A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 11
Politecnico di Milano Politecnico di Milano –– Sede di CremonaSede di CremonaA.A. 2004/05A.A. 2004/05
Corso di Corso di FONDAMENTI DI RETI DI FONDAMENTI DI RETI DI TELECOMUNICAZIONITELECOMUNICAZIONI
Martino De MarcoMartino De Marco(demarco@([email protected]))
Parte 3Parte 3RETI LOCALIRETI LOCALI
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 22
IndiceIndice
• Generalità sulle reti locali• Ethernet / IEEE 802.3• Bridging e switching• Virtual LAN• LAN Ethernet a 100 Mbps e 1000 Mbps
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 33
GeneralitàGeneralità• Definizione
– Sistema di comunicazione tra apparecchiature indipendenti entro un'area limitata che utilizza un canale fisico ad alta velocità con basso tasso d'errore
• Attributi di una LAN– Affidabilità: schede di LAN oggi prodotte con garanzia illimitata– Flessibilità: utilizzate per applicazioni molto diverse (LAN di PC,
integrazione PC-mainframe, ecc.)– Modularità: componenti di diversi costruttori utlizzabili– Espandibilità: crescita graduale della rete nel tempo– Gestibilità: componenti delle LAN tali da essere gestiti in remoto con il
protocollo SNMP (Applicativo basato su UDP/IP)– Economicità: elemento chiave per la diffusione delle LAN
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 44
Il progetto IEEE 802Il progetto IEEE 802Struttura generale del progetto
Interfaccia unificata con il livello networkLIVELLONETWORK
LLC 802.2 .Logical Link -ControlISO 8802.2
MAC 802.3
ISO8802.3
802.6
ISO8802.6
802.5
ISO8802.5
802.4
ISO8802.4
FDDI
ISO9314
LIVELLODATA LINK
LIVELLOFISICO
CSMA/CD TOKENBUS
TOKENRING
DQDB FDDI
Tecnologie trasmissive differenziate
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 55
Il progetto IEEE 802Il progetto IEEE 802• Comitati IEEE per standardizzare l'evoluzione delle LAN (e MAN)
– 802.1 Overview, Architecture, Bridging and Management– 802.2 Logical Link Control– 802.3 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
• 802.3u 100BaseT; 802.3z 1000BaseT– 802.4 Token Bus– 802.5 Token Ring– 802.6: DQDB (Distributed Queue Dual Bus) - MAN
• Altri comitati– 802.7 Broadband technical advisory group– 802.8 Fiber-optic technical advisory group– 802.9 Integrated data and voice networks– 802.10 Network security– 802.11 Wireless network– 802.12 100VG AnyLAN– 802.14 Cable-TV based broadband communication network– 802.15 Wireless Personal Area Network (Bluetooth)– 802.16 Broadband Wireless Access (LMDS)
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 66
Il progetto IEEE 802Il progetto IEEE 802• IEEE 802.1
– Specifiche generali del progetto IEEE 802– 802.1 Part A: Overview and Architecture– 802.1 Part B: Addressing, Internetworking and Network Management– 802.1 Part C: MAC Bridges
• Obiettivo: LAN e MAN devono fornire interfaccia unificata verso il livello Network, nonostante le diverse tecnologietrasmissive
• Mezzo: livello Data Link diviso in– LLC (Logical Link Control)
• Comune a tutte le LAN– MAC (Medium Access Control)
• Specifico per la singola LAN
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 77
LLCLLC• Sottolivello LLC (Logical Link Control)
– Fornisce interfaccia unificata verso il livello Network– Derivato da HDLC senza le funzioni di frame delimitation e FCS già
svolte a livello MAC– Livello LLC realizzato in software (livello MAC in hardware)– Ogni livello LLC gestisce un solo livello MAC– Opera sia come connectionless (più diffuso) che come connection-
oriented• Relazione tra PDU L3-DSAP L3-SSAP L4-PDU….L3
PDU
LLC-DSAP LLC-SSAP CONTROL L3-PDU
MAC-DSAP MAC-SSAP LLC PDU FCS
LLCPDU
MACPDU
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 88
LLCLLC• LLC-PDU
• Tipi di PDU– U-PDU (Unnumbered): trasporto dati utente (modo connectionless) per
inizializzazione o diagnostica• UI (Unnumbered Information): dati di utente• XID (Exchange Identification): tipi di servizio LLC disponibili• TEST (Test): loopback test tra sistemi
– I-PDU (information): trasporto dati di utente (connection-oriented)– S-PDU (Supervisory): trasporto informazioni di controllo (connection-oriented)
• Control field– 1 byte: U-PDU– 2 byte: S-PDU, I-PDU
DESTINATIONADDRESS
SOURCEADDRESS CONTROL INFORMATION
Byte 1 1 1/2 m
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 99
MACMAC• Sottolivello MAC (Medium Access Control)
– Risolve il problema della condivisione del mezzo trasmissivo– Necessario poichè a livello Data Link le LAN usano una sottorete
