LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. ·...

124
Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE LEZIONE N. 3 Le reti di calcolo locali e geografiche. Cenni storici Cablaggio e dispositivi di rete Griglie Griglie computazionali computazionali Università degli Studi di Napoli Federico II Corso di Laurea Magistrale in Informatica – I Anno

Transcript of LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. ·...

Page 1: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1

LEZIONELEZIONE N. 3

• Le reti di calcolo locali e geografiche. Cenni storici• Cablaggio e dispositivi di rete

Griglie Griglie computazionalicomputazionali

Università degli Studi di Napoli Federico IICorso di Laurea Magistrale in Informatica – I Anno

Page 2: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 2

Cenni storici Cenni storici

Le prime reti a contesaLe prime reti a contesa

Il cablaggio di reteIl cablaggio di rete

I dispositivi di reteI dispositivi di rete

Indice degli argomentiIndice degli argomenti

Il lancio dello Sputnik. LIl lancio dello Sputnik. L ’’ agenzia ARPA. Nascita agenzia ARPA. Nascita di di UnicsUnics. Autori di . Autori di UnicsUnics e dei linguaggi B e C.e dei linguaggi B e C.Nascita dei protocolli TCP/IP.Nascita dei protocolli TCP/IP.

La rete ALHOA. Le reti a BUS (ethernet). Le reti La rete ALHOA. Le reti a BUS (ethernet). Le reti ad anello (ad anello (tokentoken ring, ring, fddifddi ). Le reti a contesa ). Le reti a contesa (CMSA/CD). Confronto tra algoritmi a contesa.(CMSA/CD). Confronto tra algoritmi a contesa.

I coassiali. I doppini. I cavi in fibra ottica.I coassiali. I doppini. I cavi in fibra ottica.

I Terminal server. I I Terminal server. I RepeaterRepeater. I Bridge. Gli . I Bridge. Gli switchswitch. Nascita delle reti a stella. I router. Nascita delle reti a stella. I router

Page 3: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 3

Complesso Universitario di Monte SantComplesso Universitario di Monte SantComplesso Universitario di Monte SantComplesso Universitario di Monte Sant’’’’AngeloAngeloAngeloAngelo

Servizio Calcolo e RetiServizio Calcolo e RetiServizio Calcolo e RetiServizio Calcolo e Reti

Page 4: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 4

Cenni storiciCenni storici

Page 5: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 5

Il 4 ottobre 1957Il 4 ottobre 1957Il 4 ottobre 1957Il 4 ottobre 1957, in piena guerra fredda, , in piena guerra fredda, , in piena guerra fredda, , in piena guerra fredda, llll’’’’Unione SovieticaUnione SovieticaUnione SovieticaUnione Sovietica effettua il lancio dello effettua il lancio dello effettua il lancio dello effettua il lancio dello SPUTNIKSPUTNIKSPUTNIKSPUTNIK, il primo satellite al mondo lanciato in orbita attorno alla te, il primo satellite al mondo lanciato in orbita attorno alla te, il primo satellite al mondo lanciato in orbita attorno alla te, il primo satellite al mondo lanciato in orbita attorno alla terra; viaggiando a rra; viaggiando a rra; viaggiando a rra; viaggiando a una quota di 300 Km e a una velocituna quota di 300 Km e a una velocituna quota di 300 Km e a una velocituna quota di 300 Km e a una velocitàààà di di di di 8 Km/s8 Km/s8 Km/s8 Km/s, rientrer, rientrer, rientrer, rientreràààà sulla terra dopo sulla terra dopo sulla terra dopo sulla terra dopo 90 minuti90 minuti90 minuti90 minuti

La rampa di lancio dello SPUTNIKLa rampa di lancio dello SPUTNIKLa rampa di lancio dello SPUTNIKLa rampa di lancio dello SPUTNIKLa rampa di lancio dello SPUTNIKLa rampa di lancio dello SPUTNIKLa rampa di lancio dello SPUTNIKLa rampa di lancio dello SPUTNIK Lo SPUTNIKLo SPUTNIKLo SPUTNIKLo SPUTNIKLo SPUTNIKLo SPUTNIKLo SPUTNIKLo SPUTNIK

Il primo satellite artificialeIl primo satellite artificialeIl primo satellite artificialeIl primo satellite artificiale

Page 6: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 6

La rete ARPANET nel dicembre 1969La rete ARPANET nel dicembre 1969La rete ARPANET nel dicembre 1969La rete ARPANET nel dicembre 1969

University of California Santa Barbar - UCSB Stanford Research Institute - SRI

Utah (University of Utah - UtahUniversity of California Los Angeles - UCLA

La reazione militare USA: nel 1958 nasce ARPALa reazione militare USA: nel 1958 nasce ARPALa reazione militare USA: nel 1958 nasce ARPALa reazione militare USA: nel 1958 nasce ARPA((((AdvancedAdvancedAdvancedAdvanced ResearchResearchResearchResearch Project Project Project Project AgencyAgencyAgencyAgency))))

IMP IMP IMP IMP ---- Interface Interface Interface Interface MessageMessageMessageMessage processorprocessorprocessorprocessor

• Honeywell DDP-316 (RAM 12K parole di 16 bit)

• Velocità di trasmissione tra IMP: 56 kbps

• Reti vulnerabili

Page 7: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 7

La rete ARPANET nel 1971La rete ARPANET nel 1971

Page 8: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 8

La rete ARPANET nel 1980La rete ARPANET nel 1980

Page 9: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 9

Ken Thompson - Property of AT&T Archives.

Nel 1969 Nel 1969 Ken ThompsonKen Thompson, presso i Bell , presso i Bell LaboratoriesLaboratories di Murray Hill, creò un sistema di Murray Hill, creò un sistema operativo prendendo spunto dal operativo prendendo spunto dal MulticsMultics e e dandogli il nome di dandogli il nome di UnicsUnics sottolineando il fatto sottolineando il fatto di essere monoutente. di essere monoutente.

UnicsUnics stava per stava per UNiplexedUNiplexed Information and Computing SystemInformation and Computing System. .

Questo sistema operativo, che poco dopo prese Questo sistema operativo, che poco dopo prese il nome di Unix, fu sviluppato su un elaboratore il nome di Unix, fu sviluppato su un elaboratore DigitalDigital PDPPDP--7 utilizzando il 7 utilizzando il linguaggio linguaggio interpretato Binterpretato B realizzato da realizzato da ThompsonThompson stesso. stesso.

I fondatori di I fondatori di UNIXUNIX non sanno pinon sanno piùù nulla di nulla di questo vecchio PDPquesto vecchio PDP--7, esso fu donato ad un 7, esso fu donato ad un college dopodichcollege dopodichéé ne fu persa ogni traccia.ne fu persa ogni traccia.

Nel 1969 nasce Nel 1969 nasce UnicsUnics

Page 10: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 10

Dennis Ritchie -Property of AT&T Archives

1973: Unix viene riscritto in C 1973: Unix viene riscritto in C Nel 1973 Dennis Ritchie,

che aveva scritto il linguaggio C derivandolo dal B, e Ken Thompson, insieme, riscrissero completamente il sistema operativo Unix in C.

Unix fu progettato con l’intento di realizzare uno strumento orientato allo sviluppo del software di base e alla produzione di documenti.

Page 11: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 11

Murray Hills - Foto di proprietà degli Archivi della AT&T e stampata con il permesso dell’AT&T (Property of AT&T Archives. Reprinted with permission of AT&T).

Ken Thompson e Dennis M. Ritchievinsero il premio Turing Award nel 1974 (teoria generica dei sistemi operativi; implementazione del sistema operativo Unix )

Page 12: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 12

David G. Korn, scrisse la Korn Shell - Foto di proprietà degli Archivi della AT&T e stampata con il permesso dell’AT&T (Property of AT&T Archives. Reprinted with permission of AT&T).

Page 13: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 13

Linus TorvaldsHa scritto Linux.

Page 14: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 14

Anni Anni Anni Anni ’’’’70: primi collegamenti satellitari70: primi collegamenti satellitari70: primi collegamenti satellitari70: primi collegamenti satellitari

Nei primi anni Nei primi anni Nei primi anni Nei primi anni ’’’’70 un 70 un 70 un 70 un ricercatore, ricercatore, ricercatore, ricercatore, in giro per le in giro per le in giro per le in giro per le strade della Californiastrade della Californiastrade della Californiastrade della California, si , si , si , si collegò via radio con il collegò via radio con il collegò via radio con il collegò via radio con il suo computer alla rete suo computer alla rete suo computer alla rete suo computer alla rete ArpanetArpanetArpanetArpanet e da questa, e da questa, e da questa, e da questa, via via via via satellitesatellitesatellitesatellite, si collegò con il , si collegò con il , si collegò con il , si collegò con il suo calcolatore nella suo calcolatore nella suo calcolatore nella suo calcolatore nella UniversityUniversityUniversityUniversity CollegeCollegeCollegeCollege di di di di Londra.Londra.Londra.Londra.

University University University University College LondraCollege LondraCollege LondraCollege Londra

CaliforniaCaliforniaCaliforniaCalifornia

Page 15: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 15

Un utilizzo quotidiano dei satelliti artificiali e delle teorie Un utilizzo quotidiano dei satelliti artificiali e delle teorie Un utilizzo quotidiano dei satelliti artificiali e delle teorie Un utilizzo quotidiano dei satelliti artificiali e delle teorie relativistiche: il GPS (Global relativistiche: il GPS (Global relativistiche: il GPS (Global relativistiche: il GPS (Global PositioningPositioningPositioningPositioning System)System)System)System)

‒ Il Il Il Il GPSGPSGPSGPS calcola le distanze utilizzando calcola le distanze utilizzando calcola le distanze utilizzando calcola le distanze utilizzando i tempi di trasmissionei tempi di trasmissionei tempi di trasmissionei tempi di trasmissione di onde di onde di onde di onde elettromagnetiche tra lelettromagnetiche tra lelettromagnetiche tra lelettromagnetiche tra l’’’’oggetto da oggetto da oggetto da oggetto da individuare e i satellitiindividuare e i satellitiindividuare e i satellitiindividuare e i satelliti

‒ Se non si applicassero le Se non si applicassero le Se non si applicassero le Se non si applicassero le correzioni correzioni correzioni correzioni relativisticherelativisticherelativisticherelativistiche sulla sulla sulla sulla dilatazione dei tempidilatazione dei tempidilatazione dei tempidilatazione dei tempiil sistema sbaglierebbe lil sistema sbaglierebbe lil sistema sbaglierebbe lil sistema sbaglierebbe l’’’’individuazione individuazione individuazione individuazione della posizione di della posizione di della posizione di della posizione di

CENTINAIA DI METRI !!!CENTINAIA DI METRI !!!CENTINAIA DI METRI !!!CENTINAIA DI METRI !!!

