgente: la capacità così resa disponibile utilizzando un IT a periodicità di n trame-base, è uguale a Ls /nTf = Cs / n.

• Se allora nmax è il numero massimo di trame-base assegnato alla sorgente, si può ottenere

cioè nmax deve essere il più grande intero non maggiore del rapporto Cs /Rp.

• Se Rp/Cs < 1, è richiesta una sottomultiplazione, che, in questo caso, è realizzata con la modalità a multitrama.

• Indichiamo con n il numero di trame-base assegnato alla sorgente: la capacità così resa disponibile utilizzando un IT a periodicità di n trame-base, è uguale a Ls /nTf = Cs / n.

• Se allora nmax è il numero massimo di trame-base assegnato alla sorgente, si può ottenere

cioè nmax deve essere il più grande intero non maggiore del rapporto Cs /Rp.

.max

fp

s

p

s

TR

L

R

Cn (I.3.4)


Multiplazione statica a frazione di ITMultiplazione statica a frazione di IT

• Se Rp/Cs < 1 e se si effettua una multiplazione statica a frazione di IT, indichiamo con Lb < Ls il numero di bit che sono assegnati alla sorgente in un IT a periodicità di trama-base; la capacità così ottenuta è uguale a Lb /Tf.

• Se allora Lbmin è il numero minimo di bit per IT utilizzato a periodicità di trama – base, si ottiene

• Se Rp/Cs < 1 e se si effettua una multiplazione statica a frazione di IT, indichiamo con Lb < Ls il numero di bit che sono assegnati alla sorgente in un IT a periodicità di trama-base; la capacità così ottenuta è uguale a Lb /Tf.

• Se allora Lbmin è il numero minimo di bit per IT utilizzato a periodicità di trama – base, si ottiene

cioè Lbmin deve essere il più piccolo intero non minore del prodotto RpTf.

.min fpb TRL (I.3.5)


Multiplazione dinamica: modalità di accesso (1/4)


• Supponiamo che le comunicazioni interessate a condividere l’utilizzazione dell’intero canale di uscita di un multiplatore TDM dinamico siano associate a sorgenti di informazione che emettono in modo intermittente: cioè a intervalli di attività seguano intervalli di latenza.

• Ognuna di queste comunicazioni utilizza l’intero canale multiplato solo nei suoi intervalli di attività e rende accessibile l’utilizzazione del canale ad altre comunicazioni nei suoi intervalli di latenza.

• Supponiamo che le comunicazioni interessate a condividere l’utilizzazione dell’intero canale di uscita di un multiplatore TDM dinamico siano associate a sorgenti di informazione che emettono in modo intermittente: cioè a intervalli di attività seguano intervalli di latenza.

• Ognuna di queste comunicazioni utilizza l’intero canale multiplato solo nei suoi intervalli di attività e rende accessibile l’utilizzazione del canale ad altre comunicazioni nei suoi intervalli di latenza.




• Questa modalità di condivisione richiede però lo svolgimento di un controllo che risolva le condizioni di contesa, che si possono manifestare quando il canale risulta occupato da una comunicazione e altre comunicazioni presentano intervalli di attività parzialmente o totalmente sovrapposti nel tempo.

• Per facilitare la risoluzione delle contese, sono previste due modalità di accesso alla risorsa.

• Questa modalità di condivisione richiede però lo svolgimento di un controllo che risolva le condizioni di contesa, che si possono manifestare quando il canale risulta occupato da una comunicazione e altre comunicazioni presentano intervalli di attività parzialmente o totalmente sovrapposti nel tempo.

• Per facilitare la risoluzione delle contese, sono previste due modalità di accesso alla risorsa.




• Nella prima di queste, ogni comunicazione, senza alcun altro vincolo rispetto alle altre comunicazioni interessate, presenta la sua richiesta di accesso quando si manifesta un suo intervallo di attività; se la richiesta può essere accolta la comunicazione accede al canale; se non lo può dovrà presentare una richiesta successiva.

• Questa modalità di accesso è detta a domanda.

• Nella prima di queste, ogni comunicazione, senza alcun altro vincolo rispetto alle altre comunicazioni interessate, presenta la sua richiesta di accesso quando si manifesta un suo intervallo di attività; se la richiesta può essere accolta la comunicazione accede al canale; se non lo può dovrà presentare una richiesta successiva.

• Questa modalità di accesso è detta a domanda.




• La seconda modalità è detta a prenotazione e prevede che ogni comunicazione interessata prenoti un accesso all’inizio della sua evoluzione e si comporti come nella modalità a domanda solo quando riceve un’accettazione della sua prenota-zione.

• Il vantaggio rispetto alla modalità a domanda risiede nel restringimento del numero di comunica-zioni abilitate all’accesso.

• La seconda modalità è detta a prenotazione e prevede che ogni comunicazione interessata prenoti un accesso all’inizio della sua evoluzione e si comporti come nella modalità a domanda solo quando riceve un’accettazione della sua prenota-zione.

• Il vantaggio rispetto alla modalità a domanda risiede nel restringimento del numero di comunica-zioni abilitate all’accesso.


