Corso di laureaCorso di laureainin
INFORMATICAINFORMATICA
RETI di CALCOLATORI A.A. 2003/2004Tecnologie di reti: reti geografiche
Alberto [email protected]
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 2Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Comunicazione a breve distanzaComunicazione a breve distanza
La comunicazione dati fra due calcolatori comporta la La comunicazione dati fra due calcolatori comporta la trasmissione di bit attraverso un canale fisico che può trasmissione di bit attraverso un canale fisico che può essere percorso da corrente elettrica, onde radio o essere percorso da corrente elettrica, onde radio o luce. luce.
La prima di queste forme di energia, la corrente La prima di queste forme di energia, la corrente elettrica, può essere sfruttata per trasportare elettrica, può essere sfruttata per trasportare informazione digitale per brevi distanze. informazione digitale per brevi distanze.
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 3Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Comunicazione asincronaComunicazione asincrona
UNA COMUNICAZIONE VIENE DETTA ASINCRONA QUANDO MITTENTE E DESTINATARIO NON HANNO BISOGNO DI COORDINARSI PRIMA CHE I DATI SIANO TRASMESSI, VALE A DIRE SE NON È NECESSARIA LA SINCRONIZZAZIONE FRA MITTENTE E DESTINATARIO.
se la comunicazione è asincrona, l’intervallo di tempo fra due trasmissioni può essere arbitrariamente lungo e il destinatario deve essere pronto a ricevere dati in qualunque momento.
l’asincronia risulta utile in dispositivi che — come la tastiera — prevedono l’interazione con un utente per l’immissione di dati, e che quindi rimangono inattivi in assenza di tale interazione.
In senso più tecnico, un dispositivo di comunicazione viene detto asincrono se il segnale elettrico che il mittente invia non contiene informazioni che consentano al destinatario di determinare l’inizio e la fine dei singoli bit. Sarà invece il dispositivo ricevente a dover accettare e interpretare il segnale trasmesso.
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 4Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Necessità di uno standardNecessità di uno standard
per quanto tempo è necessario mantenere la tensione a
un certo valore per trasmettere un bit?
Il dispositivo trasmittente deve certo attendere un
tempo sufficiente per consentire al ricevente la
rilevazione del voltaggio, ma un’attesa più lunga del
necessario costituirebbe uno spreco.
qual è la massima frequenza alla quale il dispositivo
trasmittente può cambiare il livello di tensione?
Come si può essere sicuri del fatto che i dispositivi
trasmittenti di una certa marca funzionino
correttamente con i dispositivi riceventi di un’altra
marca?
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 5Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
STANDARD RS-232STANDARD RS-232
specifica i dettagli dei collegamenti fisici (per esempio, la lunghezza
del collegamento non deve superare 40 m) ed elettrici (per esempio,
il livello di tensione deve variare fra — 15 e + 15 volt).
dal momento in cui il mittente comincia la trasmissione di un
carattere, è obbligato a trasmettere tutti i bit che codificano quel
carattere uno dopo l’altro, senza interporre ritardi.
non lascia mai che la tensione sul filo sia nullanon lascia mai che la tensione sul filo sia nulla: in assenza di
dati da trasmettere il voltaggio deve essere negativo, come se si
stesse trasmettendo un bit pari a 1.
richiede inoltre che il mittente trasmetta un bit aggiuntivo pari a 0,
noto come bit di inizio (start bit),bit di inizio (start bit), prima di trasmettere i bit relativi
a un carattere.
stabilisce che il mittente deve lasciare la linea libera almeno per il
tempo necessario a trasmettere un bit: è come se a ciascun carattere
fosse accodato un bit fantasma di valore 1. bit di fine (stop bit).bit di fine (stop bit).
il metodo più diffuso per trasferire caratteri su conduttore in rame tra un computer e un dispositivo periferico come un modem, una tastiera o un terminale.