Va avanti !Va avanti !Va avanti !Va avanti !

Va indietro !Va indietro !Va indietro !Va indietro !

Page 16: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 16

Nascita dei protocolli di InternetNascita dei protocolli di InternetNascita dei protocolli di InternetNascita dei protocolli di InternetGli studi sui collegamenti tra reti remote culminarono Gli studi sui collegamenti tra reti remote culminarono Gli studi sui collegamenti tra reti remote culminarono Gli studi sui collegamenti tra reti remote culminarono nel 1974 nel 1974 nel 1974 nel 1974 con la con la con la con la definizione ad opera di definizione ad opera di definizione ad opera di definizione ad opera di Kahn Kahn Kahn Kahn eeee CerfCerfCerfCerf dei protocolli dei protocolli dei protocolli dei protocolli TCP/IP TCP/IP TCP/IP TCP/IP (Transfer (Transfer (Transfer (Transfer (Transfer (Transfer (Transfer (Transfer Control Control Control Control Control Control Control Control ProtocolProtocolProtocolProtocolProtocolProtocolProtocolProtocol/Internet /Internet /Internet /Internet /Internet /Internet /Internet /Internet ProtocolProtocolProtocolProtocolProtocolProtocolProtocolProtocol))))))))

Vinton Gray Cerf (matematico)Robert Kahn (informatico)

Vincitori premio Turing Award nel 2004 (internetwork ing)

Page 17: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 17

Strumenti di calcolo anni Strumenti di calcolo anni Strumenti di calcolo anni Strumenti di calcolo anni Strumenti di calcolo anni Strumenti di calcolo anni Strumenti di calcolo anni Strumenti di calcolo anni ‘‘‘‘‘‘‘‘7070707070707070

Macchina calcolatrice Olivetti, faceva le quattro operazioni !

Page 18: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 18

Anni 70: a che punto era la tecnologia ?Anni 70: a che punto era la tecnologia ?Anni 70: a che punto era la tecnologia ?Anni 70: a che punto era la tecnologia ?

1 Byte = 8 bit1 Byte = 8 bit1 Byte = 8 bit1 Byte = 8 bit 1 bit1 bit1 bit1 bit

memorie a nuclei di ferritememorie a nuclei di ferritememorie a nuclei di ferritememorie a nuclei di ferrite

Page 19: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 19

Confronto tra le dimensioni delle memorie di ieri e di oggiConfronto tra le dimensioni delle memorie di ieri e di oggiConfronto tra le dimensioni delle memorie di ieri e di oggiConfronto tra le dimensioni delle memorie di ieri e di oggi

Anni Anni Anni Anni ‘‘‘‘70707070128 Byte = 1024 bit128 Byte = 1024 bit128 Byte = 1024 bit128 Byte = 1024 bit

cm 13cm 13cm 13cm 13Nel 2004Nel 2004Nel 2004Nel 2004Scheda di memoria da 4 Scheda di memoria da 4 Scheda di memoria da 4 Scheda di memoria da 4 GbyteGbyteGbyteGbyte, pari a 32 , pari a 32 , pari a 32 , pari a 32 GbitGbitGbitGbit,,,,

ciociociocioèèèè 32 miliardi di bit circa32 miliardi di bit circa32 miliardi di bit circa32 miliardi di bit circa

Page 20: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 20

Anni 70: a che punto era la tecnologia ?Anni 70: a che punto era la tecnologia ?Anni 70: a che punto era la tecnologia ?Anni 70: a che punto era la tecnologia ?Le schede perforateLe schede perforateLe schede perforateLe schede perforate

• AllAllAllAll’epoca i terminali erano poco diffusi, i programmi venivano epoca i terminali erano poco diffusi, i programmi venivano epoca i terminali erano poco diffusi, i programmi venivano epoca i terminali erano poco diffusi, i programmi venivano scritti, tramite macchine perforatrici, su schede che potevano scritti, tramite macchine perforatrici, su schede che potevano scritti, tramite macchine perforatrici, su schede che potevano scritti, tramite macchine perforatrici, su schede che potevano contenere al massimo 80 carattericontenere al massimo 80 carattericontenere al massimo 80 carattericontenere al massimo 80 caratteri

• In una seconda fase le schede venivano lette da apposite In una seconda fase le schede venivano lette da apposite In una seconda fase le schede venivano lette da apposite In una seconda fase le schede venivano lette da apposite macchine ed incamerate dal calcolatoremacchine ed incamerate dal calcolatoremacchine ed incamerate dal calcolatoremacchine ed incamerate dal calcolatore

Page 21: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 21

• dicembre 1969 4 nodi 56 Kbps

• luglio 1970 7 nodi

• marzo 1971 15 nodi

• aprile 1972 23 nodi

• settembre 1972 34 nodi

• gennaio 1983 >200 nodi

• gennaio 1996 100.000 nodi 1 Gbps

• Anni 2000 10 Gbps!

Oggi nel mondo abbiamo milioni di nodi !Oggi nel mondo abbiamo milioni di nodi !Oggi nel mondo abbiamo milioni di nodi !Oggi nel mondo abbiamo milioni di nodi !

Sviluppo di ARPANETSviluppo di ARPANETSviluppo di ARPANETSviluppo di ARPANET

• NFSNETNFSNETNFSNETNFSNET (mondo accademico USA)(mondo accademico USA)(mondo accademico USA)(mondo accademico USA)• HEPNETHEPNETHEPNETHEPNET (fisici delle alte energie)(fisici delle alte energie)(fisici delle alte energie)(fisici delle alte energie)• BITNETBITNETBITNETBITNET (mainframe IBM)(mainframe IBM)(mainframe IBM)(mainframe IBM)• EARN EARN EARN EARN (mondo accademico europeo)(mondo accademico europeo)(mondo accademico europeo)(mondo accademico europeo)

Nel 1983 MILNET, la rete militare USA, si stacca da ARPANET Nel 1983 MILNET, la rete militare USA, si stacca da ARPANET Nel 1983 MILNET, la rete militare USA, si stacca da ARPANET Nel 1983 MILNET, la rete militare USA, si stacca da ARPANET e nascono nuove retie nascono nuove retie nascono nuove retie nascono nuove reti

Page 22: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 22

Un poUn poUn poUn po’ di nomenclaturadi nomenclaturadi nomenclaturadi nomenclaturaLAN: Local Area Network

MAN: Metropolitan Area Network

WAN: Wide Area Network

Page 23: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 23

A A A A Los Angeles in California Los Angeles in California Los Angeles in California Los Angeles in California decollò lo strumento decollò lo strumento decollò lo strumento decollò lo strumento fondamentale che favorfondamentale che favorfondamentale che favorfondamentale che favorìììì la comunicazione di la comunicazione di la comunicazione di la comunicazione di

messaggi in tempo reale e a costi irrisori: messaggi in tempo reale e a costi irrisori: messaggi in tempo reale e a costi irrisori: messaggi in tempo reale e a costi irrisori: la POSTA ELETTRONICAla POSTA ELETTRONICAla POSTA ELETTRONICAla POSTA ELETTRONICA

Quando Quando Quando Quando èèèè nata la MAIL? nata la MAIL? nata la MAIL? nata la MAIL? ---- nel 1977 nel 1977 nel 1977 nel 1977 ----

Page 24: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 24

Anni 70: le prime reti a contesaAnni 70: le prime reti a contesaAnni 70: le prime reti a contesaAnni 70: le prime reti a contesa

• nacquero negli anni 70 presso nacquero negli anni 70 presso nacquero negli anni 70 presso nacquero negli anni 70 presso llll’’’’UniversitUniversitUniversitUniversitàààà delle delle delle delle HawaiiHawaiiHawaiiHawaii

• basate su basate su basate su basate su sistemi radiosistemi radiosistemi radiosistemi radio, servivano per collegare i , servivano per collegare i , servivano per collegare i , servivano per collegare i computer dei militari dislocati sulle varie isole computer dei militari dislocati sulle varie isole computer dei militari dislocati sulle varie isole computer dei militari dislocati sulle varie isole

• i primi a produrre uno standard che porteri primi a produrre uno standard che porteri primi a produrre uno standard che porteri primi a produrre uno standard che porteràààà alla alla alla alla nascita delle reti nascita delle reti nascita delle reti nascita delle reti ETHERNETETHERNETETHERNETETHERNET furono:furono:furono:furono:

– DigitalDigitalDigitalDigital– IntelIntelIntelIntel– XeroxXeroxXeroxXerox HawaiiHawaii

Page 25: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 25

ALOHA puroALOHA puro

Ideato da Ideato da Norman Norman AbramsonAbramson, i calcolatori , i calcolatori iniziavano la trasmissione iniziavano la trasmissione radioradio ogni ogni qualvolta che avevano un messaggio da qualvolta che avevano un messaggio da spedire spedire senza controllaresenza controllare se altre stazioni se altre stazioni stavano facendo altrettanto, in caso di stavano facendo altrettanto, in caso di collisione la trasmissione veniva ripetuta collisione la trasmissione veniva ripetuta dopo un tempo di attesa casualedopo un tempo di attesa casuale

Page 26: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 26

ALOHA a slotALOHA a slotIdeato da Ideato da RobertsRoberts, prevedeva una , prevedeva una macchina il cui compito era quello di macchina il cui compito era quello di fungere da orologio scandendo il tempo fungere da orologio scandendo il tempo emettendo segnali emettendo segnali radioradio ad intervalli ad intervalli (slot) regolari, tutti gli altri computer (slot) regolari, tutti gli altri computer potevano trasmettere solo a partire potevano trasmettere solo a partire dalldall’’inizio di un nuovo slot. Questo inizio di un nuovo slot. Questo sistema forniva sistema forniva prestazioni doppieprestazioni doppierispetto ad rispetto ad ALOHA puroALOHA puro..