Multiplazione dinamica: accettazione (1/2)


• L’accettazione è il criterio che consente di accettare o meno una nuova prenotazione di accesso a una multiplazione dinamica da parte di una comunicazione che ne fa richiesta.

• Il criterio di accettazione si basa su dati forniti da ogni comunicazione richiedente e su una loro elaborazione effettuata dagli organi preposti alla decisione.

• L’accettazione è il criterio che consente di accettare o meno una nuova prenotazione di accesso a una multiplazione dinamica da parte di una comunicazione che ne fa richiesta.

• Il criterio di accettazione si basa su dati forniti da ogni comunicazione richiedente e su una loro elaborazione effettuata dagli organi preposti alla decisione.




• Tra i criteri di accettazione di accesso, se ne possono ipotizzare di due tipi principali:

– l’assegnazione a domanda media;– l’assegnazione a domanda di picco.

che sono applicabili con riferimento a due ipotesi riguardanti la modalità di risoluzione delle contese di utilizzazione: modalità puramente a ritardomodalità puramente a perdita.

• È anche considerabile una modalità a ritardo con perdita.

• Tra i criteri di accettazione di accesso, se ne possono ipotizzare di due tipi principali:

– l’assegnazione a domanda media;– l’assegnazione a domanda di picco.

che sono applicabili con riferimento a due ipotesi riguardanti la modalità di risoluzione delle contese di utilizzazione: modalità puramente a ritardomodalità puramente a perdita.

• È anche considerabile una modalità a ritardo con perdita.


Multiplazione dinamica: prestazioni (1/3)


• Se le contese di utilizzazione sono risolte con trattamento puramente a ritardo: – il grado di trasparenza temporale subisce un

peggioramento, in quanto il tempo di sosta nel buffer di multiplazione è una quantità variabile aleatoriamente;

– il grado di integrità informativa non subisce variazioni legate all’operazione di multiplazione.

• Se le contese di utilizzazione sono risolte con trattamento puramente a ritardo: – il grado di trasparenza temporale subisce un

peggioramento, in quanto il tempo di sosta nel buffer di multiplazione è una quantità variabile aleatoriamente;

– il grado di integrità informativa non subisce variazioni legate all’operazione di multiplazione.




• Se le contese di utilizzazione sono risolte con trattamento puramente a perdita: – il grado di trasparenza temporale non subisce

deterioramenti;– il grado di integrità informativa subisce un

peggioramento, in quanto si scartano le UI che incontrano congestione.

• Se le contese di utilizzazione sono risolte con trattamento puramente a perdita: – il grado di trasparenza temporale non subisce

deterioramenti;– il grado di integrità informativa subisce un

peggioramento, in quanto si scartano le UI che incontrano congestione.




• Indipendentemente dalle modalità di risoluzione delle contese di utilizzazione, il grado di flessibilità di accesso è il massimo possibile, dato che la capacità di trasferimento del canale multiplato è utilizzata, di volta in volta, secondo le necessità delle sorgenti tributarie.

• Indipendentemente dalle modalità di risoluzione delle contese di utilizzazione, il grado di flessibilità di accesso è il massimo possibile, dato che la capacità di trasferimento del canale multiplato è utilizzata, di volta in volta, secondo le necessità delle sorgenti tributarie.


La commutazione (1/2)La commutazione (1/2)

• Per un nodo della rete logica, la commutazione definisce il modo secondo cui un qualunque ingresso del nodo (ramo di ingresso) viene associato logicamente con una qualunque uscita (ramo di uscita).

• Per un nodo della rete logica, la commutazione definisce il modo secondo cui un qualunque ingresso del nodo (ramo di ingresso) viene associato logicamente con una qualunque uscita (ramo di uscita).


La commutazione (2/2)La commutazione (2/2)

• Lo scopo è attuare uno scambio, tra ingresso e uscita del nodo, operato sul flusso di informazione che perviene al nodo nell’ambito dell’espletamento di un servizio di rete.

• La definizione riguarda comunicazioni punto-punto, ma può essere generalizzata al caso di comunicazioni multipunto.

• Lo scopo è attuare uno scambio, tra ingresso e uscita del nodo, operato sul flusso di informazione che perviene al nodo nell’ambito dell’espletamento di un servizio di rete.

• La definizione riguarda comunicazioni punto-punto, ma può essere generalizzata al caso di comunicazioni multipunto.


Funzioni componenti (1/2)Funzioni componenti (1/2)

• Una commutazione è attuata per mezzo delle funzioni di

– instradamento

–attraversamento.

• Una commutazione è attuata per mezzo delle funzioni di

– instradamento

–attraversamento.


Funzioni componenti (2/2)Funzioni componenti (2/2)

• In un nodo della rete logica, – l’instradamento è la funzione decisionale, che ha

lo scopo di stabilire il ramo di uscita verso cui deve essere inoltrato un segmento informativo che perviene da un ramo d’ingresso;

– l’attraversamento è la funzione attuativa, che ha lo scopo di trasferire, attraverso quel nodo, un segmento informativo da un ramo d’ingresso ad uno di uscita.