trasmissiva broadcast• Problemi connessi ad una sottorete trasmissiva broadcast
– Trasmissione: verifica di canale libero prima di trasmettere il messaggio
– Ricezione: determinazione dell'effettivo destinatario del messaggio• Soluzioni
– Trasmissione: uso di algoritmo tipico del MAC– Ricezione: uso di indirizzi a livello MAC (nella MAC-PDU) che
trasformano trasmissioni broadcast in• Comunicazioni punto-punto• Comunicazioni punto-gruppo• Comunicazioni broadcast
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 1010
MACMAC• IEEE 802.3: evoluzione di Ethernet proposta da Digital, Intel e Xerox
– MAC di tipo CSMA/CD• Arbitraggio canale con contesa non determinstica• Non garantisce limite superiore su tempo di attesa
– Topologia logica a bus con cablaggio a bus o a stella– Velocità 10 Mbit/s (max throughput 4 Mbit/s)
• IEEE 802.4: standard per automazione di fabbrica (MAP- Manufact Automation Prot)
– MAC di tipo Token Bus• Arbitraggio canale con token• Garantisce limite superiore su tempo di attesa
– Topologia logica e fisica a bus– Velocità 10 Mbit/s (max throughput 8 Mbit/s)
• IEEE 802.5: evoluzione di Token Ring proposta da IBM– MAC di tipo Token Ring
• Arbitraggio canale con token• Garantisce limite superiore su tempo di attesa
– Topologia logica ad anello con cablaggio a stella o a doppio anello– Velocità 4 o 16 Mbit/s (max throughput 3 o 12 Mbit/s)
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 1111
MACMAC• IEEE 802.6: standard per MAN
– MAC di tipo DQDB• Arbitraggio canale con prenotazioni• Garantisce limite superiore su tempo di attesa
– Topologia logica a doppio bus con cablaggio a doppio bus o a doppio anello– Velocità 34/140 Mbit/s (max throughput 80%)
• FDDI: inserita nel gruppo IEEE 802 ma standard ISO (ISO 9314)– MAC
• Arbitraggio canale con token• Garantisce limite superiore su tempo di attesa
– Topologia logica ad anello con cablaggio a stella o a doppio anello– Velocità 100 Mbit/s (max throughput 80 Mbit/s)– Primo standard per LAN in fibra (anche realizzazioni in rame)
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 1212
MACMAC• MAC-PDU
– FCS: codice CRC a 32 bit
• Tipi indirizzo– Single– Multicast– Broadcast (ff-ff-ff-ff)
• Scheda che riceve una trama– Verifica integrità– Analizza indirizzo– Traferisce al livello LLC se
• MAC-DSAP broadcast• MAC-DSAP single con indirizzo uguale a quello della scheda• MAC-DSAP multicast con indirizzo di scheda nel gruppo
Indirizzo didestinazione
Indirizzo dimittente LLC PDU FCS
MAC-DSAP MAC-SSAP INFO
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 1313
Indirizzi MACIndirizzi MAC• 6 byte nella ROM della scheda
– Primi 3 byte: codice costruttore(OUI - Organization Unique Identifier)
– Secondi 3 byte: numerazione progressiva
• Ordine trasmissione bit dipendente dal protocollo– 802.3 e 802.4: primo bit è il meno significativo del primo byte– 802.5 e FDDI: primo bit è il più significativo del primo byte
• Formato canonico scelto da IEEE coincide con quello di 802.3
– Reti con altro formato devono effettuare conversione
0 8 0 0 2 b 3 c 0 7 9 a
OUIOUI assegnato dall’IEEE assegnato dall’IEEE Assegnato dal costruttoreAssegnato dal costruttore
08-00-2B-3C-56- fe Individual Universal 08-00-2b-3c-56- fe 10-00-d4-3c-6a-7f
01-00-e5-7f-00-02 Multicast Universal 01-00-e5-7f-00-02 80-00-7a- fe-00-40
aa-00-04-00-65-27 Individual Local aa-00-04-00-65-27 55-00-20-00-a6-e4
03-00-00-20-00-00 Multicast Local 03-00-00-20-00-00 c0-00-00-04-00-00
ff - ff - ff - ff - ff - ff Broadcast ff - ff - ff - ff - ff - ff ff - ff - ff - ff - ff - ff
Canonical Order Significato Native Order802.3 e 802.4
Native Order802.5 e FDDI
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 1414
Livello fisicoLivello fisico• Cavo coassiale Thick Ethernet
– Ethernet 10Base5 (tipo RG213)– un conduttore centrale in rame di tipo solido– isolante in materiale espanso o compatto (teflon)– due schermi in foglio di alluminio– due schermi in calza
• Cavo coassiale Thin Ethernet– Ethernet 10Base2 (tipo RG58)– un conduttore centrale in rame di tipo trefolato
isolante in materiale espanso o compatto– uno schermo in foglio di alluminio & uno schermo
in calza– Attenuazione 2.7 volte superiore al cavo Thick
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 1515
Livello fisicoLivello fisico• Doppino non schermato (Unshielded Twisted Pair -
