Maggio ‘06 Alessandro Memo

FORTIC2

Moduli 5 e 6: Conoscenze fondamentali sulle retiHardware di rete

PRIMA PARTE – modelli e standard -

1. Modelli e standard

Che cos’è una reteClassificazione delle reti in LAN, MAN e WANOrganizzazione a livelliModello di riferimento OSIModello TCP/IPModello client/serverTopologie di rete locale

Che cos’è una rete ?

Rete: insieme di nodi di elaborazione

autonomi, connessi tra loro mediante un

sistema di comunicazione, in grado di

interagire mediante scambio di messaggi

per condividere le risorse comuni

Classificazione

PAN Personal Area Network

LAN Local Area Network

MAN Metropolitan Area Network

WAN Wide Area Network

W-LAN Wireless LAN

Marzo 1999 A. Memo - Progettazione di reti

5

Local Area Network

estensione inferiore al chilometroambito di un edificio e comunque senza attraversamento di suolo pubblicoalta velocità e bassa probabilità di erroreassenza di nodi preferenzialiproprietà privata ed accessi conosciutiarchitettura omogenea e finalizzata agli obiettivi

Wide Area Network

ambito nazionale o mondialeil proprietario dei mezzi non coincide con quello della reteproblemi di tariffazionevelocità medio/basseproblemi di internetworking e di sicurezza

BRIDGE ROUTER

ROUTER RTG

MULTIPLEXER

Esempi di reti

Organizzazione a livelli

Ln

L2

L1

host Aprotocollodi livello n

interfaccian-1 / n }

interfaccia1 / 2 }

interfacciamezzo fisico }

Ln

L2

L1

host B

protocollodi livello 2

protocollodi livello 1

interfaccia2 / 3 }

Modello di riferimento OSI

Iniziato nel 1977 e terminato nell’84, finalizzato alla standardizzazionesi basa su sette livellidescrive le funzionalità dei vari livelli e dei loro servizi, ma non propone implementazioniil progetto è praticamente fallito

Applica tion

Pre se nta tion

Inte rfa ce

7

6

Se ssion

Inte rfa ce

5

Tra nsport4

Ne tw ork3

Da ta link2

Physica l1

Ne tw ork

Da ta link

Physica l

La ye r

Host A Route r

Ne tw ork

Da ta link

Physica l

Route r

Applica zione

Presentazione

Inte rfa ccia

APDU

PPDU

Se ssione

Inte rfa ccia

SPDU

Tra sporto TPDU

Re te Pa cke t

Collegam ento dati Fra m e

Fisico Bit

Nom e de ll'unitàsca m bia ta

Host A

confine de lla sottore te di com unica zione

protocolli interni alla sottorete

protocollo di livello rete host-router

protocollo di collegam ento dati host-router

protocollo di livello fisico host-router

protocollo di livello trasporto

protocollo di livello sessione

protocollo di livello presentazione

protocollo di livello applicazione

host

live lloApplica zione

protocollo di live llo a pplica zione AH da ti

live lloPre se nta zione

protocollo di live llo pre se nta zione PH da ti

live lloSe ssione

protocollo di se ssione SH da ti

live lloTra sporto

protocollo tra sporto TH da ti

live lloRe te

protocollo re te NH da ti

live lloColle ga m e . da ti

DH da ti DT

live llofisico

bits

live lloApplica zione

live lloPre se nta zione

live lloSe ssione

live lloTra sporto

live lloRe te

live lloColle ga m . da ti

live llofisico

da tiproce sso

de stina ta rioproce ssom itte nte

percorso virtuale dei dati

percorso reale dei dati

DH da ti DT

bits

imbustamento

Livello fisico

ha il compito di gestire direttamente il mezzo fisico, assicurando il passaggio sicuro dei singoli bit; definisce caratteristiche meccaniche, elettriche e funzionali; standard più diffusi RS-232-C ed X-21affronta i problemi relativi alla trasmissione (analogica o digitale), alla multiplazione (TDM o FDM), alla commutazione (di circuito, di pacchetto o a circuito virtuale) ed ai mezzi trasmissivideve rendere invisibile il mezzo ai livelli superiori.