• In un nodo della rete logica, – l’instradamento è la funzione decisionale, che ha

lo scopo di stabilire il ramo di uscita verso cui deve essere inoltrato un segmento informativo che perviene da un ramo d’ingresso;

– l’attraversamento è la funzione attuativa, che ha lo scopo di trasferire, attraverso quel nodo, un segmento informativo da un ramo d’ingresso ad uno di uscita.


Attraversamento (1/2)Attraversamento (1/2)

• L’attraversamento di un nodo avviene con due differenti modi :

–modo diretto, in cui

» i flussi informativi all’ingresso e all’uscita del nodo sono multiplati staticamente;

» il percorso interno ingresso-uscita è temporalmente trasparente.

• L’attraversamento di un nodo avviene con due differenti modi :

–modo diretto, in cui

» i flussi informativi all’ingresso e all’uscita del nodo sono multiplati staticamente;

» il percorso interno ingresso-uscita è temporalmente trasparente.


Attraversamento (2/2)Attraversamento (2/2)

–modo ad immagazzinamento e rilancio, in cui

» i flussi informativi all’ingresso e all’uscita del nodo, strutturati in UI, sono multiplati dinamicamente;

»ogni UI attraversante il nodo viene memo-rizzata prima di essere rilanciata verso l’uscita.

–modo ad immagazzinamento e rilancio, in cui

» i flussi informativi all’ingresso e all’uscita del nodo, strutturati in UI, sono multiplati dinamicamente;

»ogni UI attraversante il nodo viene memo-rizzata prima di essere rilanciata verso l’uscita.


Immagazzinamento e rilancio (1/2)Immagazzinamento e rilancio (1/2)

• La memorizzazione di ogni UI all’interno del nodo attraversato ha un triplice scopo:consentire il trattamento protocollare della UI, ad

esempio per rivelare la presenza di errori e per individuare l’indirizzo di destinazione della UI;

facilitare la gestione di differenti capacità di trasferimento sui rami entranti nel nodo e da questo uscenti;

risolvere con modalità a ritardo (bufferizzazione) le contese che possono manifestarsi sui rami uscenti dal nodo.

• La memorizzazione di ogni UI all’interno del nodo attraversato ha un triplice scopo:consentire il trattamento protocollare della UI, ad

esempio per rivelare la presenza di errori e per individuare l’indirizzo di destinazione della UI;

facilitare la gestione di differenti capacità di trasferimento sui rami entranti nel nodo e da questo uscenti;

risolvere con modalità a ritardo (bufferizzazione) le contese che possono manifestarsi sui rami uscenti dal nodo.


Immagazzinamento e rilancio (2/2)Immagazzinamento e rilancio (2/2)

• La memorizzazione che normalmente si effettua per questi scopi è completa e riguarda quindi l’intera UI.

• Tuttavia, se il trattamento protocollare riguarda la sola intestazione (ad es. per la lettura dell’indirizzo di destinazione) e quando non sussiste contesa in uscita, si può limitare la memorizzazione alla sola intestazione della UI; ciò riduce ovviamente il ritardo di attraversamento del nodo.

• La memorizzazione che normalmente si effettua per questi scopi è completa e riguarda quindi l’intera UI.

• Tuttavia, se il trattamento protocollare riguarda la sola intestazione (ad es. per la lettura dell’indirizzo di destinazione) e quando non sussiste contesa in uscita, si può limitare la memorizzazione alla sola intestazione della UI; ciò riduce ovviamente il ritardo di attraversamento del nodo.


Relazioni tra le parti Relazioni tra le parti

• Un servizio di rete può essere– con connessione;– senza connessione.

• Nel primo caso, si possono avere due alternative:

• Un servizio di rete può essere– con connessione;– senza connessione.

• Nel primo caso, si possono avere due alternative:

MODO DI SERVIZIO TIPO DI CONNESSIONE

Con connessione fisica o virtuale

commutata

semi-permanente


Principi di commutazione Principi di commutazione

SERVIZIO DI RETE

ASSEGNAZIONE DELLE RISORSE

MODO DI ATTRAVERSAMENTO MULTIPLAZIONE

tecnica a circuito

tecnica a pacchetto con connessione

tecnica a pacchetto senza connessione

diretto

a immagazzinamento e rilancio

a immagazzinamento e rilancio

statica

dinamica

dinamica

con connessionefisica

con connessione virtuale

senza connessione


Modo di trasferimento a circuito Modo di trasferimento a circuito

• Servizio di rete:– con connessione fisica

• Multiplazione:– statica

• Commutazione:– attraversamento nel modo diretto

• Architettura protocollare:– strato MT nello strato 1.

• Servizio di rete:– con connessione fisica

• Multiplazione:– statica

• Commutazione:– attraversamento nel modo diretto



Modo di trasferimento a pacchetto Modo di trasferimento a pacchetto

• Servizio di rete:– con connessione virtuale o senza connessione

• Multiplazione:– dinamica

• Commutazione:– attraversamento nella modalità ad immagazzina-

mento e rilancio


• Servizio di rete:– con connessione virtuale o senza connessione

• Multiplazione:– dinamica

• Commutazione:– attraversamento nella modalità ad immagazzina-

mento e rilancio





I.3.3 Ritardi nel trasferimento a pacchettoI.3.3 Ritardi nel trasferimento a pacchetto


Quadro di riferimento (1/2)Quadro di riferimento (1/2)

• Vengono svolte alcune considerazioni sul ritardo di trasferimento D che deve subire un flusso informativo nel suo transito attraverso una rete operante con modo di trasferimento a pacchetto.

