Fondamenti di reti WAN

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1 Indice generale Fondamenti di reti WAN Definizione:... Fondamenti di reti WAN Il termine Public Switched Telephone Network (PSTN) è riferito al servizio offerto dalla ditta telefonica per connettere due telefoni. Il PSTN in principio fu pensato per permettere le comunicazioni vocali ma ora è utilizzato anche per permettere la trasmissione di dati. Ogni telefono è connesso alla centrale CO tramite un doppietto telefonico (due cavi) chiamato local loop. Il suono è convertito dal telefono in segnale elettrico analogico. In una rete digitale Il segnale analogico prodotto dal telefono è convertito in un segnale digitale tramite la modulazione M e poi inviato allo switch. Lo switch invia il segnale digitale verso il telefono di destinazione. Il segnale prima di giungere al telefono di destinazione è nuovamente convertito in un segnale analogico da un demodulatore M. Un modem Analogico permette a due computer di inviare e ricevere dati utilizzando una normale linea telefonica analogica. Un modem è un dispositivo che converte un segnale digitale in un analogico che rappresenta la stessa informazione e uno analogico in uno digitale. Poiché una CO riceve e invia un segnale analogico per poter utilizzare la linea telefonica per inviare/ricevere dati con un è sufficiente interporre un modem tra il e il PSTN. PSTN Modem CO Modem CO In questo modo i possono colloquiare tramite una rete telefonica senza che la rete stessa avverta nessuna differenza. Per effettuare una connessione ad internet tramite una rete WAN il modem si deve collegare ad un router dell' ISP. L'ISP ha a sua volta un modem per estrarre i dati dal segnale ricevuto. La rete WAN che utilizza i modem differentemente da un rete WAN digitale che utilizza i CSU/DSU non necessita di un sincronismo tra i dispositivi. L' utilizzo sempre maggiore di internet ha favorito la nascita della digital subscriber line (DSL) che ha permesso dei collegamenti molto più veloci (linee di trasmissione in cui il segnale è trasmesso sotto forma digitale). Quando si utilizza una rete DSL occorre comunque, tramite un switch (access multiplexer DSLAM), connettere il telefono ad un CO tradizionale per la trasmissione del segnale vocale

2 ISP DSL DSLAM Telefono PSTN Un sistema del tipo descritto trasmette contemporaneamente il segnale vocale e il segnale dati dato che sono trasmesse a frequenze molto differenti. Il telefono genera un segnale con frequenza inferiore a 4 khz mentre il modem DSL genera un segnale con frequenza superiore a 4kHz. La DSL può essere simmetrica o asimmetrica. La DSL simmetrica presenta la stessa velocità in tutte le direzioni mentre la DSL asimmetrica presenta velocità differenti quindi, la DSL asimmetrica ADSL può essere utile a chi ha necessità di inviare (upstream home toward Internet) una quantità di dati inferiore a quanti ne deve ricevere (downstream Internet toward home) o viceversa. Elenco dei differenti tipi di DSL Acronimo Descrizione Tipo ADSL Asincrona DSL Asincrona CDSL Consumer DSL Asincrona VDSL Very-high-data-rate DSL Asincrona SDSL DSL simmetriva Simmetrica HDSL High-data-rate DSL Simmetrica IDSL ISDN DSL Simmetrica La trasmissione ADSL è più diffusa di quella DSL perché la DSL è influenzata dai seguenti fattori: la distanza tra il centro CO e l'utilizzatore la qualità del segnale e dal sistema il DSLAL utilizzato nel centro CO inoltre gli standar DSL prevedono una distanza massima inferiore agli standar ADSL. Sintesi delle tecnologie di connessione utilizzate: Connessione analogica tramite Modem utilizza le reti telco implementa le trasmissioni simmetriche e asimmetriche non permette la trasmissione voce e dati contemporaneamente la capacità del canale non degrada con l'aumentare del carico Connessione analogica tramite DSL utilizza le reti telco