Page 27: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 27

La rete EthernetLa rete Ethernet

Digital, Intel e Xerox Digital, Intel e Xerox produssero uno produssero uno standard che diventerstandard che diventeràà la base dellla base dell’’ISOISO--IEEE 802.3IEEE 802.3

Page 28: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 28

Evoluzione velocitEvoluzione velocitàà di calcolodi calcolo

-- Anni Anni ’’70: un70: un’’istruzione in 100 nanosecondiistruzione in 100 nanosecondi-- oggi: unoggi: un’’struzionestruzione in 1 nanosecondoin 1 nanosecondo

Page 29: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 29

Evoluzione velocitEvoluzione velocitàà trasmissione datitrasmissione dati

•• Anni Anni ’’70: collegamenti a 56 70: collegamenti a 56 kbpskbps•• Anni Anni ’’90: collegamenti a 1 90: collegamenti a 1 GbpsGbps•• Oggi: collegamenti a 10 Oggi: collegamenti a 10 GbpsGbps

Page 30: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 30

Evoluzione velocitEvoluzione velocitàà reti localireti locali

• Token Ring 4 Mbps

• Ethernet 10 Mbps

• Token Ring 16 Mbps

• FDDI 100 Mbps

• Fast Ethernet 100 Mbps

• Gigabit Ethernet 1 Gbps

• Myrinet 10 Gbps

• Infiniband 10 Gbps

Page 31: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 31

Tipi di rete

••RetiReti diffusivediffusive ((lanlan))

••RetiReti puntopunto--puntopunto (man, (man, wanwan))

Page 32: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 32

Reti locali (LAN) a busReti locali (LAN) a busReti locali (LAN) a busReti locali (LAN) a busReti locali (LAN) a busReti locali (LAN) a busReti locali (LAN) a busReti locali (LAN) a bus

Page 33: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 33

CSMA/CD CSMA/CD ((CarrierCarrier SenseSense Multiple Access / Multiple Access / CollisionCollision Detection)Detection)

per un cavo coassiale di 1 km, il tempo di per un cavo coassiale di 1 km, il tempo di propagazione di un segnale elettrico propagazione di un segnale elettrico èè di circa di circa 55µµµµµµµµsecsec

per rilevare unper rilevare un’’eventuale collisione bisogna eventuale collisione bisogna attendere 10attendere 10µµµµµµµµsecsec

questo intervallo di 10 microquesto intervallo di 10 micro--secondi viene secondi viene chiamato chiamato slot slot di contesadi contesa

Page 34: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 34

Confronto tra Confronto tra algoritmi a algoritmi a contesacontesa

Page 35: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 35

BINARY EXPONENTIAL BACKOF ALGORITHMBINARY EXPONENTIAL BACKOF ALGORITHM

n. collisionin. collisioni112233ii

dopo 10dopo 101616

slot di contesaslot di contesa0 0 ÷÷ 110 0 ÷÷ 33

0 0 ÷÷ 2233--110 0 ÷÷ 22ii--110 0 ÷÷ 10231023impossibileimpossibile

Page 36: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 36

EFFICIENZA DI UN CANALE A CONTESAEFFICIENZA DI UN CANALE A CONTESA

Tempo trasmissione pacchettoTempo trasmissione pacchetto--------------------------------------------------------------------------------------Tempo trasmissione pacchetto + tempo contesa medioTempo trasmissione pacchetto + tempo contesa medio

11

.5.5

1616 256256

1024 byte1024 byte512 byte512 byte128 byte128 byte64 byte64 byte

Page 37: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 37

La rete ad anello TOKEN RING La rete ad anello TOKEN RING ISOISO--IEEE 802.5IEEE 802.5

•• tokentoken: sequenza precisa di bit: sequenza precisa di bit•• il nodo restituisce il il nodo restituisce il tokentoken: non deve trasmettere: non deve trasmettere•• il nodo restituisce una propria sequenza per impossessarsi il nodo restituisce una propria sequenza per impossessarsi

del mezzo trasmissivodel mezzo trasmissivo•• quando la spedizione quando la spedizione èè terminata il nodo restituisce il terminata il nodo restituisce il tokentoken•• la stazione successiva acquisisce eventualmente il diritto di la stazione successiva acquisisce eventualmente il diritto di

spedirespedire•• non esiste contesanon esiste contesa•• non esistono collisioninon esistono collisioni

Esempio di rete ad anello Rete ad anello con uso di un concentratore

Page 38: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 38

La rete ad anello FDDILa rete ad anello FDDI(ANSI X3T9.5 (ANSI X3T9.5 -- FiberFiber DistributedDistributed Data Interface)Data Interface)

•• velocitvelocitàà 100 Mbps100 Mbps•• può coprire distanze fino a 200 kmpuò coprire distanze fino a 200 km•• può sostenere fino a 1000 stazionipuò sostenere fino a 1000 stazioni•• viene usata anche come dorsale di altre retiviene usata anche come dorsale di altre reti•• utilizza sia fibre ottiche che cavo in rameutilizza sia fibre ottiche che cavo in rame•• fa uso ridondante di due anellifa uso ridondante di due anelli•• su un anello possono correre pisu un anello possono correre piùù pacchetti contemporaneamentepacchetti contemporaneamente

Page 39: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 39

Le schede di rete Ethernet di un tempoLe schede di rete Ethernet di un tempo

ThinThin ((BncBnc))ThickThick (AUI)(AUI)

UTPUTP

Page 40: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 40

La rete senza fili (wireless o La rete senza fili (wireless o La rete senza fili (wireless o La rete senza fili (wireless o La rete senza fili (wireless o La rete senza fili (wireless o La rete senza fili (wireless o La rete senza fili (wireless o wifiwifiwifiwifiwifiwifiwifiwifi))))))))

Wireless Lan Wireless Lan Wireless Lan Wireless Lan Wireless Lan Wireless Lan Wireless Lan Wireless Lan adapteradapteradapteradapteradapteradapteradapteradapter

Page 41: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 41

Le schede di rete EthernetLe schede di rete Ethernet

Hanno allHanno all’’interno un codice univoco (interno un codice univoco (ethernet ethernet addressaddress o MAC o MAC addressaddress) d) d’’identificazione la cui identificazione la cui numerazione numerazione èè gestita a livello mondiale. gestita a livello mondiale.

Il MAC Il MAC addressaddress èè formato da formato da sei bytesei byte e viene e viene usato dai protocolli di rete al momento dusato dai protocolli di rete al momento d’’impostare impostare le informazioni identificative per instaurare una le informazioni identificative per instaurare una comunicazione.comunicazione.

Questa Questa univocitunivocitàà evita evita eventualieventuali malfunzionamentimalfunzionamentidovuti a calcolatori che si potrebbero dichiarare dovuti a calcolatori che si potrebbero dichiarare alla rete con lo stesso indirizzo fisico. alla rete con lo stesso indirizzo fisico.

Page 42: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 42

Il cablaggio di reteIl cablaggio di rete

Page 43: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 43

Coassiali, doppini e fibre otticheCoassiali, doppini e fibre ottiche

Page 44: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 44

Mezzi trasmissivi elettriciMezzi trasmissivi elettrici

I mezzi trasmissivi elettrici rappresentano I mezzi trasmissivi elettrici rappresentano ancora oggi il mezzo piancora oggi il mezzo piùù diffuso, e diffuso, e nell'ambito delle reti locali assumono nell'ambito delle reti locali assumono fondamentale importanza per la fondamentale importanza per la realizzazione di infrastrutture per la realizzazione di infrastrutture per la trasmissione di segnali all'interno degli trasmissione di segnali all'interno degli edifici.edifici.

Page 45: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 45

Dovendo trasportare il segnale in forma di Dovendo trasportare il segnale in forma di energia elettrica, energia elettrica, èè necessario che il mezzo necessario che il mezzo abbia le seguenti caratteristiche:abbia le seguenti caratteristiche:

–– massimamassima la la trasmissionetrasmissione dell'energia da un estremo dell'energia da un estremo all'altro;all'altro;

–– minimaminima la la dissipazionedissipazione in altre forme (ad esempio in altre forme (ad esempio calore, irradiazione elettromagnetica);calore, irradiazione elettromagnetica);

–– la la forma d'ondaforma d'onda resti il piresti il piùù possibile possibile inalteratainalterata..

Mezzi trasmissivi elettriciMezzi trasmissivi elettrici

Page 46: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 46

I coassialiI coassiali

Page 47: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 47

Le prime tecniche di trasmissione dei Le prime tecniche di trasmissione dei segnali digitali erano basate sul medesimo segnali digitali erano basate sul medesimo principio: si portava il riferimento di principio: si portava il riferimento di tensione da trasmettitore a ricevitore tensione da trasmettitore a ricevitore tramite un conduttore, e il segnale (o i tramite un conduttore, e il segnale (o i segnali) su un altro conduttore (o su pisegnali) su un altro conduttore (o su piùùd'uno). Questa tecnica di trasmissione d'uno). Questa tecnica di trasmissione èèdetta detta sbilanciatasbilanciata ((LongitudinalLongitudinal modemode).).

Trasmissione sbilanciataTrasmissione sbilanciata

Page 48: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 48

Disturbi sui segnaliDisturbi sui segnali

Il conduttore che trasporta il segnale si comporta Il conduttore che trasporta il segnale si comporta da antenna nei confronti dei campi elettromagnetici da antenna nei confronti dei campi elettromagnetici in cui in cui èè immerso e quindi si hanno:immerso e quindi si hanno:

——disturbi provenienti da altri conduttoridisturbi provenienti da altri conduttori——disturbi provenienti da impianti elettricidisturbi provenienti da impianti elettrici——disturbi provenienti da trasmissioni radio e TV, ecc.disturbi provenienti da trasmissioni radio e TV, ecc.