UTP)– A 1 coppia o due coppie per fonia– A 4 coppie nel cablaggio strutturato– Multicoppie (10, 20, 25, 50, 100, 300 coppie) sulle
dorsali fonia – A volte su dorsali dati a basse o medie velocità
• Doppino schermato S-UTP– Doppino con schermo globale costituito da 1 foglio di
alluminio e da 1 calza in rame– Ad es., 4 coppie singolarmente schermate in foglio +
1 schermo globale in calza– Utilizzato nel cablaggio strutturato– Ridottissima diafonia tra le coppie, costo elevato,
difficile da intestare sui plug RJ45 schermati• Doppino schermato STP (Shielded Twisted Pair)
– Doppino con singole coppie schermate più schermo globale
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 1616
Livello fisico Livello fisico -- DoppiniDoppini• Cat. 1: per telefonia analogica• Cat. 2: per telefonia digitale a trasmissione dati a bassa velocità (linee
seriali)• Cat 3: B=16 MHz
– Ethernet 10BaseT e 100BaseT4, Token Ring 4 Mb/s• Cat. 4: B=20 MHz
– Token Ring 16 Mb/s• Cat. 5: B=100 MHz
– FDDI MLT-3, Ethernet 100BaseTX, 100VG AnyLan su 2 coppie• Cat. 5E: B=100 MHz
– reti locali Gigabit Ethernet 1000 Base TX– Introdotto per (Ri)Classificare i Cablaggi UTP Cat. 5 che soddisfano Test di
verifica per il supporto di Gigabit Ethernet• Cat. 6: B=250 MHz su 100 m – Draft
– Obiettivo: Gigabit Ethernet e oltre• Cat. 7: B=600 MHz – 1200 MHz – Draft
– Obiettivo: Gigabit Ethernet e oltre
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 1717
Livello fisico Livello fisico -- DoppiniDoppini
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 1818
Livello fisico: fibra otticaLivello fisico: fibra ottica• Fibre ottiche multimodali: la luce si propaga con diversi percorsi:
– Step-index (oggi non più utilizzate)– Graded-index (utilizzate tipicamente nelle reti locali)
• La variazione continua degl’indici di rifrazione rallenta i raggi centrali• La banda passante molto superiore a quelle step-index• Finestra I e II (850 e 1300 nm)
– Si trasmette con LED • poco costosi – VCSEL a 850 nm
• Fibre ottiche monomodali:– La fibra si comporta come guida d’onda: un solo modo di propagazione– Non si ha dispersione modale– La banda passante è elevatissima, centinaia di GHz * Km– Lavorano in finestra II e III (1300 e 1500 nm)– Si trasmette con Laser
• Più costosi dei LED• Coprono distanze maggiori a velocità maggiori
– Difficoltà interconnessione• Aumenta al diminuire delle dimensioni del core
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 1919
Livello fisico: fibra otticaLivello fisico: fibra ottica
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 2020
IndiceIndice
• Generalità sulle reti locali• Ethernet / IEEE 802.3• Bridging e switching• Virtual LAN• LAN Ethernet a 100 Mbps e 1000 Mbps
by Bob Metcalfe
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 2121
EthernetEthernet / IEEE 802.3 / IEEE 802.3 -- GeneralitàGeneralità• Ethernet sviluppata da
Digital, Intel, Xerox negli anni 70
• Successivamente standardizzata come IEEE 802.3 (1985) e come ISO 8802.3 (1989)
• Caratteristiche– Topologia a bus– Velocità 10 Mbit/s– Metodo di accesso CSMA-
CD– Coinvolge il livello 1 e il
sottolivello MAC del livello 2
LIVELLONETWORK
802.2 Logical LinkControlISO 8802.2LLC
MAC
LIVELLODATA LINK
802.3ISO
8802.3
Ethernetversione
2.0LIVELLOFISICO
802.5ISO
8802.5
FDDIISO9314
Ethernet V 2.0 diDigital . Intel. Xerox Standard ANSI/IEEE ed ISO/IEC
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 2222
Livello fisicoLivello fisico• Velocità trasmissione:
10 Mbit/s• Massima distanza tra le due
stazioni più distanti: 2.8 km• Numero massimo stazioni:
1024• Mezzo trasmissivo: cavo
coassiale thick (RG213)– Impedenza: 50 Ω– Velocità minima di
propagazione: 0.77c– Attenuazione max segmento
(500 m): 8.5 dB a 10 MHz o 6 dB a 5 MHz
• Topologia a bus
Transceiver Bus
cavo transceiver (cavo drop)
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 2323
Livello fisicoLivello fisico• Transceiver
– Elemento che consente di trasmettere/ricevere trame sul mezzo trasmissivo
– Si collega all'interfacciaEthernet (controller) tramite cavo transceiver
• Un Transceiver include– Due driver per trasmissione al
controller di• Segnali dati• Segnale di collisione
– Un receiver per trasmissione sul mezzo trasmissivo dei dati dell'intefaccia
– Un circuito di alimentazione alimentato dal controller
Receiver
Collision
Transmitter
+ 12 V, oppure + 15 VPin 13Pin 6Pin 5Pin 12Pin 2Pin 9
Pin 3Pin 10
+-
+-
+-
+c
TX
Coll.