3 implementa le trasmissioni simmetriche e asimmetriche permette la trasmissione voce e dati contemporaneamente la capacità del canale non degrada con l'aumentare del carico Gli Asynchronous Transfer Mode sono attualmente utilizzati per implementare la connessione tra switch nelle reti WAN in modo analogo alla comunicazione Frame Relay che avviene tra due router nele reti LAN. Per connettere molti utenti occorrerebbe collegare ciascun router ad un link d'accesso dell' ISP mentre una rete tramite un circuito virtuale può utilizzare un unico switch. Un utilizza un circuito virtuale permanente PVC. Gli sono analoghi ai Frame Relay già visti ma implementano le reti ad alta velocità tipo Synchronous Optical Network (SONET), Asynchronous Transfer Mode è un protocollo per il trasferimento dei dati ad alta velocità. Lo standard prevede la trasmissione di cell per inviare un servizio multiplo come voce, video e dati. TV Voce switch Network pubblica Le informazioni da trasmettere sono tradotte in cells di dimensione fissa e poi trasmesse. L' sfrutta la modulazione digitale TDM con la quale ad ogni utente è associato a rotazione un intervallo di tempo in cui può trasmettere. Poiché il protocollo è asincrono ogni cella presenta un header in cui è specificato l'utente trasmittente. Una cella è costituita da 53 byte di cui i primi 5 sono l' header e gli altri 48 rappresentano l' informazione. Un switch riceve le cell codifica gli heder delle cell e trasmette le informazioni all' opportuna interfaccia in funzione dell' indirizzo Si definiscono end gli utenti di una rete ad esempio un. Un switch è dotato di due interfacce una UNI che connette un end ad un switch ed un interfaccia NNI che connette un switch ad un altro switch. Gli possono presentare un servizio PVC ossia permanent virtual circuit che è si presenta come una connessione perenne tra lo switch e l' end. Il servizio SVC swiched virtual circuit è una connessione creata dinamicamente tra l' end e lo switch e permane fin tanto sono trasmessi dei dati.

4 Esistono due tipi di connessioni. Le connessioni virtual path VPI sono identificate tramite un percorso virtuale VPI mentre le connessioni virtual channel VCI sono identificate da una combinazione del VPI e del VCI. Un quando riceve una cella da un link identificato da una coppia di VPI,VCI vede la sua destinazione e tramite le tabella di transizione determina la porta d'uscita quindi i nuovi VCI e VPI. I servizi offerti dal sono collocati nei layer phisical e data link del modello OSI. un' altra differenza importante è che mentre il Fram Relay utilizza dei Frame che hanno lunghezza variabile l' utilizza dei byte di testo impacchettati in nuclei che hanno lunghezza fissa detti cell. Una cell è composto da 53 byte di cui 48 sono dati e 5 sono la testata. La testata è costituita da due campi la Virtual Path Identifier (VPI) e la Virtual Channel Identifier (VCI) che rappresentano la VC in funzione della quale l ' instrada il pacchetto. Quando un router riceve i dati da un dispositivo Ethernet deve dividere i frame ricevuti in cell per inviarli ad un switch. Un router connesso ad una rete ha il compito di riassemblare le informazioni ricevute sotto forma di cell in frame. Il processo di ricomposizione dei dati in frame e di divisione dei frame in cell è detta segmentation and reassembly (SAR). 1 switch switch 1 Le tecnologie WAN sono dette circuit-switching se si limitano ad instradare i dati da un utente ad un altro mentre sono detti packet-switching se estrapolano l' indirizzo dell' utente di destinazione per poi inviare i dati all' utente ricevente seguendo il percorso giusto. Quando un utente è connesso ad una rete WAN tramite un router invia i dati, il router realizza le logiche d'instradamento e trasmette i dati all' ISP. Per giungere all' ISP i dati in una canale digitale per le trasmissioni TV attraversano il Cable Modem il quale ha il compito di adattare il protocollo per un cavo CATV. CATV Cable Modem ISP Nel caso l'utente trasmittente non è un ma una rete SOHO occorre che il router realizzi anche i seguenti servizi: assegnazione degli indirizzi apprendimento della rete traduzione degli indirizzi NAT Un router che rappresenta l'interfaccia tra una rete LAN locale e internet necessita che abbia l'