Page 49: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 49

Il foglio o la calza metallica che avvolge Il foglio o la calza metallica che avvolge il cavo coassiale svolge la triplice il cavo coassiale svolge la triplice funzione di:funzione di:

–– conduttoreconduttore per il ritorno della corrente per il ritorno della corrente del segnaledel segnale

–– riferimento di tensioneriferimento di tensione–– gabbia di Faradaygabbia di Faraday, cio, cioèè schermatura, schermatura, per il conduttore internoper il conduttore interno

Il coassialeIl coassiale

Page 50: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 50

Il cavo coassialeIl cavo coassiale

Il cavo coassiale ha avuto per lungo tempo notevole Il cavo coassiale ha avuto per lungo tempo notevole diffusione nelle reti locali.diffusione nelle reti locali.

Oggi Oggi èè::

—— caduto in disuso nelle LANcaduto in disuso nelle LAN—— eliminato dallo standard ISO/IEC 11801 per i eliminato dallo standard ISO/IEC 11801 per i

cablaggi strutturaticablaggi strutturati—— sostituito dalle fibre ottiche nella fascia ad alte sostituito dalle fibre ottiche nella fascia ad alte

prestazioniprestazioni—— sostituito dai doppini nella fascia a medie sostituito dai doppini nella fascia a medie

prestazioniprestazioni

Page 51: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 51

Cavo 10Base5Cavo 10Base5

sinonimi: sinonimi: cavo cavo thickthicktipo di cavo: tipo di cavo: coassiale grossocoassiale grossovelocitvelocitàà: : 10 Mbps10 Mbpslunghezza max: lunghezza max: 500 500 mtmtn. attacchi:n. attacchi: maxmax 100100

cavo giallocavo giallo

Page 52: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 52

Cavo Cavo tranceivertranceiver

sinonimi: sinonimi: drop drop cablecablelunghezza lunghezza maxmax: : 50 50 mtmtConnettore:Connettore: 15 poli detto THICK o AUI15 poli detto THICK o AUI

ATTACCO TRANCEIVERATTACCO TRANCEIVER:: collega il cavo 10Base5 (cavo giallo) con il collega il cavo 10Base5 (cavo giallo) con il cavo cavo tranceivertranceiver (cavo bianco)(cavo bianco)

cavo biancocavo bianco

Page 53: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 53

Cavo 10Base2Cavo 10Base2

sinonimi: sinonimi: cavo THINcavo THINtipo di cavo: tipo di cavo: coassiale sottilecoassiale sottilevelocitvelocitàà: : 10 Mbps10 Mbpslunghezza lunghezza maxmax: : 200 m.200 m.n. attacchi:n. attacchi: maxmax 3030connettore:connettore: BNCBNC

Page 54: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 54

Considerazioni sui coassialiConsiderazioni sui coassiali

Rispetto al 10Base5 il Rispetto al 10Base5 il 10Base210Base2 ha il ha il vantaggio di essere pivantaggio di essere piùù maneggevolemaneggevole ma ha lo ma ha lo svantaggio di poter gestire un numero svantaggio di poter gestire un numero inferiore di attacchi. inferiore di attacchi.

Dei coassiali Dei coassiali èè difficile difficile ll’’individuazioneindividuazione di di eventuali eventuali rotturerotture sul cavo. sul cavo.

Una tecnica nota Una tecnica nota come come riflessometriariflessometria a a dominio di tempodominio di tempo consente lconsente l’’individuazione di individuazione di interruzioni sul cavo cronometrando interruzioni sul cavo cronometrando ll’’intervallo tra la spedizione di un impulso e il intervallo tra la spedizione di un impulso e il suo ritorno. suo ritorno.

Page 55: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 55

I doppiniI doppini

Page 56: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 56

Connessione al Cavo GialloConnessione al Cavo GialloConnessione al Cavo GialloConnessione al Cavo GialloConnessione al Cavo GialloConnessione al Cavo GialloConnessione al Cavo GialloConnessione al Cavo Giallo

con lcon lcon lcon lcon lcon lcon lcon l’’’’’’’’attuale e minuscolo connettore attuale e minuscolo connettore attuale e minuscolo connettore attuale e minuscolo connettore attuale e minuscolo connettore attuale e minuscolo connettore attuale e minuscolo connettore attuale e minuscolo connettore RJ45RJ45RJ45RJ45RJ45RJ45RJ45RJ45

Confrontiamo il vecchio e grossoConfrontiamo il vecchio e grossoConfrontiamo il vecchio e grossoConfrontiamo il vecchio e grossoConfrontiamo il vecchio e grossoConfrontiamo il vecchio e grossoConfrontiamo il vecchio e grossoConfrontiamo il vecchio e grossoTranceiverTranceiverTranceiverTranceiverTranceiverTranceiverTranceiverTranceiver ……………………

Scheda di Scheda di Scheda di Scheda di rete rete rete rete

EthernetEthernetEthernetEthernet

Page 57: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 57

•• La tecnica alternativa alla trasmissione La tecnica alternativa alla trasmissione sbilanciata sbilanciata èè la la trasmissione bilanciatatrasmissione bilanciata((differentialdifferential modemode). ).

•• Essa consiste nell'utilizzare due Essa consiste nell'utilizzare due conduttori perfettamente simmetrici conduttori perfettamente simmetrici (detti "coppia"), sui quali viene inviato lo (detti "coppia"), sui quali viene inviato lo stesso segnale elettrico, ma in stesso segnale elettrico, ma in opposizione di fase.opposizione di fase.

Trasmissione bilanciataTrasmissione bilanciata

Page 58: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 58

•• Il vantaggio rispetto alla trasmissione Il vantaggio rispetto alla trasmissione sbilanciata consiste nell'assenza della sbilanciata consiste nell'assenza della tensione di riferimento che deve essere tensione di riferimento che deve essere identica per ricevitore e trasmettitore.identica per ricevitore e trasmettitore.

•• Nella trasmissione bilanciata, il segnale Nella trasmissione bilanciata, il segnale èèricostruito per differenza delle tensioni ricostruito per differenza delle tensioni presenti sui due conduttori della coppia.presenti sui due conduttori della coppia.

Vantaggi della trasmissione bilanciataVantaggi della trasmissione bilanciata

Page 59: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 59

Presupposto fondamentale per la trasmissione Presupposto fondamentale per la trasmissione bilanciata bilanciata èè che i due conduttori siano che i due conduttori siano perfettamente simmetrici rispetto a qualsiasi perfettamente simmetrici rispetto a qualsiasi punto dello spazio, in modo da annullare sia punto dello spazio, in modo da annullare sia l'emissione che la sensibilitl'emissione che la sensibilitàà ai disturbi ai disturbi elettromagnetici.elettromagnetici.

Trasmissione bilanciataTrasmissione bilanciata

Page 60: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 60

La perfetta simmetria potrebbe essere La perfetta simmetria potrebbe essere raggiunta soltanto se i due conduttori raggiunta soltanto se i due conduttori coincidessero, cosa irrealizzabile per il coincidessero, cosa irrealizzabile per il limite minimo nelle dimensioni fisiche e limite minimo nelle dimensioni fisiche e per la necessitper la necessitàà di interporre fra essi di interporre fra essi del materiale isolante, ma può essere del materiale isolante, ma può essere approssimata ritorcendo i due conduttori. approssimata ritorcendo i due conduttori.

Trasmissione bilanciataTrasmissione bilanciata

Page 61: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 61

Si realizza cosSi realizza cosìì il "doppino ritortoil "doppino ritorto””((twistedtwisted pairpair, TP):, TP):

Il doppino ritorto Il doppino ritorto

Page 62: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 62

SchermaturaSchermatura

•• ÈÈ in continua crescita l'attenzione al problema dei in continua crescita l'attenzione al problema dei disturbi elettromagnetici (disturbi elettromagnetici (EMIEMI -- ElectroElectro MagneticMagneticInterferenceInterference), dei quali le reti locali sono al ), dei quali le reti locali sono al contempo vittime e sorgenti. contempo vittime e sorgenti.

•• Con la presenza di schermi e con una corretta Con la presenza di schermi e con una corretta messa messa a terraa terra si possono ridurre drasticamente la si possono ridurre drasticamente la sensibilitsensibilitàà e l'emissione di disturbi elettromagnetici, e l'emissione di disturbi elettromagnetici, e possono migliorare anche notevolmente le e possono migliorare anche notevolmente le caratteristiche elettriche di un cavo.caratteristiche elettriche di un cavo.

Page 63: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 63

•• fogliofoglio ((foilfoil): si tratta normalmente di un ): si tratta normalmente di un foglio di alluminio o di foglio di alluminio o di mylarmylar alluminato, molto alluminato, molto sottile (da 0.05 mm a 0.2 mm) che avvolge il sottile (da 0.05 mm a 0.2 mm) che avvolge il cavo immediatamente sotto alla guaina di cavo immediatamente sotto alla guaina di protezione esterna.protezione esterna.

•• calzacalza ((braidbraid): si tratta di una ): si tratta di una trecciolatrecciola di fili di fili di rame che avvolgono il cavo in due direzioni di rame che avvolgono il cavo in due direzioni opposte. Presenta una opposte. Presenta una conducibilitconducibilitàà molto molto miglioremigliore del foglio di alluminio, ma la del foglio di alluminio, ma la copertura non copertura non èè completacompleta, in quanto in , in quanto in corrispondenza degli intrecci rimangono corrispondenza degli intrecci rimangono inevitabilmente dei fori nello schermo.inevitabilmente dei fori nello schermo.

SchermatureSchermature

Page 64: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 64

VelocitVelocitàà di propagazione di un segnale elettricodi propagazione di un segnale elettrico

•• La velocitLa velocitàà della luce nel vuoto della luce nel vuoto èè di circa di circa 300.000 Km/s300.000 Km/s..