RX
PowerPin 13Pin 6Pin 5Pin 12Pin 2Pin 9
Pin 3Pin 10
IsolatedPower Supply
Coll.Circ.
Ethernet ControllerTransceiver Cable
Transceiver
CoaxCable
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 2424
ControllerController EthernetEthernet• Codifica/decodifica Manchester: garantisce almeno una
transizione del segnale per bit (facilita l'estrazione del clock)
Clock
High
Low
0 1 0 1 0 0 1 1 1
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 2525
Sottolivello MACSottolivello MAC• MAC-PDU: trama IEEE 802.3
– Preambolo (7 byte): consente la sincronizzazione in ricezione– SFD - Start Frame Delimiter (1 byte): contiene una violazione del codice
Manchester– Destination address, DA (6 byte)– Source address, SA (6 byte)– Length (2 byte): lunghezza del campo LLC PDU– Data (0-1500 byte): lunghezza variabile– Pad (0-46 byte): garantisce lunghezza minima trama (64 byte)– FCS - Frame Check Sequence (4 byte)
Preamble LLC-PDU FCSDA SA
1
Len.
64 - 1518
SFD
67 6 2 0 - 1500 4
Pad
0 - 46Byte
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 2626
Sottolivello MACSottolivello MAC• Trasmissione/ricezione trame
– Il MAC riceve l’unità informativa dal livello superiore e genera una stringa seriale da trasmettere sul mezzo fisico
– Il MAC garantisce una spaziatura minima tra trame trasmesse (interpacket spacing)
– Il MAC riceve una stringa seriale di bit sul mezzo fisico e fornisce l’unità informativa al livello superiore
– Il MAC scarta le trame più corte della lunghezza minima (64 byte)• Gestione campo FCS
– Generazione campo FCS per le trame da trasmettere– Controllo correttezza campo FCS nelle trame ricevute
• Gestione preambolo– Generazione preambolo per le trame da trasmettere– Rimozione preambolo nelle trame ricevute
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 2727
Sottolivello MACSottolivello MAC• Metodo di accesso: CSMA/CD
– Carrier Sense: listen before talking– Multiple Access: mezzo trasmissivo condiviso con possibili collisioni– Collision Detection: listen while talking
• Gestione collisioni– Il MAC interrompe la trasmissione
se rileva collisione– Il MAC genera segnale di jamming
di 32 bit per segnalare l'avvenuta collisione
– Il MAC rischedula la trasm. con algoritmo di back-off (max 16 volte)
• Ritardo è un multiplo intero dello slot time (512 bit o 51.2 µs)
• Multiplo al tentativo n è numero casuale in [0,2k] , k=min(n,10)
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 2828
Sottolivello MACSottolivello MAC
• Principali parametri Ethernet– Slot time 512 bit time (51.2 µs)
tempo di attesa prima di una ritrasmissione– Inter Packet Gap 9.6 µs distanza minima tra due trame– Attempt limit 16 max numero tentativi di ritrasmissioni– Backoff limit 10 numero tentativi oltre il quale non
aumenta più la casualità del backoff time– Jam size: 32 bit lunghezza sequenza di jam– Max frame size: 1518 byte– Min frame size: 64 byte
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 2929
Configurazioni di reteConfigurazioni di rete• Topologie
– Logica: Bus– Fisica: Bus o Stella
• Configurazioni– Mixing Segment, in grado di
connettere più di 2 transceiver (BUS)• 10base5: coassiale thick• 10base2: coassiale thin• 10baseFP: utilizzo di stelle ottiche
passive– Link Segment, in grado di connettere
solo 2 transceiver (punto-punto)• 10baseT: doppino• FOIRL: fibra ottica per connettere
repeater• 10baseFL: evoluzione di FOIRL• 10baseFB: standard con
caratteristiche di fault tolerance
Hub
A B C ED
A
B
C
D
E
F
G
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 3030
10Base510Base5• Come in Ethernet v2.0• Cavo coassiale thick (RG213)
– Impedenza: 50 Ω– Velocità min prop: 0.77c– Attenuazione max segmento
(500 m): 6 dB a 5 MHz, 8.5 dB a 10 MHz
• Parametri– Lunghezza max cavo coax:
500 m (1 o più spezzoni)– Lunghezza max cavo AUI
(Attachment Unit Interface) o Drop: 50 m
– Distanza min tra due MAU (Medium Access Unit) o transceiver: 2.5 m
– Numero max MAU per segmento: 100
Stazione StazioneStazione
Cavo AUI o drop
2.5 m minGiunto o barrel
di tipo “N”
MAU ( transceiver )
Thick coax 500 m max
100 MAU max connessi in un segmento
Terminatore da 50 Ω
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 3131
10Base210Base2• Mezzo trasmissivo: cavo
coassiale Thin (RG58)– Impedenza: 50 Ω– Velocità min di propagazione:
0.65c– Attenuazione max segmento
(185 m): 6 dB a 5 MHz, 8.5 dB a 10 MHz
• MAU collegato al cavo coax con connettore a T (BNC)
• Parametri configurazione– Lunghezza max cavo coassiale:
185 m– Lungh max cavo AUI: 50 m– Dist min tra due MAU: 0.5 m– Numero max MAU per