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 6Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
FULL-DUPLEXFULL-DUPLEX
Come si vede, il filo di terra collega direttamente la messa a terra di un dispositivo a quella dell’altro, mentre gli altri due fili sono incrociati: il filo collegato al piedino di trasmissione di un dispositivo è connesso al piedino di ricezione dell’altro.
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Reti di calcolatori
Comunicazione a lunga distanza (trasmissione Comunicazione a lunga distanza (trasmissione analogica)analogica)
La corrente elettrica non è in grado di coprire distanze arbitrarie viaggiando su un filo di rame perché la sua intensità diminuisce lungo il percorso
Una delle proprietà più interessanti dei segnali fisici è che un segnale oscillante è in grado di propagarsi per distanze maggiori rispetto ad altri segnali.
Invece di trasmettere una corrente elettrica che varia Invece di trasmettere una corrente elettrica che varia soltanto quando il valore di un bit cambia, i sistemi di soltanto quando il valore di un bit cambia, i sistemi di comunicazione a lunga distanza trasmettono un comunicazione a lunga distanza trasmettono un segnale oscillante di forma solitamente sinusoidale segnale oscillante di forma solitamente sinusoidale denominato portante (carrier). denominato portante (carrier).
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Reti di calcolatori
ModulazioneModulazione
Per trasmettere i dati, il mittente modifica leggermente la portante. L’insieme di tali modifiche è detto modulazione.
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Reti di calcolatori
Modulazione per messaggi digitaliModulazione per messaggi digitali
Nel caso AM l’ampiezza della portante passa da un livello basso (stato off) ad un livello alto predeterminato (stato on).Questo tipo di modulazione è chiamata sistema Amplitude-Shift-Keyed (ASK).
Un limite è la sua sensibilità agli effetti del rumore
Nel caso AM l’ampiezza della portante passa da un livello basso (stato off) ad un livello alto predeterminato (stato on).Questo tipo di modulazione è chiamata sistema Amplitude-Shift-Keyed (ASK).
Un limite è la sua sensibilità agli effetti del rumore
Nel caso della codifica a variazione di frequenza (FSK), la portante assume due frequenze costanti predeterminate a seconda del fatto che debba essere inviato un valore logico 1 o 0. La codifica FSK non subisce i problemi di rumore di ASK ma il suo fattore limitante è l’ampiezza di banda fisica della portante.
Nel caso della codifica a variazione di frequenza (FSK), la portante assume due frequenze costanti predeterminate a seconda del fatto che debba essere inviato un valore logico 1 o 0. La codifica FSK non subisce i problemi di rumore di ASK ma il suo fattore limitante è l’ampiezza di banda fisica della portante.
Nella codifica PSK, cambia la fase della portante. La codifica PSK non è sensibile ai degradi introdotti dal rumore che affliggono ASK né ha i limiti di ampiezza di banda di FSK. Questo significa che un ricevitore può rilevare anche piccole variazioni nel segnale. Pertanto invece di utilizzare variazioni di due sole fasi (ognuna delle quali rappresenta 1 bit), si possono prevedere variazioni di quattro o otto fasi
Nella codifica PSK, cambia la fase della portante. La codifica PSK non è sensibile ai degradi introdotti dal rumore che affliggono ASK né ha i limiti di ampiezza di banda di FSK. Questo significa che un ricevitore può rilevare anche piccole variazioni nel segnale. Pertanto invece di utilizzare variazioni di due sole fasi (ognuna delle quali rappresenta 1 bit), si possono prevedere variazioni di quattro o otto fasi
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Reti di calcolatori
Modulazione di faseModulazione di fase
Il vantaggio principale della modulazione di fase risiede nella possibilità di codificare più di un bit per ogni cambiamento di statoIl vantaggio principale della modulazione di fase risiede nella possibilità di codificare più di un bit per ogni cambiamento di stato
In altre parole, se il mittente usa 3 bit per determinare un cambiamento di fase, il destinatario può estrarre 3 bit di informazione semplicemente rilevando l’entità del cambiamento di fase. Poiché ogni cambiamento di fase codifica 3 bit, il massimo numero di bit che possono essere trasmessi in un secondo è 2B log2 23 ovvero 2xBx3, dove B è il numero di cambiamenti del segnale al secondo.