Livello collegamento dati

ha il compito di trasferire senza errori blocchi di dati detti trame (frame), suddividere e ricomporre i messaggi in trame, gestirne il controllo di flussointroduce un indirizzamento flat per la consegna ‘locale’ delle tramerende invisibile la topologia dei collegamenti sottostantiprotocolli standard: HDLC, PPP/SLIP, Ethernet

Livello rete (1)

ha il compito di trasferire i messaggi attraversando anche reti diversesvolge funzioni di indirizzamento, instradamento, controllo del flusso (congestione)rende invisibile la tecnologia di commutazioneProtocolli standard: X.25 PLP, IP, IPX, ARP, DHCP, ICMP, RIP, IGRP

Livello rete (2)

tecniche di instradamento: network address label swapping

implementazione mediante tabelle calcolate staticamente dinamicamente

metodi globali, locali e distribuiti

Livello trasporto

ha il compito di rendere invisibile all’utente il collegamento sottostante, assicurando il trasporto privo di errorifornisce molteplicità verso l’alto e verso il bassoè di competenza del fornitore del servizioè il primo dei livelli end-to-endstandard diffusi: TCP, UDP ed SPX

Livelli sessione e presentazione

presentazione: ha il compito di gestire una sessione di trasferimento dati, cioè un modulo operativo strutturato suddivisibile in attività e unità di dialogo delimitate da opportuni punti di sincronizzazionesessione: ha il compito di rendere possibili ed efficienti i trasferimenti tra sistemi diversi: offre funzioni di traduzione di sintassi, di crittografia e di compressione.

Livello applicazione

fornisce servizi comuni alle applicazioni, quali la gestione della sessione (compimento bifase, recupero, ripristino), e servizi specifici richiesti solo da qualche applicazione, quali servizio di terminale remoto, di trasferimento file e di posta elettronicaprotocolli comuni più diffusi: DNS, SMTP e POP3 (e-mail), FTP e TFTP (trasferimento file), TELNET (terminale remoto), HTTP (www)

Modello TCP/IP

alla base di Internet, quin-di collaudato e diffusonon si cura dei primi due livelli, che denomina semplicisticamente Host To Networkignora totalmente i livelli sessione e presentazione di OSI

host tonetwork

rete

trasporto

applicazione

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

TCP/IP OSI

Livello Internet

equivalente al livello rete di OSI, offre servizi non connessi e non confermatii pacchetti possono arrivare disordinati e per strade diverseparagone con il servizio postale ed un gruppo di cartoline (trasparenza del percorso)protocollo principale: IP (Internet Protocol)

Livello trasporto

equivalente al livello trasporto di OSIvi operano almeno due protocolli: TCP, da Transmission Control Protocol,

offre servizi connessi e confermati UDP, da User Datagram Protocol, offre

servizi non connessi e non confermati

Livello applicazione

equivalente al livello applicazione di OSIvi operano molti protocolli: TELNET FTP SMTP e POP3 HTTP DNS

Architettura TCP/IP

TELNET FTP SMTP HTTP applicazione

TCP UDP trasporto

IP rete

host -tonetwork

PPPSLIP

RS-232IEEE 802

ARP ICMPRARP BOOTP DHCP

RIP RIPv2IGRP EIGRP OSPF

Modello client/server (1)

È una modalità di interazione tra host in reteelaborazione diretta:ad esempio se A vuole modificare un file presente nell’host B A richiede a B il possesso del file B lo spedisce ad A A lo modifica A lo restituisce a B

Modello client/server (2)

elaborazione client/server: A invia a B la richiesta di modifica B esegue la modifica sul file B avvisa A che l’operazione è riuscita

più veloce, più sicuro più affidabiletroppo accentrato, sensibile ai guasti del server ed agli errori di comunicazione, più difficile da programmare

Modello client/server (3)

In una rete locale possono essere presenti più sistemi server: file server, per la gestione dei file print server, per la gestione delle stampanti dataBase server, per la gestione dei dataBase communication server, per la gestione delle

comunicazioni remote (internet, bbs,…) application server, per applicazioni distribuite

Topologia delle reti

topologia fisica dipende dal cablaggio e dai dispositivi utilizzati bus, stella, anello a stella, ad albero

topologia logica dipende dal metodo con cui i nodi di elabora-

zione si passano le informazioni

classificazione anche in base ai tipi di collegamento (punto-punto e multipunto)

Reti a bus (multipunto)

giunti a “T”

terminatore

facilmente espandibilecablaggio ridottosensibile al guasto del cavoadatta ad am-bienti limitatistd. Ethernet

rete a bus (linear bus)

Reti a stella (punto-punto)

rete a stella (star)

concentratoreAT&T3B2/400

semplice da instal-lare e cablareinsensibile al gua-sto di un satellitesensibile al guasto del concentratorepiù costoso e meno diffuso del bus

Reti ad anello (punto-punto)

rete ad anello (token ring)simile alla stellacablatura consistentesensibile al guasto del MAUmeno diffuso del busstandard Token RingMAU

Reti ad albero (miste)

rete ad alberorete a bus + rete a stellafacilità di espansione, anche di blocchiconnessione punto-punto tra host ed hubcablaggio abbastanza critico

HUB

backbone