segmento: 30
Stazione
Connettore a “T”di tipo “BNC”
Stazione con transceiver integrato
Stazione Stazione
Cavo AUI o Drop
MAU ( transceiver )
0.5 m min
Segmento Thin coax (RG58) 185 m max
30 MAU max connesi in un segmento
Terminatore da 50 Ω
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 3232
10BaseT10BaseT• Solo due stazioni possono essere connesse in 10BaseT
– Ripetitori multiporta necessari per avere più di due stazioni Topologia stellare• Mezzo trasmissivo: Unshielded Twisted Pair - UTP (minimo due coppie)
– Impedenza: 100 Ω– Velocità minima di propagazione: 0.585c– Attenuazione max segmento (100 m): 11.5 dB tra 5 e 10 MHz
• Funzioni MAU– Trasmissione: trasf dati da DO (Data Out) a TD (Transmist Data) con codice Manchester– Ricezione: trasferimento dati da RD (Receive Data) a DI (Data In)– Rilevamento collisioni: rilevando dati su RD e su DO invia segnale di coll CI (Collision In)– ecc.
DO
CI
DI
CABLEMAU
Coll.detect
1 TD+
2 TD-
1 TD+
2 TD-
3 RD+
6 RD-
3 RD+
6 RD-
Coll.detect
DO
CI
DI
MAU
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 3333
10BaseT10BaseT
• Connettore RJ 45– 1TD+– 2TD-– 3RD+– 4Non Utilizzato– 5Non Utilizzato– 6RD-– 7Non Utilizzato– 8Non utilizzato
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 3434
EthernetEthernet in fibra otticain fibra ottica• FOIRL (Fiber Optic Inter Repeater Link)
– segmento Ethernet in fibra che lavora in I finestra (850 nm)– Max lunghezza segmento: 1000 m
• 10Base-FP (passive)– Fibra ottica interconnette stazioni con stella ottica passiva e topologia
stellare– Max 33 stazioni– Max lughezza fibra 1000 m
• 10Base-FL (passive)– Fibra ottica interconnette due stazioni con collegamento punto-punto– Max lunghezza segmento 2000 m
• 10Base-FB (backbone)– Fibra ottica interconnette due stazioni con collegamento punto-punto– Max lunghezza segmento 2000 m– Opera ritrasmissione sincrona (ritrasmette con proprio clock interno)
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 3737
Parametri di configurazioneParametri di configurazione• IPG - Interpacket gap
– Trame MAC sono privi di delimitatore di fine trama; IPG li delimita– Riduzioni dell'IPG possono avvenire se le trame sono ritardate in modo diverso
da un ripetitore• Round Trip Collision Delay: ritardo massimo per percepire una collisione
– Deve essere inferiore alla lunghezza massima del frammento di collisione (max 575 bit)
• Sequenza di jamming: 32 bit nelle stazioni, 96 nei repeaters– Pone un limite teorico alla distanza massima tra due stazioni: T1+T2 < 576 bit
time
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 3838
Parametri di configurazioneParametri di configurazione• Round trip collision delay: ritardo massimo per percepire una collisione
– Pone un limite teorico alla distanza massima tra due stazioni:
vd
CL
max
min 2
=
=
τ
τL2L1
A C B
Arrivo in B
Arrivo in A
B trasmette
Inizio collisioneA trasmette
A rileva collisione
B rileva collisione
t0
t2t1
t3
t4
t
Sequenza di jamming
Sequenza di jamming
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 3939
RepeaterRepeater• Repeater: estende la lunghezza del mezzo trasmissivo
realizzando topologie ad albero– Ripete le stringhe di bit ricevute su un segmento sugli altri segmenti
con ampiezza appropriata– Rigenera la sequenza di jam (collisione su tutte le porte)
• Repeater nel modello OSI
Applicazione
Presentazione
Sessione
Trasposrto
Rete
Data Link
Fisico
Applicazione
Presentazione
Sessione
Trasposrto
Rete
Data Link
FisicoFisico Fisico
Repeater
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 4040
Esempio di configurazioneEsempio di configurazione
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 4141
IEEE 802.3 IEEE 802.3 -- Regole di configurazioneRegole di configurazione• Regole semplificate
– Solo in presenza di segmenti: 10Base5, 10Base2, 10BaseT, FOIRL– Tra due stazioni ci possono essere al massimo:
• 5 segmenti• 4 repeater-set• 2 transceiver e 2 cavi AUI per le due stazioni
– Con 5 segmenti e 4 ripetitori• al massimo 3 segmenti possono essere mixing segment (coax)• gli altri devono essere link segment
– In presenza di 5 segmenti:• Ogni segmento ottico di tipo link (10Base-FB e 10 Base -FL) non deve eccedere i
500 m• Ogni segmento ottico di tipo mixing (10Base-FP) non deve eccedere i 300 m
– In presenza di 4 segmenti e 3 ripetitori• Ogni link ottico tra repeater non deve eccedere i 1000 m per link segment (10Base-
FB e 10Base-FL), i 700 m per mixing segment (10Base-FP)• Ogni link ottico tra stazione e repeater non deve eccedere i 400 m (10Base-FL), 300
m (10Base-FP)