In altre parole, se il mittente usa 3 bit per determinare un cambiamento di fase, il destinatario può estrarre 3 bit di informazione semplicemente rilevando l’entità del cambiamento di fase. Poiché ogni cambiamento di fase codifica 3 bit, il massimo numero di bit che possono essere trasmessi in un secondo è 2B log2 23 ovvero 2xBx3, dove B è il numero di cambiamenti del segnale al secondo.
QPSK e 8-PSK
16-QAM
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 11Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Modulazione DemodulazioneModulazione Demodulazione
Poiché la maggior parte delle reti di calcolatori è full duplex si rende necessaria la presenza di un modulatore e di un demodulatore a ogni capo della rete (MODEM)
I modem possono essere utilizzati anche con altri mezzi come trasmissioni RF, fibre ottiche e tradizionali linee telefoniche.
Una coppia di modem a frequenze radio (RF, Radio Frequencv) è in grado di trasmettere informazioni per mezzo di un segnale radio e una coppia di modem ottici (optical modem) può trasmettere lungo fibre di vetro per mezzo della luce.
Si tratta di dispositivi che fanno uso di tecnologie completamente differenti rispetto ai modem usati nelle linee seriali dedicate, ma i principi fondamentali rimangono invariati: il mittente utilizza un modem per trasformare i dati in un segnale modulato e il destinatario estrae i dati dal segnale modulato per mezzo di un modem.
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 12Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
MultiplexingMultiplexing
In ogni tipo di rete, indipendentemente dal fatto che sia una rete locale, metropolitana o geografica, la capacità o ampiezza di banda disponibile nel mezzo di trasmissione è in genere molto superiore a quella degli utenti connessi. Pertanto sono stati sviluppati vari schemi per consentire la condivisione fra più utenti di un mezzo di trasmissione di grande capacità. Questa tecnica è chiamata multiplexing. Le tre forme generali di multiplexing sono il multiplexing a divisione delle frequenze, a divisione del tempo e a divisione della lunghezza d’onda.
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 13Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Multiplazione a divisione di frequenzaMultiplazione a divisione di frequenza
l’ampiezza di banda B di una linea viene suddivisa in N slot di frequenza, ognuno dei quali ha un’ampiezza di banda Bi, dove i = 1, 2,... , N. La frequenza centrale di ogni slot è rappresentata da fi. Per impedire interferenze con i canali adiacenti, gli slot sono normalmente separati da bande di guardia che sono porzioni inutilizzate dello spettro in modo che B sia maggiore della somma dei Bi.
FDMFDM
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 14Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Multiplazione a divisione di tempoMultiplazione a divisione di tempo
TDMTDM
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 15Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Collegamenti digitali a lunga distanzaCollegamenti digitali a lunga distanza
I segnali analogici incontrano grandi difficoltà al crescere della distanza
Convertitore Analogico Digitale Accetta in ingresso un segnale analogico, lo campiona
periodicamente e computa un numero che rappresenta il livello di tensione del segnale al momento del campionamento.
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 16Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Pulse Code Modulation (PCM)Pulse Code Modulation (PCM)per la telefonia digitaleper la telefonia digitale
Voce umana frequenza massima 4000Hz
Teorema del campionamento
Per ricostruire un segnale bisogna campionarlo ad una
frequenza doppia della massima
Frequenza di campionamento 8000 Hz: cioè un
campione ogni 125 sec.
Richiede una velocità di 8000 x 8 = 64 Kbps
Valori del campionamento sono gli interi compresi
tra 0 e 255
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 17Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Comunicazione SINCRONAComunicazione SINCRONA
Una rete sincrona, è un sistema che trasferisce dati a un ritmo prefissato.
la rete non rallenta al diminuire del traffico e che i dati giungono a destinazione allo stesso ritmo con il quale sono stati trasmessi.