•• Per i cavi in rame la velocitPer i cavi in rame la velocitàà di un segnale di un segnale elettrico elettrico èè di circa di circa 200.000 Km/s200.000 Km/s..

Page 65: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 65

I doppiniI doppini

Il doppino Il doppino èè il mezzo trasmissivo classico della il mezzo trasmissivo classico della

telefoniatelefonia e consiste in due fili di rame ricoperti da e consiste in due fili di rame ricoperti da

una guaina isolante e ritorti (o "binati" o "una guaina isolante e ritorti (o "binati" o "twistedtwisted") ")

detti comunemente "coppia" (detti comunemente "coppia" (pairpair, in inglese, da cui , in inglese, da cui

twistedtwisted pairpair o TP).o TP).

Page 66: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 66

Esistono varie versioni di doppiniEsistono varie versioni di doppiniSTPSTP ((ShieldedShielded TwistedTwisted PairPair), ), versione con uno schermo per versione con uno schermo per ogni coppia piogni coppia piùù uno schermo uno schermo globaleglobale

Screened Screened FTPFTP (Foiled Twisted (Foiled Twisted PairPair) o S) o S--UTP , versione con un UTP , versione con un unico schermo (normalmente in unico schermo (normalmente in foglio di alluminio) per tutto il foglio di alluminio) per tutto il cavocavo

UTP UTP ((UnshieldedUnshielded TwistedTwisted PairPair) ) versione non schermataversione non schermata

Page 67: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 67

Categorie doppiniCategorie doppiniLa categoria 1La categoria 1 (Telecommunication) comprende i cavi adatti unicamente a telefo(Telecommunication) comprende i cavi adatti unicamente a telefonia nia

analogica.analogica.

La categoria 2La categoria 2 (Low (Low SpeedSpeed Data) comprende i cavi per telefonia analogica e digitale Data) comprende i cavi per telefonia analogica e digitale

(ISDN) e trasmissione dati a bassa velocit(ISDN) e trasmissione dati a bassa velocitàà (per esempio linee seriali).(per esempio linee seriali).

La categoria 3La categoria 3 (High Speed Data) (High Speed Data) èè la prima categoria di cavi adatti a realizzare reti la prima categoria di cavi adatti a realizzare reti

locali fino a 10 Mb/s, in particolare per soddisfare gli standarlocali fino a 10 Mb/s, in particolare per soddisfare gli standard 10BaseT di 802.3 e d 10BaseT di 802.3 e

TokenToken--RingRing a 4Mb/s.a 4Mb/s.

La categoria 4La categoria 4 (Low Loss, High Performance Data) comprende i cavi per LAN (Low Loss, High Performance Data) comprende i cavi per LAN TokenToken--

RingRing fino a 16 Mb/s.fino a 16 Mb/s.

La categoria 5La categoria 5 (Low Loss, (Low Loss, ExtendedExtended FrequencyFrequency, High Performance Data) comprende i , High Performance Data) comprende i

migliori cavi disponibili, per applicazioni fino a 100 Mb/s, su migliori cavi disponibili, per applicazioni fino a 100 Mb/s, su distanze di 100 metridistanze di 100 metri

La categoria 5E La categoria 5E migliora le prestazioni dei cavi in categoria 5.migliora le prestazioni dei cavi in categoria 5.

La categoria 6 La categoria 6 ratificata il 5 giugno 2003, raddoppia le prestazioni dei cavi ratificata il 5 giugno 2003, raddoppia le prestazioni dei cavi di di

categoria 5E.categoria 5E.

Page 68: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 68

Doppini di nuova generazioneDoppini di nuova generazione

Sul mercato sono attualmente presenti Sul mercato sono attualmente presenti molti cavi omologati in molti cavi omologati in categoria 5categoria 5 o o superiore superiore (Cat. 5 E(Cat. 5 E).).

I I connettori che si attestano ai doppini connettori che si attestano ai doppini si chiamano si chiamano RJ45RJ45

Page 69: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 69

Le fibre otticheLe fibre ottiche

Page 70: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 70

Nascita delle fibre otticheNascita delle fibre ottiche

•• Per lo sfruttamento delle fibre ottiche, i Per lo sfruttamento delle fibre ottiche, i primi cavi sono diventati operativi tra il primi cavi sono diventati operativi tra il 1973 e il 19761973 e il 1976..

•• La fine degli anni ottanta ha segnato la La fine degli anni ottanta ha segnato la maturitmaturitàà delle fibre ottiche, e a partire delle fibre ottiche, e a partire dall'inizio degli dall'inizio degli anni novantaanni novanta esse sono esse sono state impiegate anche per le state impiegate anche per le reti localireti locali..

Page 71: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 71

Il vetro, se stirato a dimensioni micrometriche, Il vetro, se stirato a dimensioni micrometriche, perde la sua caratteristica di fragilitperde la sua caratteristica di fragilitàà e e diventa un filo flessibile e robusto.diventa un filo flessibile e robusto.

Caratteristiche delle fibre otticheCaratteristiche delle fibre ottiche

Page 72: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 72

Una fibra ottica si presenta come un sottile filo Una fibra ottica si presenta come un sottile filo di materiale vetroso costituito da due parti: la di materiale vetroso costituito da due parti: la pipiùù interna prende il nome di nucleo (interna prende il nome di nucleo (corecore), e ), e l'esterna di mantello (l'esterna di mantello (claddingcladding))

Le fibre otticheLe fibre ottiche

Page 73: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 73

•• Il core ed il Il core ed il claddingcladding hanno hanno indici di indici di rifrazionerifrazione diversi, ed il primo diversi, ed il primo èè pipiùù denso denso del secondo. del secondo.

•• La differenza negli indici di rifrazione La differenza negli indici di rifrazione determina la possibilitdetermina la possibilitàà di mantenere la di mantenere la luce totalmente confinataluce totalmente confinata all'interno del all'interno del core.core.

Core e Core e CladdingCladding

Page 74: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 74

Il grande successo delle fibre ottiche Il grande successo delle fibre ottiche èè dovuto a diversi dovuto a diversi fattori tra cui:fattori tra cui:

•• totale immunittotale immunitàà da disturbi elettromagnetici, non da disturbi elettromagnetici, non impiegando materiali conduttori, e trasportando particelle impiegando materiali conduttori, e trasportando particelle (fotoni) elettricamente neutre;(fotoni) elettricamente neutre;

•• alta capacitalta capacitàà trasmissiva;trasmissiva;•• bassa attenuazione: alcuni decimi di dB/Km;bassa attenuazione: alcuni decimi di dB/Km;•• dimensioni ridottissime. dimensioni ridottissime.

I vantaggi delle fibre otticheI vantaggi delle fibre ottiche

Page 75: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 75

Per contro, le fibre ottiche sono unicamente Per contro, le fibre ottiche sono unicamente adatte a collegamenti puntoadatte a collegamenti punto--punto, non essendo punto, non essendo possibile prelevare o inserire il segnale in un possibile prelevare o inserire il segnale in un punto intermedio, cosa invece possibile con mezzi punto intermedio, cosa invece possibile con mezzi trasmissivi elettrici.trasmissivi elettrici.

Gli svantaggi delle fibre otticheGli svantaggi delle fibre ottiche

Page 76: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 76

•• PerchPerchéé fra il core e il fra il core e il claddingcladding avvenga la avvenga la riflessione totale dei raggi luminosi riflessione totale dei raggi luminosi èènecessario che essi siano introdotti ad necessario che essi siano introdotti ad una estremituna estremitàà ottica ottica entro un certo entro un certo angoloangolo di accettazione della fibradi accettazione della fibra

•• Tanto maggiore sarTanto maggiore saràà l'angolo di l'angolo di accettazione tanto piaccettazione tanto piùù alta saralta saràà la la quantitquantitàà di lucedi luce che si riesce ad che si riesce ad introdurre .introdurre .

Le fibre otticheLe fibre ottiche

Page 77: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 77

Le fibre otticheLe fibre ottiche

Page 78: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 78

Le fibre Le fibre multimodalimultimodali si dividono, a si dividono, a seconda del profilo radiale dell'indice di seconda del profilo radiale dell'indice di rifrazione, in:rifrazione, in:

–– fibre fibre stepstep--indexindex–– fibre fibre gradedgraded--indexindex

Le fibre otticheLe fibre ottiche

Page 79: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 79

•• Le fibre Le fibre stepstep--indexindex sono caratterizzate sono caratterizzate da un indice di rifrazione costante fra il da un indice di rifrazione costante fra il centro e la periferia del core. centro e la periferia del core.

•• LL’’indice di rifrazione decresce indice di rifrazione decresce bruscamente con un gradino (bruscamente con un gradino (stepstep) ) entrando nel entrando nel claddingcladding..

Le fibre otticheLe fibre ottiche

Page 80: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 80

Nelle fibre ottiche a profilo d'indice graduale o Nelle fibre ottiche a profilo d'indice graduale o gradedgraded--indexindex, il profilo d'indice di rifrazione , il profilo d'indice di rifrazione varia gradualmente lungo il diametro della fibra, varia gradualmente lungo il diametro della fibra, passando da un valore massimo al centro del passando da un valore massimo al centro del core e decrescendo gradualmente sino ad core e decrescendo gradualmente sino ad assumere un valore minimo al confine fra core e assumere un valore minimo al confine fra core e claddingcladding..

Le fibre otticheLe fibre ottiche

Page 81: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 81

Il fenomeno della Il fenomeno della dispersione dispersione modalemodale èè molto molto pipiùù accentuatoaccentuato nelle nelle fibre fibre stepstep--indexindex rispetto alle fibre rispetto alle fibre gradedgraded--indexindex..

Le fibre otticheLe fibre ottiche

Page 82: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 82

•• La soluzione definitiva al problema della dispersione La soluzione definitiva al problema della dispersione modale modale èè quella di quella di ridurreridurre fortemente (fino a 8fortemente (fino a 8--10 mm) 10 mm) la la dimensione del coredimensione del core, per consentire la propagazione dei , per consentire la propagazione dei raggi di un solo modoraggi di un solo modo

•• Si ottengono cosSi ottengono cosìì fibre con cono di accettazione molto fibre con cono di accettazione molto ridotto, detteridotto, dette monomodalimonomodali, nelle quali la fibra ottica si , nelle quali la fibra ottica si comporta come una guida d'onda ammettendo una sola comporta come una guida d'onda ammettendo una sola modalitmodalitàà propagativapropagativa..