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 4242
IEEE 802.3 IEEE 802.3 -- Esempi di configurazioneEsempi di configurazione
DTE
AUI
10 BaseTlink seg.100m.
10 BaseTlink seg.100m.
Coax seg .500m 10 base5
o185 m 10 Base2
Ripetitore 1 Ripetitore 2 Ripetitore 3 Ripetitore 4
MAU
AUI
DTE
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 4343
IEEE 802.3 IEEE 802.3 -- Esempi di configurazioneEsempi di configurazioneRipetitore
10 BaseTsegmento link
100 m10 Base5segmento coax
500 m
FOIRLsegmento link
500 mFOIRLsegmento link
500 mRipetitore
Ripetitore
Ripetitore
MAU
AUI
DTE
MAU
AUI
DTE
MAU
AUI
DTE
10 BaseT segmentolink 100 m
10 BaseT segmentolink 100 m
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 4444
IEEE 802.3 IEEE 802.3 -- Esempi di configurazione Esempi di configurazione massimamassima• Estensione Max Shared Ethernet 10 Mb/s = ~3000 m
3 mixing segment x 500m =1500m2 link segment x 500m =1000m10 drop-cable x 50m = 500mTOTALE =3000m
2
R3
FOIRL2
MAU4A MAU4B
R4
COAX 3
AUIR4A
AUIR4B
AUIM3
MAU 3
DTE 3
Ripetitore 3 Ripetitore 4
COAX
DTE 2
MAU 1
AUIM1
COAX 1
DTE 1
MAU1A MAU1B
R1
AUIR1A
AUIR1B
FOIRL1
R2
Ripetitore 1 Ripetitore 2
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 4545
IEEE 802.3 IEEE 802.3 -- Esempio di Esempio di configurazione non validaconfigurazione non valida• Tra A e B vi sono 4 segmenti coax
Ripetitore Ripetitore
Ripetitore Ripetitore
Segmenti Coax500 m 10 Base5
o185 m 10 Base2
DTE
DTE
MAU
DTEDTE
MAU
Segmenti Coax500 m 10 Base5
o185 m 10 Base2
B
A
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 4646
Evoluzione delle LANEvoluzione delle LAN EthernetEthernet• Bridging• Switching• Virtual LAN• Standard a 100 Mbps e 1000 Mbps
– Fast Ethernet: IEEE 802.3u (1995)• Basato su CSMA/CD a 100 Mbps
– 100VG AnyLAN: IEEE 802.12 • Stesso formato di trama 802.3 • Nuovo MAC di tipo demand priority (non CSMA/CD) per il supporto di applicazioni
multimediali interattive• Non ha avuto successo sul mercato
– Gigabit Ethernet• Basato su CSMA/CD a 1000 Mbps
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 4747
IndiceIndice
• Generalità sulle reti locali• Ethernet / IEEE 802.3• Bridging e switching• Virtual LAN• LAN Ethernet a 100 Mbps e 1000 Mbps
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 4848
RepeaterRepeater MultiportaMultiporta: : HubHub• Concentratore Ethernet• Segmento di rete in un box• Passivo• Lavora a livello 1 ISO/OSI
Ethernet 10
One device sending at a time
Hub
All nodes share 10 Mbps
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 4949
HubHub: Organizzazione topologica: Organizzazione topologica• Risorse condivise• Connessioni ai desktop
legate ad armadi centralizzati
• Scarsa sicurezza all’interno dei segmenti condivisi
• Scalabilità tramite router• Cambiamenti semplici ma
collisioni• Gruppi di utenti definiti in
base a collocazione fisica
10BaseTHub
10BaseTHub
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 5050
BridgeBridge• Apparato dotato di intelligenza• Ascolta conversazioni per mantenere tabella di indirizzamento• Raccoglie e instrada pacchetti tra due segmenti di rete• Controlla e gestisce il traffico sui segmenti di rete
Application
Physical
Data Link
Network
Session
Presentation
Transport
Application
Physical
Data Link
Network
Session
Presentation
Transport
Physical
Data Link
L1+L2
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 5151
SwitchSwitch LayerLayer 22• Realizza un accesso dedicato per ogni nodo• Elimina le collisioni e dunque aumenta la capacità• Supporta conversazioni multiple contemporanee
Application
Physical
Data Link
Network
Session
Presentation
Transport
Application
Physical
Data Link
Network
Session
Presentation
Transport
Physical
Data Link
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 5252
SwitchSwitch: Modalità funzionamento (1): Modalità funzionamento (1)• Invia i pacchetti basandosi su
una forwarding table– Destinazione basata su
indirizzo MAC• Opera a livello 2 ISO/OSI• Impara la disposizione delle
macchine esaminadol’indirizzo sorgente– Invia su tutte le porte quando
l’indirizzo è broadcast, multicast o sconosciuto