La comunicazione sincrona si basa quindi su uno schema di temporizzazione coordinato tra due periferiche per trasmettere i dati in blocchi.
Per iniziare la sincronizzazione e verificarne periodicamente la correttezza vengono utilizzati caratteri speciali.
Poiché i bit vengono inviati e ricevuti nell’ambito di un processo temporizzato e controllato, non sono necessari i bit di start e di stop come la comunicazione asincrona.
Panoramica comunicazione
asincrona
Panoramica comunicazione
sincrona
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 18Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Linee digitaliLinee digitali
Per poter usare una linea digitale in affitto occorre seguire le regole del sistema telefonico, compresi gli standard relativi alla digitalizzazione della voce
E pertanto necessario un dispositivo che raccordi linea telefonica digitale e calcolatore. Si tratta della Unità di Servizio per i Dati e della Unità di Servizio per il Canale (DSU/CSU, Data Service Unit/Channel Service Unit)
Il modulo CSU del dispositivo si occupa della terminazione della linea e dell’attività diagnostica.
Il modulo DSU si occupa dei dati, traducendo il formato digitale telefonico in un formato adatto ai calcolatori
Le linee digitali affittate dalle società telefoniche sono gli elementi fondamentali delle reti di calcolatori molto estese; ogni linea collega due punti specificati e il suo costo dipende dalla capacità e dalla distanza.
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 19Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
STANDARD TELEFONICI: gerarchiaSTANDARD TELEFONICI: gerarchia
Local loop
Trunk
Centrale di commutazione
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 20Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
CIRCUITO LOCALE DELL’ABBONATO (LOCAL CIRCUITO LOCALE DELL’ABBONATO (LOCAL LOOP): servizio ISDNLOOP): servizio ISDN
Servizio ISDN (Integrated Service Digital Network) – Rete digitale per i servizi integrati
Usa il doppino telefonico Tre canali digitali (2B+D)
I canali B operano a 64Kbps Il canale D (di controllo) opera a 16 Kbps
Accesso Base ISDN (BRA) 2 canali B a 64 Kbit/s + 1 canale D a 16 Kbit/s, per
una capacità totale di 144 Kbit/s Accesso primario (PRA - Primary Rate Access)
30 canali B a 64Kbit/s + 1 canale D a 64 Kbit/s , per una capacità totale di 1984 Kbit/s
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 21Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Linea Digitale dell’abbonato: xDSLLinea Digitale dell’abbonato: xDSL ADSL
Collegamento digitale che usa il doppino telefonico in maniera asimettrica 6 Mbps verso l’utente, 640 Kbps verso la rete La tecnologia adattiva usata consente di non avere comunque velocità
predeterminate Famiglia DSL (SDSL , HDSL)
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 22Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Canali (trunk) basati su TDMCanali (trunk) basati su TDM
Ogni servizio vede la propria sottobanda come un canale sincrono a velocità fissa
I router e i bridge li vedono come dei CDNLa parte di banda non utilizzata da un servizio ad un
dato momento va persa e non viene riutilizzata da altri servizi
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 23Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Standard telefonici : valoriStandard telefonici : valori
8000 campionamenti da 8 bit al secondo un canale 64 Kbps
T1 24 canali E1 30 canali Costose
apparecchiature di conversione ai confini di stati
Difficoltà di inserire ed estrarre un canale tributario
Carrier Caratteristiche
Velocità
T1 1.544 Mbps
T2 4 canali T1 6.312 Mbps
T3 6 canali T2 44.736 Mbps
T4 7 canali T3 274.176 Mbps
E1 2.048 Mbps
E2 4 canali E1 8.848 Mbps
E3 4 canali E2 34.304 Mbps
E4 4 canali E3 139.264 Mbps
E5 4 canali E4 565.148 Mbps
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 24Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
PDH e SDH (Plesiocrona e Sincrona)PDH e SDH (Plesiocrona e Sincrona)
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 25Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Servizi ed OrganizzazioneServizi ed Organizzazione
Servizi Connection-oriented
dove si deve :1. Stabilire una connessione2. Scambiare informazioni per
mezzo della connessione3. Rilasciare la connessione
Connectionless dove di deve :
1. Inviare il messaggio
Organizzazione basata su circuiti virtualicircuiti virtuali
(preferita quando il servizio offerto a livello Transport è di tipo connection-oriented)
basata su datagramdatagram (preferita quando il servizio offerto a livello Transport è di tipo connectionless)