Le fibre otticheLe fibre ottiche

Page 83: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 83

•• Bisogna tenere in considerazione la dispersione Bisogna tenere in considerazione la dispersione cromatica, dovuta alla presenza di raggi a cromatica, dovuta alla presenza di raggi a diversa lunghezza d'onda (e quindi di diversi diversa lunghezza d'onda (e quindi di diversi colori, trattandosi di luce); colori, trattandosi di luce);

•• per questo, mentre sulle fibre per questo, mentre sulle fibre multimodalimultimodali si si può trasmettere mediante normali può trasmettere mediante normali LEDLED (ad (ad ampio spettro di emissione), ampio spettro di emissione), ……

Le fibre otticheLe fibre ottiche

Page 84: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 84

•• …… in quelle in quelle monomodalimonomodali occorre utilizzare dei occorre utilizzare dei laserlaser, pi, piùù sofisticati e costosi, ma pisofisticati e costosi, ma piùù precisi precisi (con emissione di luce monocromatica e (con emissione di luce monocromatica e coerente).coerente).

•• Evitando le dispersioni multimodale e cromatica Evitando le dispersioni multimodale e cromatica si può trasmettere a velocitsi può trasmettere a velocitàà superiori e su superiori e su distanze pidistanze piùù lunghe.lunghe.

Le fibre otticheLe fibre ottiche

Page 85: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 85

I Terminal ServerI Terminal Server

••Sono dispositivi di rete costituiti da un insieme Sono dispositivi di rete costituiti da un insieme dd’’interfacce interfacce serialiseriali cui cui èè possibile collegare stampanti possibile collegare stampanti e terminali. e terminali.

••I terminali sono apparecchiature relativamente I terminali sono apparecchiature relativamente economiche costituite da un economiche costituite da un monitormonitor una una tastieratastiera e un e un hardwarehardware di comunicazione. di comunicazione.

••Protocolli di rete creati ad hoc per i terminal server Protocolli di rete creati ad hoc per i terminal server consentono il collegamento tra consentono il collegamento tra terminaliterminali e e calcolatoricalcolatorinonchnonchéé la possibilitla possibilitàà da parte di questi ultimi di poter da parte di questi ultimi di poter condividere le condividere le stampantistampanti collegate ai terminal server.collegate ai terminal server.

Page 86: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 86

I Terminal ServerI Terminal Server

Queste apparecchiature sono andate in disuso Queste apparecchiature sono andate in disuso perchperchéé basate su collegamenti basate su collegamenti serialiseriali le cui le cui prestazioni sono dellprestazioni sono dell’’ordine delle ordine delle decine di decine di kbpskbps, , troppo basse per le attuali esigenze. troppo basse per le attuali esigenze.

Oggi la tendenza Oggi la tendenza èè avere collegamenti basati su avere collegamenti basati su interfaccia interfaccia EthernetEthernet con prestazioni di con prestazioni di 100 Mbps100 Mbps..

I terminali, incapaci di fornire grafica e che I terminali, incapaci di fornire grafica e che lavorano con la sola modalitlavorano con la sola modalitàà testo, sono stati testo, sono stati progressivamente sostituiti prima dagli progressivamente sostituiti prima dagli XX--TerminalTerminale poi dai e poi dai personal computerpersonal computer. .

Page 87: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 87

I I repeaterrepeater

I I repeaterrepeater ““simulanosimulano”” pipiùù attacchi al cavo giallo attacchi al cavo giallo

Page 88: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 88

Collegamento tra retiCollegamento tra reti

Le reti locali sinora Le reti locali sinora esaminate hanno dei esaminate hanno dei limiti in termini di limiti in termini di distanze massime distanze massime ammesse, carico ammesse, carico massimo sopportato e massimo sopportato e numero massimo di numero massimo di sistemi collegabili.sistemi collegabili.

Page 89: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 89

Quando si vuole oltrepassare uno o piQuando si vuole oltrepassare uno o piùù di di tali limiti, bisogna creare una rete locale tali limiti, bisogna creare una rete locale estesa (a volte indicata con le sigle estesa (a volte indicata con le sigle ELAN, XLAN o BLAN) interconnettendo ELAN, XLAN o BLAN) interconnettendo tra loro pitra loro piùù LAN per mezzo di bridgeLAN per mezzo di bridge

Reti locali esteseReti locali estese

Page 90: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 90

Nella figura Nella figura èè rappresentato lo schema rappresentato lo schema logico di una BLAN. Le due LAN sono logico di una BLAN. Le due LAN sono messe in grado di comunicare da un messe in grado di comunicare da un bridge.bridge.

Interconnessione di LAN tramite BridgeInterconnessione di LAN tramite Bridge

bridgebridge

Page 91: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 91

•• I bridge ritrasmettono solo i pacchetti I bridge ritrasmettono solo i pacchetti che devono effettivamente transitare da che devono effettivamente transitare da una LAN ad un'altra LAN, mantenendo una LAN ad un'altra LAN, mantenendo separati i traffici locali delle singole LAN separati i traffici locali delle singole LAN che interconnettono.che interconnettono.

•• Questa funzionalitQuesta funzionalitàà, detta di "filtraggio" , detta di "filtraggio" ((filteringfiltering), permette di ottenere un ), permette di ottenere un traffico globale sulla BLAN superiore a traffico globale sulla BLAN superiore a quello massimo ammesso per ogni singola quello massimo ammesso per ogni singola LAN.LAN.

Interconnessione di LAN tramite BridgeInterconnessione di LAN tramite Bridge

Page 92: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 92

•• Tale ritrasmissione avviene con una Tale ritrasmissione avviene con una modalitmodalitàà di "di "storestore and and forwardforward", cio", cioèè il il pacchetto pacchetto èè ricevuto dal bridge, e poi ricevuto dal bridge, e poi eventualmente ritrasmesso.eventualmente ritrasmesso.

•• Questo permette di superare i limiti sulle Questo permette di superare i limiti sulle distanze massime e sul numero massimo distanze massime e sul numero massimo di sistemi collegabili in una rete locale, in di sistemi collegabili in una rete locale, in quanto tali limiti sono tipicamente dettati quanto tali limiti sono tipicamente dettati dal livello fisico.dal livello fisico.

Interconnessione di LAN tramite BridgeInterconnessione di LAN tramite Bridge

Page 93: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 93

Interconnessione di LAN tramite BridgeInterconnessione di LAN tramite Bridge

••I bridge possono interconnettere Lan di tipo I bridge possono interconnettere Lan di tipo diversediverse

••un eventuale traffico intenso tra due macchine un eventuale traffico intenso tra due macchine della stessa sottorete non influenzerdella stessa sottorete non influenzeràà il resto il resto della retedella rete

••una scheda di rete in avaria disturberuna scheda di rete in avaria disturberàà solo gli solo gli utenti della sottorete dove si utenti della sottorete dove si èè verificato il verificato il problemaproblema

••con una rete ben sezionata, lcon una rete ben sezionata, l’’individuazione di individuazione di guasti da parte dei lan manager risulterguasti da parte dei lan manager risulterààenormemente facilitata.enormemente facilitata.

Page 94: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 94

•• hanno algoritmi di instradamento molto hanno algoritmi di instradamento molto semplici: ogni bridge calcola autonomamente semplici: ogni bridge calcola autonomamente le sue tabelle di instradamento senza le sue tabelle di instradamento senza interagire con gli altri bridge e con un interagire con gli altri bridge e con un algoritmo di algoritmo di routingrouting isolatoisolato

•• si utilizzano normalmente per interconnessioni si utilizzano normalmente per interconnessioni locali, anche se sono stati usati nel passato, locali, anche se sono stati usati nel passato, in modo un po' problematico, per in modo un po' problematico, per interconnessioni geografiche.interconnessioni geografiche.

Caratteristiche generali dei bridgeCaratteristiche generali dei bridge

Page 95: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 95

Prestazioni di un Bridge 802.3Prestazioni di un Bridge 802.3

Le prestazioni di un bridge sono importanti in quanto Le prestazioni di un bridge sono importanti in quanto determinano le prestazioni globali della BLAN. I determinano le prestazioni globali della BLAN. I parametri piparametri piùù importanti sono:importanti sono:

–– numero massimo di pacchetti al secondo che un numero massimo di pacchetti al secondo che un bridge può filtrare (ciobridge può filtrare (cioèè ricevere e processare);ricevere e processare);

–– numero massimo di pacchetti al secondo che un numero massimo di pacchetti al secondo che un bridge può ritrasmettere;bridge può ritrasmettere;

–– tempo medio di latenza, ciotempo medio di latenza, cioèè tempo di tempo di attraversamento del bridge da parte di un attraversamento del bridge da parte di un pacchetto.pacchetto.

Page 96: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 96

•• Per minimizzare la possibilitPer minimizzare la possibilitàà di perdita di perdita di pacchetti di pacchetti èè preferibile che un bridge preferibile che un bridge sia sia fullfull--speedspeed, cio, cioèè che i primi due che i primi due parametri siano uguali al massimo parametri siano uguali al massimo teorico.teorico.

•• Nel caso di 802.3, un bridge Nel caso di 802.3, un bridge èè fullfull--speedspeed quando quando èè in grado di inoltrare in grado di inoltrare 14.880 14.880 ppspps ((packetpacket per per secondsecond) da 64 ) da 64 byte (pacchetti pibyte (pacchetti piùù corti).corti).

Prestazioni di un Bridge 802.3Prestazioni di un Bridge 802.3

Page 97: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 97

Il tempo di latenza di un bridge esprime il Il tempo di latenza di un bridge esprime il tempo che intercorre da quando il tempo che intercorre da quando il pacchetto incomincia ad entrare nella pacchetto incomincia ad entrare nella porta ricevente a quando esso incomincia porta ricevente a quando esso incomincia ad uscire dalla porta trasmittente.ad uscire dalla porta trasmittente.