– Trasferisce quando la destianzione è su una interfaccia diversa
A C
B
2
4
1
10 Mbps
10 Mbps
InterfaceSt
atio
ns1 2 3 4
3Data from A to B
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 5353
SwitchSwitch: Modalità funzionamento (2): Modalità funzionamento (2)
A C
B
2
4
1
10 Mbps
10 Mbps
InterfaceSt
atio
ns
1 2 3 4A X
3
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 5454
SwitchSwitch: Modalità funzionamento (3): Modalità funzionamento (3)
A C
B
2
4
1
10 Mbps
10 Mbps
InterfaceSt
atio
ns1 2 3 4
A X
3Data from A to B
Data from
A to B
Dat
a fr
om A
to B
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 5555
SwitchSwitch: Modalità funzionamento (4): Modalità funzionamento (4)
A C
B
2
4
1
10 Mbps
10 Mbps
InterfaceSt
atio
ns1 2 3 4
A X
3
B X
Dat
a fr
om B
to A
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 5656
SwitchSwitch: Modalità funzionamento (5): Modalità funzionamento (5)
A C
B
2
4
1
10 Mbps
10 Mbps
InterfaceSt
atio
ns1 2 3 4
A X
B X
3Data from B to A
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 5757
SwitchSwitch: Modalità full duplex: Modalità full duplex• Raddopia la banda tra nodo e switch• Trasmissione priva di collisioni
Full Duplex Switch
10 or 100 Mbps
10 or 100 Mbps
10 or 100 Mbps
10 or 100 Mbps
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 5959
SpanningSpanning TreeTree• Protocollo 802.1D (STP)• Consente le realizzazione di reti ridondate tramite link paralleli• Link ridondati in stato “blocking” per eliminare loop• Tempo di convergenza: 30-60 secondi• Sistemi proprietari per velocizzare convergenza
Station A
Station B
Segment A
Segment B
Switch 1 Switch 21/1
1/2
2/1
2/2
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 6060
IndiceIndice
• Generalità sulle reti locali• Ethernet / IEEE 802.3• Bridging e switching• Virtual LAN• LAN Ethernet a 100 Mbps e 1000 Mbps
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 6161
VLAN (1)VLAN (1)• Bridge e switch diminuiscono
collisioni ma non eliminano– Broadcast– Multicast
• Possibili soluzioni al problema– Router (IP)– VLAN Dominio
Broadcast
CollisionDomain
CollisionDomain
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 6262
VLAN (2)VLAN (2)• Bridge e switch diminuiscono
collisioni ma non eliminano– Broadcast– Multicast
• Possibili soluzioni al problema– Router– VLAN Dominio Broadcast
Collision Domain
VLAN1
VLAN2
VLAN3
VLAN4
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 6363
VLAN: ObiettiviVLAN: Obiettivi• Performance
– Riduzione e contenimento del traffico
• Creazione di gruppi di lavoro virtuali– Gruppi di lavoro distribuiti
• Amministrazione semplificata– Lo spostamento delle postazioni non richiede routing
• Riduzione dei costi– Meno router
• Sicurezza– Controllo accessi a segmenti di rete– Protezione traffico
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 6464
VLAN: FunzionamentoVLAN: Funzionamento• Explicit Tagging
– Dato identificato da TAG
• Implicit Tagging– Dato identificato da altri parametri (es: porta)
• Switch deve saper gestire database tagging– Filtering Database
• Decisione su tagging o meno– VLAN-aware– VLAN-unaware
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 6565
VLAN: TipologieVLAN: Tipologie• Tipologie di VLAN
– Per porta– MAC Address– Protocol Type– IP Subnet– Higer Level
• Tipologie di connessione– Trunk Link (VLAN-aware to VLAN-aware)– Access Link (VLAN-unaware device to VLAN-aware bridge)– Hybrid Link
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 6666
IndiceIndice
• Generalità sulle reti locali• Ethernet / IEEE 802.3• Bridging e switching• Virtual LAN• LAN Ethernet a 100 Mbps e 1000 Mbps
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 6767
IEEE 802.3u IEEE 802.3u -- FastFast EthernetEthernet• Ethernet 10 Mbit/s: half-duplex con CSMA-CD• Fast Ethernet: 100 Mbit/s
– Half-duplex: come nella rete a 10 Mbit/s– Full-duplex: ammessa per mezzo di LAN switch
• LAN Switch– Collegamenti punto-punto– Collisioni non più possibili
LAN Switch
A B C D E
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 6868