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 26Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Circuiti virtualiCircuiti virtuali
Per ciascuna connessione di livello Network, la communication subnet stabilisce un circuito circuito virtualevirtuale, ossia un cammino fisico tra sorgente e destinazione
Ogni switch mantiene una propria tabella: per ciascun circuito virtuale sono memorizzati gli switch adiacenti nelle due direzioni
Ogni pacchetto contiene un identificatore per il circuito virtuale a cui appartiene, e viene instradato consultando la tabella
Tutti i pacchetti dello stesso circuito virtuale seguono lo stesso percorso fisico (attraversano gli stessi switch della communication subnet)
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 27Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Organizzazione DatagramOrganizzazione Datagram
In una organizzazione basata su datagramdatagram, ogni
switch possiede una tabella che elenca i
collegamenti utilizzabili per arrivare a qualunque
altro switch nella communication subnet
In ciascun pacchetto deve essere riportato
l’indirizzo dell’host destinazione, e da tale indirizzo
deve essere possibile ricavare l’indirizzo dello
switch ad esso più vicino
Ciascun pacchetto viaggia indipendentemente
dagli altri (anche quando il livello Network offre un
servizio connection-oriented)
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 28Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Circuiti virtuali e datagram a confrontoCircuiti virtuali e datagram a confrontoCaratteristich
eReti basate su datagrammi
Reti basate su circuito virtuale
Creazione circuito
Non richiesto Richiesto
IndirizzamentoOgni pacchetto contiene gli indirizzi sorgente e destinazione completi
Ogni pacchetto contiene un numero di circuito (VC)
Informazioni di stato
La sottorete non conserva informazioni di stato
Ogni circuito virtuale richiede spazio di tabella nella sottorete
InstradamentoOgni pacchetto è instradato indipendentemente
Percorso scelto alla creazione del circuito: tutti i pacchetti seguono questo circuito
Effetti guasti nei router
Nessuno a parte i pacchetti persi durante il guasto
Tutti i circuiti virtuali che passano attraverso il router guasto vengono terminati
Controllo di congestione
Complesso
Semplice se può essere allocato spazio sufficiente in anticipo per ogni circuito virtuale
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 29Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Lo switching (la commutazione)Lo switching (la commutazione)
Le LAN usano topologie tutte basate sul broadcasting Queste topologie non sono ammissibili sulle reti
estese dove è necessario che una frame sia ricevuta solo dal destinatario
Soluzione Topologia a maglia di nodi interconnessi (switch) Hardware e software capaci di collegare tra loro più
dispositivi connessi fisicamente allo switch ma non tra loro
Una wan è costituita da molti commutatori ai quali si collegano i singoli calcolatori e ne è l’elemento costitutivo fondamentale
L’inserimento di nuovi commutatori garantisce l’estendibilità
Il commutatore trasferisce interi pacchetti da una tratta all’altra
Il collegamento tra commutatori avviene ad alta velocità
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 30Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Instradamento e routing: terminologia e Instradamento e routing: terminologia e reti realireti reali
System (oppure Node, Host, ecc.): generico dispositivo che contiene al suo interno almeno i livelli fisico, data link e network
End System (ES oppure End Node, Data Terminal Equipment, ecc): nodo “edge”, che agisce come mittente e destinatario finale dei dati
Intermediate System (IS oppure Router, ecc.): nodo “core”, che fornisce il transito ai pacchetti tra la sorgente e la destinazione; solitamente non genera dati e non è il destinatario finale dei dati (tranne nel caso di dati di gestione della rete)
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 31Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Commutazione di circuito (circuit Commutazione di circuito (circuit switching)switching)
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 32Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Commutazione di pacchetto (packet Commutazione di pacchetto (packet switching)switching)
Approccio datagram
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 33Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Commutazione di pacchetto (packet Commutazione di pacchetto (packet switching)switching)