Il tempo di latenza di un bridge Il tempo di latenza di un bridge

Page 98: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 98

Il tempo di latenza non Il tempo di latenza non èè fisso, ma varia a fisso, ma varia a seconda della dimensione del pacchetto seconda della dimensione del pacchetto ricevuto: valori medi sono compresi tra 80 ricevuto: valori medi sono compresi tra 80 microsecondi e 1,2 millisecondi.microsecondi e 1,2 millisecondi.

Il tempo di latenza di un bridge Il tempo di latenza di un bridge

Page 99: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 99

Architettura fisica di un bridgeArchitettura fisica di un bridge

I bridge sono costituiti da una o piI bridge sono costituiti da una o piùù CPU, CPU, una memoria e due o piuna memoria e due o piùù interfacce che interfacce che interconnettono le LAN:interconnettono le LAN:

Page 100: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 100

Architettura fisica di un bridgeArchitettura fisica di un bridge

Page 101: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 101

•• La ROM contiene il software che realizza La ROM contiene il software che realizza tutte le funzionalittutte le funzionalitàà del bridge in del bridge in conformitconformitàà allo standard IEEE 802.1D.allo standard IEEE 802.1D.

•• La memoria RAM contiene le tabelle di La memoria RAM contiene le tabelle di instradamento, i buffer per i dati ed instradamento, i buffer per i dati ed un'area di memoria utilizzata dal un'area di memoria utilizzata dal software per le strutture dati interne.software per le strutture dati interne.

Architettura fisica di un bridgeArchitettura fisica di un bridge

Page 102: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 102

L'interfaccia L'interfaccia èè costituita per una parte costituita per una parte da dispositivi elettronici conformi ai da dispositivi elettronici conformi ai diversi standard per le LAN (ad esempio, diversi standard per le LAN (ad esempio, 802.3, 802.5, FDDI) e per la restante 802.3, 802.5, FDDI) e per la restante parte da dispositivi per la connessione ai parte da dispositivi per la connessione ai diversi mezzi trasmissivi (ad esempio: diversi mezzi trasmissivi (ad esempio: UTP, STP, fibra ottica, cavo coassiale).UTP, STP, fibra ottica, cavo coassiale).

Architettura fisica di un bridgeArchitettura fisica di un bridge

Page 103: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 103

I I repeaterrepeater e gli e gli switchswitch

••Un Un repeaterrepeater simula pisimula piùù attacchi ethernetattacchi ethernet••Uno Uno switchswitch èè un insieme di bridgeun insieme di bridge

Page 104: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 104

I sistemi a busI sistemi a bus

Nei sistemi a bus, se diversi computer comunicano Nei sistemi a bus, se diversi computer comunicano tra loro contemporaneamente, i tempi di tra loro contemporaneamente, i tempi di trasmissione si allungano e si hanno i cosiddetti trasmissione si allungano e si hanno i cosiddetti fenomeni di fenomeni di congestione della retecongestione della rete..

Page 105: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 105

Gli Gli switchswitch consentono la trasmissione separata dei consentono la trasmissione separata dei dati tra coppie di computer senza abbassamento dati tra coppie di computer senza abbassamento delle prestazioni.delle prestazioni.

Gli Gli switchswitch

100 Mbps100 Mbps 100 Mbps100 Mbps

Page 106: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 106

Dalle reti a bus alle reti a stellaDalle reti a bus alle reti a stellaDalle reti a bus alle reti a stellaDalle reti a bus alle reti a stella

Connettore di ieriConnettore di ieriConnettore di ieriConnettore di ieri

Connettore di oggiConnettore di oggiConnettore di oggiConnettore di oggi

switchswitchswitchswitch per reti a stellaper reti a stellaper reti a stellaper reti a stella

Rete a busRete a busRete a busRete a bus

Page 107: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 107

InternetInternetInternetInternetInternetInternetInternetInternet

Piano IIPiano IIPiano IIPiano IIPiano IIPiano IIPiano IIPiano II

Piano IIIPiano IIIPiano IIIPiano IIIPiano IIIPiano IIIPiano IIIPiano III

HUB di HUB di HUB di HUB di HUB di HUB di HUB di HUB di CentroStellaCentroStellaCentroStellaCentroStellaCentroStellaCentroStellaCentroStellaCentroStella

Piano IPiano IPiano IPiano IPiano IPiano IPiano IPiano I

Anni 90: fine delle reti a Anni 90: fine delle reti a Anni 90: fine delle reti a Anni 90: fine delle reti a Anni 90: fine delle reti a Anni 90: fine delle reti a Anni 90: fine delle reti a Anni 90: fine delle reti a BUSBUSBUSBUSBUSBUSBUSBUS e e e e e e e e ……………………

…………………… nascita dei nascita dei nascita dei nascita dei nascita dei nascita dei nascita dei nascita dei Sistemi a StellaSistemi a StellaSistemi a StellaSistemi a StellaSistemi a StellaSistemi a StellaSistemi a StellaSistemi a Stella

Fibre ottiche

Page 108: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 108

Il cablaggio strutturato degli edifici

• La trasmissione di segnali all'interno degli edifici riveste oggi un'importanza tale da richiedere la presenza di infrastrutture permanenti al pari di quelle idrauliche o di alimentazioneelettrica.

• Tale impianto tecnologico prende il nome di sistema di cablaggio.

Page 109: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 109

Le normative sui sistemi di cablaggioLe normative sui sistemi di cablaggio

• Le normative sui sistemi di cablaggio definiscono i metodi per cablare un gruppo di edifici costruiti su un comprensorio.

• Le normative descrivono:– le caratteristiche dei mezzi trasmissivi e dei componenti passivi (connettori, permutatori, giunti meccanici, terminatori, prese utente, adattatori, ecc.), in relazione alle velocità trasmissive desiderate;

– le topologie di cablaggio ammesse (stella, anello, bus, maglia) e le caratteristiche ad esse riferite quali, ad esempio, eventuali livelli di gerarchia, distanze massime, adattamenti tra diverse topologie.

Page 110: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 110

Nascono i primi standardNascono i primi standard

• Il primo standard è nato da una proposta congiunta di due comitati americani: – l'EIA (associazione delle industrie elettroniche)

– TIA (associazione delle industrie di telecomunicazioni)

• Essi proposero uno standard per il cablaggio degli edifici commerciali denominato

EIA/TIA 568

Page 111: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 111

Lo standard ISO/IEC 11801

Per alcuni anni l'EIA/TIA 568 è stato il riferimento anche al di fuori degli Stati Uniti, ma nel 1994 è stata approvata una proposta di standard internazionale che rappresenta l'evoluzione dello standard americano: l'ISO/IEC 11801.

Page 112: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 112

Gli standard internazionali

• EIA/TIA 568: è uno standard americano per il cablaggio di edifici commerciali; è stato approvato nel luglio 1991 ed è attualmente quello più applicato e diffuso in tutto il mondo;

• EIA/TIA 570: è uno standard americano per il cablaggio di edifici residenziali, occupati da una singola famiglia o più occupanti, che possono avere un numero ridotto di uffici commerciali.

• ISO/IEC DIS 11801 è una proposta di standard internazionale per i cablaggi di edifici commerciali che è stata votata ed approvata nel luglio 1994.

• SP-2840-A è una proposta di revisione dello standard EIA/TIA 568 per far fronte alle esigenze di maggiori velocità trasmissive sui cablaggi.

• prEN 50173 è una proposta di standard europeo che non è ancora stata approvata ed è molto simile ad ISO/IEC DIS 11801.

• TIA/EIA 607 tratta il problema della realizzazione di un impianto di messa a terra adeguato ad un cablaggio strutturato.

Page 113: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 113

Architettura degli Architettura degli switchswitch

Gli Gli switchswitch Ethernet si collocano a livello 2 nell'architettura Ethernet si collocano a livello 2 nell'architettura OSI e consentono, nella pratica comunicazioni parallele OSI e consentono, nella pratica comunicazioni parallele ognuna alla velocitognuna alla velocitàà nominale.nominale.

Uno Uno switchswitch Ethernet può definirsi come una periferica Ethernet può definirsi come una periferica capace di indirizzare pacchetti in modo molto veloce capace di indirizzare pacchetti in modo molto veloce indipendentemente dal protocollo degli stessi.indipendentemente dal protocollo degli stessi.

Generalmente uno switch Ethernet ha le seguenti Generalmente uno switch Ethernet ha le seguenti caratteristiche:caratteristiche:

••bassa latenza dei pacchetti al suo interno (40 bassa latenza dei pacchetti al suo interno (40 microsecondi) microsecondi) ••commutazioni parallele commutazioni parallele ••scalabilitscalabilitàà e architettura priva di bus. e architettura priva di bus.

Page 114: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 114

Architettura degli Architettura degli switchswitch

Gli Gli switchswitch hanno un elaboratore di pacchetti hanno un elaboratore di pacchetti Ethernet per ogni porta (Ethernet per ogni porta (EPPEPP = = Ethernet Ethernet ProcessorProcessor PacketPacket). Questa architettura, crea ). Questa architettura, crea delle connessioni multiple tra la matrice di delle connessioni multiple tra la matrice di commutazione e qualsiasi coppia di commutazione e qualsiasi coppia di processatoriprocessatoriEthernet.Ethernet.

Page 115: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 115

Il modello ASICIl modello ASIC

Gli Gli switchswitch possono essere realizzati con possono essere realizzati con hardware gihardware giàà esistente e adattato all'uso esistente e adattato all'uso specifico.specifico.

Gli switch di tipo Gli switch di tipo ASICASIC ((ApplicationApplication SpecificSpecificIntegratedIntegrated Circuit) utilizzano tecnologie Circuit) utilizzano tecnologie dedicate e sono molto pidedicate e sono molto piùù veloci.veloci.