• Distinguiamo i due casi di– flusso intermittente – flusso continuo

e supponiamo che il percorso di rete seguito dai due tipi di flussi sia descritto da un modello geometrico includente rami e nodi tra una sorgente e un collettore.

• Vengono svolte alcune considerazioni sul ritardo di trasferimento D che deve subire un flusso informativo nel suo transito attraverso una rete operante con modo di trasferimento a pacchetto.

• Distinguiamo i due casi di– flusso intermittente – flusso continuo

e supponiamo che il percorso di rete seguito dai due tipi di flussi sia descritto da un modello geometrico includente rami e nodi tra una sorgente e un collettore.


Quadro di riferimento (2/2)Quadro di riferimento (2/2)

• Indichiamo con

Q il numero dei rami componenti il percorso;Ci la capacità di trasferimento del ramo i-esimo ( i =

1,2…Q );Δi il ritardo di propagazione sul ramo i-esimo (i =

1,2..Q ).

• Indichiamo con

Q il numero dei rami componenti il percorso;Ci la capacità di trasferimento del ramo i-esimo ( i =

1,2…Q );Δi il ritardo di propagazione sul ramo i-esimo (i =

1,2..Q ).


Caso di flusso intermittente (1/4)Caso di flusso intermittente (1/4)

• Facciamo riferimento ad un generico messaggio che compone il flusso considerato e indichiamo con M la sua lunghezza in bit, che supponiamo essere una quantità aleatoria.

• Tale messaggio è segmentato in pacchetti, in ognuno dei quali è presente una intestazione di lunghezza costante uguale ad H bit.

• La lunghezza del testo di tutti i pacchetti è supposta costante e uguale a L bit,salvo nell’ultimo pacchetto ove il testo è costituito dallo sfrido della segmentazione ed ha quindi una lunghezza in generale inferiore ad L.

• Facciamo riferimento ad un generico messaggio che compone il flusso considerato e indichiamo con M la sua lunghezza in bit, che supponiamo essere una quantità aleatoria.

• Tale messaggio è segmentato in pacchetti, in ognuno dei quali è presente una intestazione di lunghezza costante uguale ad H bit.

• La lunghezza del testo di tutti i pacchetti è supposta costante e uguale a L bit,salvo nell’ultimo pacchetto ove il testo è costituito dallo sfrido della segmentazione ed ha quindi una lunghezza in generale inferiore ad L.



• In accordo all’attraversamento dei nodi con modalità ad immagazzinamento e rilancio, il trasferimento del messaggio avviene attraverso una successione di salti che consentono al messaggio di passare da un nodo a quello successivo e dall’origine alla destinazione.

• In accordo all’attraversamento dei nodi con modalità ad immagazzinamento e rilancio, il trasferimento del messaggio avviene attraverso una successione di salti che consentono al messaggio di passare da un nodo a quello successivo e dall’origine alla destinazione.



• Conseguentemente, il ritardo D dipende da:– le capacità di trasferimento dei rami attraversati dal

percorso di rete;– i ritardi di propagazione su questi rami;– le lunghezze (in cifre binarie) del messaggio e delle

parti in cui il messaggio viene segmentato;– il numero di salti intermedi;– il ritardo di accodamento e quello di elaborazione in

ogni nodo coinvolto nel trasferimento.

• Conseguentemente, il ritardo D dipende da:– le capacità di trasferimento dei rami attraversati dal

percorso di rete;– i ritardi di propagazione su questi rami;– le lunghezze (in cifre binarie) del messaggio e delle

parti in cui il messaggio viene segmentato;– il numero di salti intermedi;– il ritardo di accodamento e quello di elaborazione in

ogni nodo coinvolto nel trasferimento.



• Esaminiamo come questi vari contributi si combinano per determinare il ritardo D.

• Il ritardo di propagazione complessivo tra origine e destinazione, a parità della velocità di propagazione sui mezzi trasmissivi utilizzati sui rami, dipende unicamente dalla lunghezza del percorso di rete.

• I ritardi di accodamento/elaborazione nei nodi coinvolti dipendono dal carico di lavoro che interessa i rami e i nodi componenti il percorso di rete.

• Infine i tempi di trasmissione sui rami attraversati forniscono un contributo a D che è determinato da due fattori: l’effetto pipelining e quello overhead.

• Esaminiamo come questi vari contributi si combinano per determinare il ritardo D.

• Il ritardo di propagazione complessivo tra origine e destinazione, a parità della velocità di propagazione sui mezzi trasmissivi utilizzati sui rami, dipende unicamente dalla lunghezza del percorso di rete.

• I ritardi di accodamento/elaborazione nei nodi coinvolti dipendono dal carico di lavoro che interessa i rami e i nodi componenti il percorso di rete.