Approccio basato sul circuito virtuale
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 34Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Tipi di connessione virtualeTipi di connessione virtuale
PVC (circuito virtuale permanente) : connessione logica fissa tra due host
adatto a chi si connettersi frequentemente e per lunghi
periodi di tempo con un corrispondente fisso
accordo tra cliente e società che i commutatori tengano
sempre nelle tabelle delle entrate per una destinazione
particolare anche quando non c’è traffico
SVC (circuito virtuale commutato) :
connessione logica temporanea tra due host
adatta chi deve comunicare con diversi corrispondenti
tempo necessari per la configurazione
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 35Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Approccio Datagram: Tecnica store and Approccio Datagram: Tecnica store and forward forward
1. I computer in località 1 generano simultaneamente un pacchetto destinato alla località 3
2. I canali I/O del commutatore 1 copiano i pacchetti in memoria ed informano la cpu
3. Questa esamina la destinazione di ciascun pacchetto4. Se il canale verso 3 è libero il pacchetto viene
inoltrato, altrimenti viene posto nella coda associata all’unità che gestisce la trasmissione in quel canale.
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 36Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
INDIRIZZIINDIRIZZI
Ciascun indirizzo è costituito da due parti INDIRIZZO GERARCHICO
La prima identifica il commutatore La seconda un calcolatore ad essa collegato
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 37Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
INSTRADAMENTO (INSTRADAMENTO (ROUTINGROUTING))
I commutatori dispongono soltanto delle informazioni necessarie a individuare un luogo adiacente dove trasferire il pacchetto (next-hop forwarding)
Indipendenza dal mittente I salti non dipendono dalla
provenienza né dal percorso seguito
Per l’instradamento un commutatore può limitarsi ad esaminare la prima parte dell’indirizzo
Tabella di routing
Tabellaswitch
2
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 38Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
TABELLA DI INSTRADAMENTO (routing TABELLA DI INSTRADAMENTO (routing table)table)
Tutti i commutatori debbono mantenere una tabella di instradamento per1. Conoscere il primo salto da fare verso ogni possibile
destinazione2. Portare un pacchetto a destinazione lungo il percorso più breve
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 39Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Instradamento d’ufficio (default routing)Instradamento d’ufficio (default routing)
Per eliminare le duplicazioni si usa un elemento della tabella detto default route
Ce ne può essere al massimo uno per tabella Se il meccanismo di instradamento non trova un
elemento specifico allora usa quello default
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 40Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Costruzione delle tabelleCostruzione delle tabelle Costruzione statica
At boot time Semplice Non impone ritardi alla comunicazione Non flessibile
Costruzione dinamica Aggiornamento automatico attraverso un programma Richiede protocolli addizionali La topologia della rete può dinamicamente cambiare
Possono essere addizionati commutatori Alcuni collegamenti possono interrompersi Il costo di alcuni collegamenti può modificarsi
Aggiornamento dinamico Distribuzione di informazioni relative alla topologia della rete trasferite
tra i nodi Ciascun nodo ricalcola periodicamente il cammino minimo e il next
hop Aggiornamento continuo della routing table
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 41Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Calcolo del cammino minimoCalcolo del cammino minimo
1. Rappresentazione della rete come un grafo2. Algoritmo di Dijkstra
1. Si associa a ciascun arco un peso2. Lunghezza del cammino = somma dei pesi degli archi
che lo costituiscono3. Il cammino minimo non è necessariamente identico a
quello costituito dal minimo numero di archi3. Costruzione della routing table
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 42Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Aggiornamento dinamico: Distance – vector Aggiornamento dinamico: Distance – vector methodmethod
L’informazione topologica è costituita da : La tabella di routing Vettore che contiene la distanza tra il
commutatore e la destinazione specificata dalla tabella lungo il cammino indicato dal salto successivo
Periodicamente il commutatore “broadcast” la propria informazione topologica