IEEE 802.3u IEEE 802.3u -- FastFast EthernetEthernet• Fast Ethernet: 10 volte più veloce di Ethernet
– Mantiene il MAC di Ethernet CSMA/CD– Mantiene il formato della trama– Parametri fisici
• Rate = 100 Mbit/s, • BitTime = 10 ns, • IFG = 0.96 µs, • SlotTime = 512 bit (5.12 µs)
– Half duplex • Distanze coperte circa dieci volte inferiori (200m + 20m) • piccola su grandi strutture senza Switch che spezzino i Collision Domain• sufficienti a cablare a stella una rete di 100 m di raggio
• Principalmente utilizzata per:– Per collegare gli Switch (Dorsali interne Fast Ethernet)– Per collegare i Server del sistema informatico (in modalità Full Duplex su
collegamenti Punto-Punto, che utilizzano appieno la banda a disposizione)
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 6969
IEEE 802.3u IEEE 802.3u -- FastFast EthernetEthernet• 4 sotto-standard per tre tipi di mezzi fisici:
– 100BASE-T2 e T4 – su 100 m• cavi da 2 e 4 doppini UTP Cat.3, con conettori RJ45
– T2: compx encoding - HD & FD– T4: encoding 8B/6T - solo HD
– 100BASE-TX – su 100 m – HD & FD• 2 doppini UTP Cat.5 o 2 doppini IBM STP type1, con connettori RJ45
– 100BASE-FX – 412 m HD & 2000 m FD• 2 Fibre Ottiche multimodali 62.5 con conettori SC o ST
– 100BASE-TX/FX ereditano PMD di FDDI • trasmettono con codifica 4b/5b
FastEthernet
100Base-X 100Base-T2
100Base-TX 100Base-FX
100Bas e-T4
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 7070
IEEE 802.3u IEEE 802.3u -- FastFast EthernetEthernet
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 7171
IEEE 802.3z IEEE 802.3z -- GigabitGigabit EthernetEthernet• Gigabit Ethernet: IEEE 802.3z std. (‘98) – 1000Base-...
– Fornisce una banda di 1 Gb/s– Half-Duplex quando si usano Repeater/Hub (su Banda Condivisa)
• Metodo di accesso CSMA/CD con formato di trama esteso– Full-Duplex per connessioni Switch–Switch & Switch–EndSys (su Banda
Dedicata)• Formato e dimensione del pacchetto uguali a Ethernet/802.3
• Offre i vantaggi tipici di Ethernet– Semplicità del metodo di accesso CSMA/CD (stesso MAC)– Alta scalabilità con diverse velocità di trasmissione
• 10, 100, 1000 Mb/s– Permette di velocizzare le LAN Ethernet già esistenti con costi bassi
• Tramite sostituzione degli apparati di rete– NIC, HUB, Switch
• Utilizzi principali del Gigabit Ethernet– Realizzazione di un backbone veloce, che collega gli switch– connessione dei server (di fascia alta) al backbone a 1Gb/s
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 7272
IEEE 802.3z IEEE 802.3z -- StandardStandard
Lunghezza minima della trama: 64 byte (512 bit)
Preamble SFDDestin .Add.
SourceAdd. Length DATA PAD FCS
Byte 7 1 6 6 2 da 0 a 1500 da 0 a 46 4 da 0 a 448
Extension
Lunghezza minima della trama completa: 512 byte (4096 bit)
– Data rate: 1 Gbit/s– Due nuove features (non richieste in configurazione LAN switch)
• Carrier extension: nuova lunghezza minima per avere massima estensione di rete simile a Fast Ethernet
• Frame bursting: ammessa la trasmissione di più trame consecutive (senza IPG) così da evitare, se possibile, la estensione della trama
– Formato di trama• Compatibile con Ethernet e Fast Ethernet
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 7373
IEEE 802.3z IEEE 802.3z -- ClassificazioneClassificazione• Fibra ottica (full-duplex in LAN switch)
– 1000BaseLX• Long wavelength: 1270-1355 nm• Fino a 550 m con fibra multimodo• Fino a 3 km con fibra monomodo
– 1000BaseSX• Short wavelength: 770-860 nm• Fino a 550 m con fibra multimodo
• Rame (half-duplex in hub LAN)– 1000BaseCX
• 2 STP (uno per direzione)• Massima estensione 25 m
– 1000BaseT• 4 UTP Categoria 5• Massima estensione 100 m
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet
Bit rate 10 Mbit/s 100 Mbit/s 1000 Mbit/sBit time 100 ns 10 ns 1 nsSlot time 51.2 µs 5.12 µs 4.096 µsInterpacket gap 9.6 µs 0.96 µs 96 ns
A.A. 2004/05 A.A. 2004/05 –– Corso di Corso di Fondamenti di Reti di TelecomunicazioniFondamenti di Reti di Telecomunicazioni –– M. De MarcoM. De Marco33. RETI LOCALI. RETI LOCALI Slide Slide 7474
IEEE 802.3z IEEE 802.3z –– CollegamentoCollegamento switchswitch
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