• Infine i tempi di trasmissione sui rami attraversati forniscono un contributo a D che è determinato da due fattori: l’effetto pipelining e quello overhead.


Effetto pipelining (1/4)Effetto pipelining (1/4)

• Per valutare l’incidenza del primo di questi effetti, sup-poniamo che ogni nodo operi in modo che un pacchetto sia completamente memorizzato prima di essere rilanciato verso il nodo successivo lungo il percorso di rete.

• Allora è immediato convincersi che il contributo dei tempi di trasmissione può essere ridotto segmentando il messaggio in pacchetti più corti.

• Per valutare l’incidenza del primo di questi effetti, sup-poniamo che ogni nodo operi in modo che un pacchetto sia completamente memorizzato prima di essere rilanciato verso il nodo successivo lungo il percorso di rete.

• Allora è immediato convincersi che il contributo dei tempi di trasmissione può essere ridotto segmentando il messaggio in pacchetti più corti.



• Ad esempio, consideriamo il caso di un percorso di rete a due salti come nel diagramma tempo-spazio mostrato in Figura I.3.5.

• Se il messaggio non è segmentato, questo contributo è uguale a 2 volte il tempo di trasmissione dell’intero mes-saggio, dato che questo, una volta effettuato il primo salto, può essere riemesso solo dopo essere stato completamente memorizzato.

• Se invece il messaggio è segmentato in due pacchetti e se si trascura l’aggiunta dei bit di intestazione, il contributo è uguale a 1,5 volte il tempo di trasmissione dell’intero messaggio.

• Ad esempio, consideriamo il caso di un percorso di rete a due salti come nel diagramma tempo-spazio mostrato in Figura I.3.5.

• Se il messaggio non è segmentato, questo contributo è uguale a 2 volte il tempo di trasmissione dell’intero mes-saggio, dato che questo, una volta effettuato il primo salto, può essere riemesso solo dopo essere stato completamente memorizzato.

• Se invece il messaggio è segmentato in due pacchetti e se si trascura l’aggiunta dei bit di intestazione, il contributo è uguale a 1,5 volte il tempo di trasmissione dell’intero messaggio.



Spazio

CPHM

D

1

2

31

2

3

ΔCHL

Te

mp

o

Origine Destin.1 2 3

Figura I.3.5 (Q = 2 ; P = 3)



• Questa riduzione è legata al fatto che il secondo nodo può rilanciare il primo pacchetto non appena ne ha completata la memorizzazione e mentre sta ancora completando la memorizzazione del secondo pacchetto.

• Questo parallelismo tra le emissioni successive su rami consecutivi di un percorso di rete è reso possibile dalla segmentazione del messaggio; si tratta dell’effetto pipelining.

• Quanto ora detto potrebbe indurre alla conclusione che convenga incrementare la segmentazione e quindi operare con pacchetti più corti a parità di lunghezza del messaggio.

• Questa riduzione è legata al fatto che il secondo nodo può rilanciare il primo pacchetto non appena ne ha completata la memorizzazione e mentre sta ancora completando la memorizzazione del secondo pacchetto.

• Questo parallelismo tra le emissioni successive su rami consecutivi di un percorso di rete è reso possibile dalla segmentazione del messaggio; si tratta dell’effetto pipelining.

• Quanto ora detto potrebbe indurre alla conclusione che convenga incrementare la segmentazione e quindi operare con pacchetti più corti a parità di lunghezza del messaggio.


Effetto overhead (1/3)Effetto overhead (1/3)

• Aumentando però il numero di pacchetti in cui viene segmentato il messaggio, aumenta anche il numero di bit di extra-informazione, da aggiungere come intestazione al testo di ogni pacchetto.

• Ad esempio, se si segmenta il messaggio in P pacchetti, allora il numero totale di cifre binarie da trasferire aumenta da M a M+PH.

• Questo incremento, costituente l’effetto overhead, com-porta un corrispondente aumento del contributo legato al tempo di trasmissione.

• Aumentando però il numero di pacchetti in cui viene segmentato il messaggio, aumenta anche il numero di bit di extra-informazione, da aggiungere come intestazione al testo di ogni pacchetto.

• Ad esempio, se si segmenta il messaggio in P pacchetti, allora il numero totale di cifre binarie da trasferire aumenta da M a M+PH.

• Questo incremento, costituente l’effetto overhead, com-porta un corrispondente aumento del contributo legato al tempo di trasmissione.



• D’altra parte il numero P di pacchetti risultanti dalla segmentazione è uguale a

• Di questi pacchetti i primi P - 1 hanno un testo che è costituito da L bit, mentre il testo del pacchetto finale ha lunghezza compresa tra 1 e L. Il numero totale B di cifre binarie dopo la formazione dei pacchetti con le loro intestazioni è quindi dato da

• Dalle espressioni di B e di P si può valutare come variano l’efficienza di trasferimento e il carico di elaborazione in funzione della lunghezza L.

• D’altra parte il numero P di pacchetti risultanti dalla segmentazione è uguale a

• Di questi pacchetti i primi P - 1 hanno un testo che è costituito da L bit, mentre il testo del pacchetto finale ha lunghezza compresa tra 1 e L. Il numero totale B di cifre binarie dopo la formazione dei pacchetti con le loro intestazioni è quindi dato da

• Dalle espressioni di B e di P si può valutare come variano l’efficienza di trasferimento e il carico di elaborazione in funzione della lunghezza L.