Page 116: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 116

Il traffico di broadcastIl traffico di broadcast

Se un computer deve comunicare con altri Se un computer deve comunicare con altri dispositivi di rete deve diffondere su tutta dispositivi di rete deve diffondere su tutta la Lan pacchetti di byte in cui sono la Lan pacchetti di byte in cui sono contenuti le informazioni del mittente, del contenuti le informazioni del mittente, del destinatario, del tipo di connessione, ecc.destinatario, del tipo di connessione, ecc.

Questo tipo di trasmissioni viene chiamato Questo tipo di trasmissioni viene chiamato traffico di broadcasttraffico di broadcast..

Page 117: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 117

Il traffico di broadcastIl traffico di broadcast

Può succedere che diversi computer debbano Può succedere che diversi computer debbano sistematicamente colloquiare con altri computer sistematicamente colloquiare con altri computer che insistono su che insistono su switchswitch diversidiversi; in questo caso il ; in questo caso il traffico di broadcasttraffico di broadcast coinvolge inevitabilmente coinvolge inevitabilmente tutta la Lan.tutta la Lan.

Page 118: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 118

Le VLANLe VLAN

Con gli Con gli switchswitch èè possibile creare delle possibile creare delle VLANVLAN((VVirtualirtual LanLan), ovvero, programmando ), ovvero, programmando opportunamente le porte dei singoli opportunamente le porte dei singoli switchswitch, , èèpossibile creare dei possibile creare dei domini separati di domini separati di broadcastbroadcast;;

eventuali richieste di connessioni tra computer eventuali richieste di connessioni tra computer appartenenti allo stesso dominio di broadcast appartenenti allo stesso dominio di broadcast coinvolgeranno i soli coinvolgeranno i soli switchswitch interessati;interessati;

questo accorgimento riduce significativamente il questo accorgimento riduce significativamente il traffico di broadcast.traffico di broadcast.

Page 119: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 119

I ROUTERI ROUTERI ROUTERI ROUTERsono macchine che consentono la sono macchine che consentono la sono macchine che consentono la sono macchine che consentono la

comunicazione tra calcolatori comunicazione tra calcolatori comunicazione tra calcolatori comunicazione tra calcolatori appartenenti a reti locali remoteappartenenti a reti locali remoteappartenenti a reti locali remoteappartenenti a reti locali remote

Router

Router

NapoliNapoliNapoliNapoli

RomaRomaRomaRoma

InternetInternetInternetInternetInternetInternetInternetInternet

Page 120: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 120

I RouterI Router

I router svolgono funzioni molto piI router svolgono funzioni molto piùùcomplesse dei bridge, il loro compito complesse dei bridge, il loro compito èè di scambiarsi le informazioni di scambiarsi le informazioni inerenti le inerenti le reti da loro sottesereti da loro sottese e con e con questi dati mettono in comunicazione questi dati mettono in comunicazione calcolatori situati in qualsiasi parte calcolatori situati in qualsiasi parte del globo terrestre. del globo terrestre.

A differenza dei bridge che sono A differenza dei bridge che sono macchine che non vanno configurate, i macchine che non vanno configurate, i router al contrario router al contrario hanno bisogno di hanno bisogno di essere programmatiessere programmati da personale da personale esperto, possono collegare reti esperto, possono collegare reti eterogenee e supportare uno o pieterogenee e supportare uno o piùùprotocolli di protocolli di routingrouting. .

Page 121: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 121

Come si arriva al Come si arriva al Come si arriva al Come si arriva al Come si arriva al Come si arriva al Come si arriva al Come si arriva al FermilabFermilabFermilabFermilabFermilabFermilabFermilabFermilab di Chicago? di Chicago? di Chicago? di Chicago? di Chicago? di Chicago? di Chicago? di Chicago?

Page 122: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 122

Quali e quanti sono i router che i nostri byte devono attraversare per andare da Napoli al server WWW di Chicago?

I Router da Napoli al I Router da Napoli al I Router da Napoli al I Router da Napoli al I Router da Napoli al I Router da Napoli al I Router da Napoli al I Router da Napoli al FermilabFermilabFermilabFermilabFermilabFermilabFermilabFermilab di Chicagodi Chicagodi Chicagodi Chicagodi Chicagodi Chicagodi Chicagodi Chicago

Per saperlo, e se siete collegati a Internet, aprite un finestra di DOSDOSDOSDOS e scrivete:

tracerttracerttracerttracert www.fnal.govwww.fnal.govwww.fnal.govwww.fnal.gov

e otterrete …

tracert www.fnal.gov (Windows) trace route ���� traccia la rottatraceroute www.fnal.gov (Unix)

1 modl3-134 (192.84.134.254) 0.452 ms 0.412 ms 0.416 ms2 mercurio205 (193.205.223.254) 0.774 ms 1.255 ms 1.476 ms3 rc-infnna.na.garr.net (193.206.130.117) 0.972 ms 0.654 ms 0.735 ms4 rt-na1-rt-bo1.bo1.garr.net (193.206.134.242) 11.625 ms 11.659 ms 11.704 ms5 rt2-bo1-rt1-bo1.bo1.garr.net (193.206.134.237) 32.892 ms 11.927 ms 11.791 ms6 rt-bo1-rt-mi1.mi1.garr.net (193.206.134.21) 15.506 ms 15.447 ms 15.633 ms7 garr.it1.it.geant.net (62.40.103.189) 15.581 ms 15.556 ms 15.522 ms8 it.ch1.ch.geant.net(62.40.96.33) 29.368 ms 28.845 ms 28.688 ms9 ch.fr1.fr.geant.net (62.40.96.30) 36.763 ms 36.874 ms 36.847 ms10 fr.uk1.uk.geant.net (62.40.96.90) 100.437 ms 43.692 ms 43.682 ms11 uk.ny1.ny.geant.net (62.40.96.169) 112.340 ms 112.574 ms 112.289 ms12 esnet-gw.ny1.ny.geant.net (62.40.103.214) 112.346 ms 112.299 ms 112.340 ms13 chicr1-oc192-aoacr1.es.net (134.55.209.57) 132.620 ms 132.597 ms 132.633 ms14 fnal-pos-chi.es.net(134.55.209.37) 133.823 ms 133.964 ms 148.994 ms15 ge2-1.r-s-bdr.fnal.gov (198.49.208.4) 133.964 ms 134.216 ms 133.962 ms16 vlan313.r-s-hub-fcc.fnal.gov (131.225.15.62) 133.806 ms 133.889 ms 133.839 ms17 vlan305.r-s-fcc2-server.fnal.gov (131.225.15.33) 133.761 ms 133.939 ms 134.030 ms18 s-s-alteon-fcc.fnal.gov (131.225.70.254) 133.962 ms 134.197 ms 134.320 ms

Otteniamo:Otteniamo:Otteniamo:Otteniamo:

• Traccia della rotta che compiono i nostri byte per arrivare a destinazione

• Capiamo dove si trova un’eventuale interruzione lungo la tratta

Page 123: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 123

Subject: GARR-B NOC TT: 20010911-2 CLOSE Line Fault Link GARR - USA 622MbpsFrom: [email protected]: Tue, 11 Sep 2001 17:15:11 +0200To: [email protected]

Ticket Number: 20010911-2Ticket Type: UnscheduledTicket Status: CloseTicket Source: GARR-B NOCSite/Line: Link GARR - USA 622Mbps

Problem Started: 20010911 16:00 Problem Ended: -

Ticket Opened:20010911 16:17 Ticket Updated: Ticket Closed: 20010911 17:15

Problem fixer: GARR-B NOC

Telecom Ticket Open: -Telecom Ticket Close: -Ref: Telecom Ticket Note : Telecom Ticket Fix :

Problem Summary: Line Fault

Problem Description: Il link GARR-USA risulta down dalle 16.00 circa. I problemi potrebbero essere dovuti alla situazione critica dovuta all'attacco terroristico contro gli USA.

Affected: Tutte le destinazioni di commodity e ricerca USA risultano interrotte. Irraggiungibli i root server DNS americani, per cui risulta rallentata la risoluzione dei nomi di alcune destinazioni.

Fix:

Action list: marletta -20010911 17:15Si consiglia di configurare come primi Root Name Servers i server europei, come:k.root-servers.net (193.0.14.129)i.root-servers.net (192.36.148.17)

History: marletta 20010911 16:17 Attendiamo notizie da Dante World Services.

11 settembre 2001

Page 124: LEZIONE N. 3LEZIONEpeople.na.infn.it/~merola/griglie/Lezione_03_aa_2008-09.pdf · 2009. 3. 11. · Griglie computazionali - a.a. 2008-09 1 LEZIONE N. 3LEZIONE • Le reti di calcolo

Griglie computazionali - a.a. 2008-09 124

11 settembre 2001Subject: GARR-B NOC TT: 20010911-2 CLOSE

Line Fault Link GARR - USA 622MbpsFrom: [email protected]: Tue, 11 Sep 2001 17:15:11 +0200To: [email protected]

Ticket Number: 20010911-2Ticket Type: UnscheduledTicket Status: CloseTicket Source: GARR-B NOCSite/Line: Link GARR - USA 622MbpsProblem Started: 20010911 16:00 Problem Ended: -

Ticket Opened:20010911 16:17 Ticket Updated: Ticket Closed: 20010911 17:15 Problem fixer: GARR-B NOCTelecom Ticket Open: -Telecom Ticket Close: -Ref: Telecom Ticket Note : Telecom Ticket Fix :

Problem Summary: Line Fault

Problem Description: Il link GARR-USA risulta down dalle 16.00 circa. I problemi potrebbero essere dovuti alla situazione critica dovuta all'attacco terroristico contro gli USA.

Affected: Tutte le destinazioni di commodity e ricerca USA risultano interrotte. Irraggiungibli i root server DNS americani, per cui risulta rallentata la risoluzione dei nomi di alcune destinazioni.

Fix:

Action list: marletta -20010911 17:15Si consiglia di configurare come primi Root NameServers i server europei, come:k.root-servers.net (193.0.14.129)i.root-servers.net (192.36.148.17)

History: marletta 20010911 16:17 Attendiamo notizie da Dante World Services.