Gli altri commutatori aggiornano la propria tabella esaminando ogni elemento del vettore ed aggiornandola se le informazioni fornitegli gli permettono di determinare un cammino più breve
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 43Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Aggiornamento dinamico: Link-status Aggiornamento dinamico: Link-status methodmethod
I commutatori trasmettono periodicamente
informazioni sullo stato dei collegamenti in
cui sono implicati (link-state information)
Ciascun commutatore riaggiorna la propria
routing table
Aggiornando la topologia del proprio nodo
Eseguendo l’algoritmo di Djikstra
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 44Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Confronto tra i metodiConfronto tra i metodi
Vector-distance algorithm
Semplice da implementare
Può avere problemi di convergenza
Used in RIP
Link-state algorithm
Molto più complesso
I commutatori eseguono calcoli indipendenti; cioè
li possono effettuare in parallelo
Used in OSPF
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 45Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Livelli tecnologici ed evoluzione della Livelli tecnologici ed evoluzione della commutazionecommutazione
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 46Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Lo standard a commutazione di pacchetto Lo standard a commutazione di pacchetto X.25X.25
Rete a circuito virtuale obsoleta Recupero di errori ad ogni salto
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 47Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Frame RelayFrame Relay
A commutazione di pacchetto con approccio a circuito virtuale (evoluzione X.25)
Può usare sia PVC che SVC
Standard per interfacciare apparecchiature di rete locale (router, bridge, gateway) a reti per trasmissione di dati;
Privo di recupero di errori e quindi rete con tassi di trasmissione abbastanza elevati
Permette di richiedere la banda necessaria (CIR, Committed Information Rate)
Il CIR è un impegno da parte della rete frame relay a dedicare al VC uno specifico tasso di trasmissione determinato dal CIR
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 48Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
ATM: caratteristiche generaliATM: caratteristiche generali
Commutazione di pacchetto (celle) di lunghezza fissa (53 byte) con l’uso di circuiti virtuali (canali)
Le celle di lunghezza fissa facilitano la commuttazione ad alta velocità
Mezzi trasmissivi veloci (purchè con basso tasso di errore)
tipicamente >=150 Mb/s Bassi ritardi idoneo per dati, voce e immagini video Tecnica di trasferimento adatta a realizzare LAN e WAN
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 49Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
IP su ATMIP su ATM
Ciascuna interfaccia del router ha un indirizzo IP ed un indirizzo ATM (indirizzo di LAN)
Il router di ingresso Esamina l’indirizzo di
destinazione e determina l’indirizzo IP del router di uscita
Determina attraverso una tabella l’indirizzo ATM del router di uscita
Passa il datagramma allo strato di collegamento per il trasporto
Lo strato determina il VCI che porta all’indirizzo di destinazione e segmenta il datagramma in celle di lunghezza fissa
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 50Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Lezione 4
Lezione 4
BibliografiaBibliografia
Tanenbaum – Computer Networks 4° ed
diffusa Tanenbaum – Reti di Computer
diffusa Comer – Internet e Reti di
Calcolatori Capitoli 4,5 11 e 12
Comer – Internetworking con TCP/IP diffusa
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 51Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
RS232RS232
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 52Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
QPSK 8-PSKQPSK 8-PSK
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 53Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
16-QAM16-QAM
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 54Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
SISTEMA TELEFONICOSISTEMA TELEFONICO
Local loop
Trunk
Switching
Local loop
Trunk
Switching
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 55Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
ISDN: Integrated Service Digital NetworkISDN: Integrated Service Digital Network
Lezione 4 (03/04) Tecnologie di rete: reti geografiche 56Alberto Polzonetti
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Rete Frame RelayRete Frame Relay