.M

B M HL

.M

PL



• Se M tende all’infinito, la inefficienza di trasferimento (complemento a 1 dell’efficienza) è uguale a H/(H + L) e quindi aumenta al diminuire di L; al decrescere di L a parità di M, diminuisce allora l’efficienza di trasferimento.

• D’altra parte il carico di elaborazione aumenta al crescere del numero P di pacchetti per un fissato M; ma P aumenta se si diminuisce L; quindi al decrescere di L a parità di M aumenta il carico di elaborazione.

• In sintesi l’efficienza di trasferimento e il carico di elaborazione consigliano di operare con elevati valori di L.

• Se M tende all’infinito, la inefficienza di trasferimento (complemento a 1 dell’efficienza) è uguale a H/(H + L) e quindi aumenta al diminuire di L; al decrescere di L a parità di M, diminuisce allora l’efficienza di trasferimento.

• D’altra parte il carico di elaborazione aumenta al crescere del numero P di pacchetti per un fissato M; ma P aumenta se si diminuisce L; quindi al decrescere di L a parità di M aumenta il carico di elaborazione.

• In sintesi l’efficienza di trasferimento e il carico di elaborazione consigliano di operare con elevati valori di L.



• Per il calcolo del ritardo D, – indichiamo con C e Δ i valori posti separatamente

uguali per le capacità e i ritardi di propagazione dei

rami del percorso di rete;– assumiamo che, come d’uso, l’attraversamento di

ogni nodo avvenga con una memorizzazione completa dei pacchetti prima del loro rilancio;

• Per il calcolo del ritardo D, – indichiamo con C e Δ i valori posti separatamente

uguali per le capacità e i ritardi di propagazione dei

rami del percorso di rete;– assumiamo che, come d’uso, l’attraversamento di

ogni nodo avvenga con una memorizzazione completa dei pacchetti prima del loro rilancio;



– supponiamo che» la rete sia debolmente caricata in modo che possa

essere trascurato il ritardo di attraversa-mento/elaborazione dei nodi appartenenti al percorso di rete;

» siano trascurabili gli eventi di errore su ogni ramo;

» risulti M L.

– supponiamo che» la rete sia debolmente caricata in modo che possa

essere trascurato il ritardo di attraversa-mento/elaborazione dei nodi appartenenti al percorso di rete;

» siano trascurabili gli eventi di errore su ogni ramo;

» risulti M L.



• In base a queste posizioni e a queste ipotesi, il ritardo di trasferimento D della stringa lunga M bit nel caso in cui questa sia trasferita con modo a pacchetto è, come si deduce anche dalla Figura I.3.5, dato da

• È significativo commentare gli addendi al secondo

membro di questa relazione.

• In base a queste posizioni e a queste ipotesi, il ritardo di trasferimento D della stringa lunga M bit nel caso in cui questa sia trasferita con modo a pacchetto è, come si deduce anche dalla Figura I.3.5, dato da

• È significativo commentare gli addendi al secondo

membro di questa relazione.

11 . 6

L H MD Q Q M H

C C L

(I.3.6)



• Il primo addendo è il contributo dei ritardi di propagazione sui Q rami attraversati dal percorso di rete.

• Il secondo addendo è il contributo del ritardo di trasmissione del primo pacchetto (comprensivo della sua intestazione) conteggiato sui primi Q – 1 rami del percorso di rete e valutato tenendo conto che, per ipotesi, ogni pacchetto (e quindi anche il primo) viene completamente memorizzato in ogni nodo prima di essere rilanciato in avanti.

• Il primo addendo è il contributo dei ritardi di propagazione sui Q rami attraversati dal percorso di rete.

• Il secondo addendo è il contributo del ritardo di trasmissione del primo pacchetto (comprensivo della sua intestazione) conteggiato sui primi Q – 1 rami del percorso di rete e valutato tenendo conto che, per ipotesi, ogni pacchetto (e quindi anche il primo) viene completamente memorizzato in ogni nodo prima di essere rilanciato in avanti.



• Il terzo addendo è il contributo del ritardo di trasmissione, sull’ultimo ramo del percorso di rete, dell’intero insieme di cifre binarie risultante dopo la segmentazione e l’aggiunta dell’intestazione a ogni pacchetto; tale aggiunta comporta che la lunghezza M venga incrementata da M a M + PH.

• Inoltre, per effetto del terzo addendo e dato che M, per ipotesi, è una quantità aleatoria, tale è anche il ritardo D.

• Il terzo addendo è il contributo del ritardo di trasmissione, sull’ultimo ramo del percorso di rete, dell’intero insieme di cifre binarie risultante dopo la segmentazione e l’aggiunta dell’intestazione a ogni pacchetto; tale aggiunta comporta che la lunghezza M venga incrementata da M a M + PH.

• Inoltre, per effetto del terzo addendo e dato che M, per ipotesi, è una quantità aleatoria, tale è anche il ritardo D.