5 interfaccia verso la rete LAN con un indirizzo IP statico e tale interfaccia deve presentare un servizio DHCP server. L' interfaccia del router verso internet deve avere un indirizzo assegnato dinamicamente dall' ISP quindi tale interfaccia deve presentare una funzione DHCP Client. Un router connesso ad una rete internet invia una richiesta DHCP alla quale il server DHCP dell' ISP risponde assegnando un IP al router. Il router non necessita di conoscere tutti i nodi della rete internet ma utilizzerà per il proprio routing un router di default. In questo modo un invia i dati al proprio router il quale a sua volta gli invia al router di default che gli istrada nel percorso giusto. Se i dati provengono da internet verso un locale, l' host internet invierà il pacchetto all' indirizzo internet del router dato che gli host nella rete internet possono conoscere solo l' indirizzo del router e non quello del collegato all' interfaccia locale del router. Il router quando riceve dei dati da internet sostituirà l'indirizzo riportato nel pacchetto con quello del di destinazione mediante le tecniche PAT. Quando si aggiunge un DSL o una nuova connessione l' ISP assegna al nuovo cliente un indirizzo IP. L'utilizzo dell' IP dinamico è preferito per una migliore gestione degli indirizzi. Se un cliente si sconnette l' indirizzo IP che gli era stato associato può essere utilizzato per un altro cliente questo permette la gestione di un numero di clienti maggiore di quelli che si potrebbero gestire con l' impiego degli indirizzi IP statici. Quando un DSL si connette ad internet l' ISP gli assegna un indirizzo IP pubblico mediante DHCP. Dato che per un server non esiste nessuna differenza se n indirizzi IP sono associati a n host differenti o ad uno stesso host e analogamente per un server non c'è differenza se un indirizzo IP è associato ad un host o ad un gruppo di host si è resa possibile la realizzazione delle logiche PAT. Il PAT permette ad un insieme di host di collegarsi ad internet utilizzando un unico indirizzo IP pubblico. Il PAT traduce l'indirizzo IP privato dell' host nell 'indirizzo IP pubblico nelle trasmissioni che da un host locale sono dirette verso internet. Viceversa, per i dati che provengono da internet verso l' host le logiche PAT permettono di tradurre l' indirizzo pubblico nell' indirizzo dell' host di destinazione. Si possono sintetizzare in quattro punti le logiche PAT. 1. Il 1 con indirizzo IP privato invia i dati al gateway predefinito (router) 2. Il router applica le logiche PAT e mediante la tabella di traduzione NAT, sostituisce l' indirizzo locale IP dell' host con l' indirizzo pubblico assegnato dall' ISP al router 3. Quando il server risponde all' host invia i dati all' indirizzo pubblico e utilizzando la porta di comunicazione impiegata dal client con cui vuol colloquiare. Il messaggio giunge al router perché ad esso corrisponde l' indirizzo IP pubblico utilizzato in precedenza dal client. 4. Il router sostituisce nel messaggio l' indirizzo pubblico inserito dall' host internet in trasmissione con l' indirizzo del client di destinazione utilizzando la tabella NAT. Il router è capace di inviare il messaggio al di destinazione perché esso appartiene ad una subnet connessa al router. NAT Tabella di traduzione Lato locale Lato Globale 192,168,1,101: ,100,1,1,: ,168,1,102: ,100,1,1:1026

6 Definizione: Inside host: sono gli host collocati nella rete LAN locale Inside local: Indica i pacchetti con un indirizzo IP che transitano nella rete locale Inside global:indica i pacchetti con un indirizzo IP che transitano nella rete globale internet Inside interface: E' l' interfaccia del router connesso alla rete LAN Outside interface:e' l' interfaccia del router connesso alla rete internet PAT(Port Address Translation): E' l'operazione di traduzione dell 'indirizzo IP a livello del layer transport (TCP, UDP) e della porta NAT:La tabella di corrispondenze tra gli indirizzi privati e quelli pubblici.

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