• A parte il ritardo di propagazione che dipende unicamente dalla lunghezza del percorso di rete, il ritardo D è quindi determinato dal secondo e dal terzo addendo della (I.3.6): a parità di H, Q e C, il secondo addendo cresce, con legge lineare, al crescere di L, mentre il terzo addendo decresce, con legge iperbolica, al crescere di L.

• Ogni realizzazione del ritardo D presenta quindi un minimo quando, a parità di H, Q e C, si fa variare L.

• A parte il ritardo di propagazione che dipende unicamente dalla lunghezza del percorso di rete, il ritardo D è quindi determinato dal secondo e dal terzo addendo della (I.3.6): a parità di H, Q e C, il secondo addendo cresce, con legge lineare, al crescere di L, mentre il terzo addendo decresce, con legge iperbolica, al crescere di L.

• Ogni realizzazione del ritardo D presenta quindi un minimo quando, a parità di H, Q e C, si fa variare L.


Pacchetto “ottimo” (1/2)Pacchetto “ottimo” (1/2)

• Determiniamo il valore Lopt per il quale risulta minimo il

valore atteso del prodotto CD che rappresenta il valore del ritardo D normalizzato rispetto al tempo di trasmissione di un bit.

• Facendo l’approssimazione

che è ragionevole se la distribuzione di M è uniforme su intervalli di L bit, si ottiene

• Determiniamo il valore Lopt per il quale risulta minimo il

valore atteso del prodotto CD che rappresenta il valore del ritardo D normalizzato rispetto al tempo di trasmissione di un bit.

• Facendo l’approssimazione

che è ragionevole se la distribuzione di M è uniforme su intervalli di L bit, si ottiene

1

2

M ME E

L L

1 1 .2

H HE CD C Q L H Q E M

L


Pacchetto “ottimo” (2/2)Pacchetto “ottimo” (2/2)

• Da questa espressione, per differenziazione rispetto ad L, si ottiene

ed uguagliando a 0, risulta infine

• Conseguentemente, quando H cresce, aumenta anche Lopt .

Quando invece cresce la lunghezza del percorso (rappresentata dal numero Q di rami), si ha una diminuzione di Lopt. Quando infine

aumenta la lunghezza media del messaggio, cresce anche Lopt .

• Da questa espressione, per differenziazione rispetto ad L, si ottiene

ed uguagliando a 0, risulta infine

• Conseguentemente, quando H cresce, aumenta anche Lopt .

Quando invece cresce la lunghezza del percorso (rappresentata dal numero Q di rami), si ha una diminuzione di Lopt. Quando infine

aumenta la lunghezza media del messaggio, cresce anche Lopt .

opt . 71

H E ML

Q

2

d E1 E

d

DC HQ M

L L

(I.3.7)


Diagrammi tempo-spazio (1/3)Diagrammi tempo-spazio (1/3)

• Sempre nell’ipotesi di Figura I.3.5 corrispondente ad un percorso di rete formato da due rami, per generalizzare i risultati precedenti al caso di ritardi di propagazione Δ1 e Δ2

differenti (Δ1 < Δ2 ) e di capacità di trasferimento C1 e C2 anch’esse differenti, nella Figura I.3.6 si mostra il diagramma tempo- spazio quando C1 > C2 .

• Invece la Figura I.3.7 è il diagramma tempo- spazio quando C1< C2 .

• In entrambi i casi N è il numero di pacchetti risultanti dalla segmentazione del messaggio e F è la lunghezza di ogni pacchetto comprensiva della relativa intestazione.

• Sempre nell’ipotesi di Figura I.3.5 corrispondente ad un percorso di rete formato da due rami, per generalizzare i risultati precedenti al caso di ritardi di propagazione Δ1 e Δ2

differenti (Δ1 < Δ2 ) e di capacità di trasferimento C1 e C2 anch’esse differenti, nella Figura I.3.6 si mostra il diagramma tempo- spazio quando C1 > C2 .

• Invece la Figura I.3.7 è il diagramma tempo- spazio quando C1< C2 .

• In entrambi i casi N è il numero di pacchetti risultanti dalla segmentazione del messaggio e F è la lunghezza di ogni pacchetto comprensiva della relativa intestazione.



N • F/C2

1

2

F/C1

D1 2

1 2

F FD N

C C

1 2 3

Figura I.3.6: caso C1>C2 Figura I.3.6: caso C1>C2



Figura I.3.7: caso C1< C2Figura I.3.7: caso C1< C2

1

2

F/C1

(N-1) • F/C1+ F/C2

D1 21 2

F FD N

C C

1 2 3


Caso di flusso continuo (1/6)Caso di flusso continuo (1/6)

• Con riferimento al caso di flusso continuo, determiniamo il ritardo di trasferimento D che lo riguarda e cioè l’intervallo di tempo tra l’istante in cui un dato bit entra nella rete e l’istante in cui lo stesso bit ne esce.

• Si assume che il flusso in esame sia emesso da una sorgente operante con un ritmo costante uguale a R.

• Il ritardo D dipende dagli stessi fattori considerati nel caso di flusso intermittente, ma con l’aggiunta di una nuova componente di ritardo rappresentata dal ritardo di pacchettizzazione: questo è definito dal tempo necessario per riempire un pacchetto.

• Con riferimento al caso di flusso continuo, determiniamo il ritardo di trasferimento D che lo riguarda e cioè l’intervallo di tempo tra l’istante in cui un dato bit entra nella rete e l’istante in cui lo stesso bit ne esce.

• Si assume che il flusso in esame sia emesso da una sorgente operante con un ritmo costante uguale a R.

• Il ritardo D dipende dagli stessi fattori considerati nel caso di flusso intermittente, ma con l’aggiunta di una nuova componente di ritardo rappresentata dal ritardo di pacchettizzazione: questo è definito dal tempo necessario per riempire un pacchetto.



Supponiamo che – il ritardo di propagazione sui rami del percorso sia

trascurabile;– Il testo dei pacchetti sia di lunghezza costante e

uguale a L, in modo che la lunghezza di ogni pacchetto sia costante e uguale a L + H;

– la rete sia debolmente caricata in modo che possa essere trascurato il ritardo di attraversamento dei nodi appartenenti al percorso di rete;

– sia inoltre trascurabile il ritardo di processamento nei nodi.

Supponiamo che – il ritardo di propagazione sui rami del percorso sia

trascurabile;– Il testo dei pacchetti sia di lunghezza costante e

uguale a L, in modo che la lunghezza di ogni pacchetto sia costante e uguale a L + H;

– la rete sia debolmente caricata in modo che possa essere trascurato il ritardo di attraversamento dei nodi appartenenti al percorso di rete;

– sia inoltre trascurabile il ritardo di processamento nei nodi.



• Ipotizziamo infine che– ogni pacchetto sia completamente memorizzato nei

nodi attraversati prima di essere rilanciato verso il nodo successivo;

– per ogni ramo appartenente al percorso di rete, risulti

cioè i pacchetti siano trasferiti con intervallo temporale imposto dal ritardo di pacchettizzazione e subiscano su ogni ramo un ritardo di trasmissione, che è sempre non superiore a quello di pacchet-tizzazione.

• Ipotizziamo infine che– ogni pacchetto sia completamente memorizzato nei

nodi attraversati prima di essere rilanciato verso il nodo successivo;

– per ogni ramo appartenente al percorso di rete, risulti

cioè i pacchetti siano trasferiti con intervallo temporale imposto dal ritardo di pacchettizzazione e subiscano su ogni ramo un ritardo di trasmissione, che è sempre non superiore a quello di pacchet-tizzazione.

;i

L H L

C R


Caso di flusso continuo (4/6) Caso di flusso continuo (4/6)

• Con queste ipotesi, si ha allora

ove il primo addendo è il ritardo di pacchettiz-zazione, mentre il secondo è il tempo di trasmissione di un pacchetto sull’insieme dei vari rami che costituiscono il percorso del flusso informativo.

• Con queste ipotesi, si ha allora

ove il primo addendo è il ritardo di pacchettiz-zazione, mentre il secondo è il tempo di trasmissione di un pacchetto sull’insieme dei vari rami che costituiscono il percorso del flusso informativo.

1 8i

i

LD L H ,

R C (I.3.8)



• Si vede che:D diminuisce quando L diminuisce, finché per uno o

più rami risulti

questa condizione fornisce il minimo valore di D.

• Si vede che:D diminuisce quando L diminuisce, finché per uno o

più rami risulti

questa condizione fornisce il minimo valore di D.

;i

L H L

C R



diminuendo ulteriormente L, il ritardo di trasferi-mento diventa infinito, in quanto si ha accumulo indefinito di pacchetti sul ramo per cui

all’aumentare della capacità di trasferimento Ci, l’addendo dominante nell’espressione di D è L/R, termine che non è influenzato dalla presenza di altro traffico.

diminuendo ulteriormente L, il ritardo di trasferi-mento diventa infinito, in quanto si ha accumulo indefinito di pacchetti sul ramo per cui

all’aumentare della capacità di trasferimento Ci, l’addendo dominante nell’espressione di D è L/R, termine che non è influenzato dalla presenza di altro traffico.

;i

L L H

R C




I.3.4: Interconnessione di sotto-retiI.3.4: Interconnessione di sotto-reti


Interconnessione di sotto-reti

SINTSotto-rete 1 Sotto-rete 2

Interfaccia fisica

Verso un’altra sotto-rete

Figura I.3.8


Architettura di una inter-rete

Host H1 Host H2

Mezzo trasmissivo 1

Strati applicativi

S 4

S 3.1

S 2.1

S 1.1

S 4

S 3.2

S 2.2

S 1.2

P4

P 3.1

P 2.1

P 1.1

P 3.2

P 2.2

P 1.2

SINT

S 3.1

S 2.1

S 1.1

S 3.2

S 2.2

S 1.2

Ordine di trattamento di IS

Strati applicativi

Mezzo trasmissivo 2

sotto-rete 1 sotto-rete 2

Figura I.3.9

FONDAMENTI DI RETI Università degli Studi di Roma La Sapienza Dipartimento INFOCOM Aldo Roveri...

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