Stratificazione protocollare (Protocol Layering ) Le reti sono complesse!

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1 Stratificazione protocollare (Protocol Layering ) Le reti sono complesse!! olti elementi: host router fisici dalle caratteristiche diverse applicazioni protocolli hardware, software Domanda: Come organizzare la struttura della rete? O almeno la sua discussione? 1: Introduction 1 Esempio di stratificazione: servizio postale Lettera (consegna) Consegna a dest. Controllo destinazione (ufficio postale di origine) Controllo destinazione (uff. postale di dest.) Consegna a corriere Spedizione effettiva Consegna a ufficio di destinazione! Una sequenza di passi 1: Introduction 2

2 Servizio postale: una prospettiva diversa Sorgente Lettera (consegna) Controllo destinazione (consegna a corriere) Destinazione Lettera (cons. a dest.) Controllo destinazione (ric. da corriere) Corriere Corriere (consegna) Trasporto (aereo, treno...) Strati: ogni strato implementa un servizio ediante funzionalità interne Usando i servizi messi a disposizione dagli strati inferiori 1: Introduction 3 Stratificazione del servizio postale Consegna da mittente a destinatario Consegna da ufficio postale sorgente a ufficio postale di destinazione Trasferimento da sede locale a sede destinazione del corriere Trasporto 1: Introduction 4

3 Distributed implementation of layer functionality Departing airport ticket (purchase) ticket (complain) baggage (check) baggage (claim) gates (load) gates (unload) runway takeoff runway landing airplane routing airplane routing intermediate air traffic sites arriving airport airplane routing airplane routing airplane routing 1: Introduction 5 Perché la stratificazione? I sistemi sono complessi:! La stratificazione permette una più facile organizzazione e individuazione delle funzionalità! La modularità facilita la manutenzione e la modifica dei sistemi La modifica dell implemetazione dei servizi resi da uno strato è trasparente (non si modifica l interfaccia) Es., cambiare il corriere non altera il funzionamento complessivo del servizio postale 1: Introduction 6

4 La stratificazione di Internet! : supporto per le applicazioni di rete ftp, smtp, http! : trasferimento dati end-to-end tcp, udp! : trasferimento di datagrammi da sorgente a destinazione (host-to-host) ip, protocolli di routing! : trasferimento di dati tra elementi di rete adiacenti ppp, ethernet! : bit sul cavo 1: Introduction 7 Stratificazione: comunicazione logica Ogni strato:! distribuito! entità implementano le funzionalità di strato in ogni nodo! Le entità eseguono azioni e scambiano messaggi con le entità pari (peer entities)! Es.: uffici origine e destinazione di un pacco postale 1: Introduction 8

5 Stratificazione: comunicazione logica Es.:! Preleva dati da app.! Indirizzamento, crea datagramma! Invia il datagramma all entità pari del lato destinazione! Attendi che il peer confermi il ricevimento! analogia: ufficio postale data data ack data 1: Introduction 9 Stratificazione: comunicazione fisica data data 1: Introduction 10

6 Stratificazione e dati Ogni strato riceve dati dallo strato superiore! Aggiunge header e crea nuova unità dati! Passa nuova unità dati a strato inferiore source destination Hl Ht HnHt HnHt Hl Ht HnHt HnHt message segment datagram frame 1: Introduction 11 Internet: rete di reti! Grossolanamente gerarchica! Backbone gestiti da provider nazionali/internazionali (NBPs) Es. Telecom Interconnessi mediante punti di accesso privati o pubblici (Network Access Point o NAP)! Internet Service Provider regionali Connessi a NBP! Internet Service Provider locali, compagnie Connessi a ISP regionali NAP ISP regionale ISP locale NBP B NBP A ISP locale ISP regionale NAP 1: Introduction 12

7 Backbone nazionali Es. backbone BBN/GTE (USA) 1: Introduction 13 Internet History : Early packet-switching principles! 1961: Kleinrock - queueing theory shows effectiveness of packetswitching! 1964: Baran - packetswitching in military nets! 1967: ARPAnet conceived by Advanced Reearch Projects Agency! 1969: first ARPAnet node operational! 1972: ARPAnet demonstrated publicly NCP (Network Control Protocol) first hosthost protocol first program ARPAnet has 15 nodes 1: Introduction 14

8 ! 1970: ALOHAnet satellite in Hawaii! 1973: etcalfe s PhD thesis proposes Ethernet! 1974: Cerf and Kahn - architecture for interconnecting s! late70 s: proprietary architectures: DECnet, SNA, XNA! late 70 s: switching fixed length packets (AT precursor)! 1979: ARPAnet has 200 nodes Internet History : Intering, new and proprietary nets Cerf and Kahn s intering principles: minimalism, autonomy - no internal changes required to interconnect s best effort service model stateless routers decentralized control define today s Internet architecture 1: Introduction 15 Internet History : new protocols, a proliferation of s! 1983: deployment of TCP/IP! 1982: smtp protocol defined! 1983: DNS defined for name-to-ipaddress translation! 1985: ftp protocol defined! 1988: TCP congestion control! new national s: Csnet, BITnet, NSFnet, initel! 100,000 hosts connected to confederation of s 1: Introduction 16

9 Internet History 1990 s: commercialization, the WWW! Early 1990 s: ARPAnet decomissioned! 1991: NSF lifts restrictions on commercial use of NSFnet (decommissioned, 1995)! early 1990s: WWW hypertext [Bush 1945, Nelson 1960 s] HTL, http: Berners-Lee 1994: osaic, later Netscape late 1990 s: commercialization of the WWW Late 1990 s:! est. 50 million computers on Internet! est. 100 million+ users! backbone s runnning at 1 Gbps 1: Introduction 17 AT: Asynchronous Transfer ode nets Internet:! today s de facto standard for global data ing 1980 s:! telco s develop AT: competing standard for carrying high-speed voice/data! standards bodies: AT Forum ITU AT principles:! small (48 byte payload, 5 byte header) fixed length cells (like packets) fast switching small size good for voice! virtual-circuit : switches maintain state for each call! well-defined interface between and user (think of telephone company) 1: Introduction 18

10 ! AT Adaptation Layer (AAL): interface to upper layers end-system segmentation/re assembly! AT Layer: cell switching! Physical AT layers TCP/UDP IP AAL AT TCP/UDP IP AAL AT Where s the?! AT: lower layer! functionality only! IP-over AT: later TCP/UDP IP AAL AT AT TCP/UDP IP AAL AT 1: Introduction 19 Chapter 1: Summary Covered a ton of material!! Internet overview! what s a protocol?! edge, core, access! performance: loss, delay! layering and service models! backbones, NAPs, ISPs! history! AT You now hopefully have:! context, overview, feel of ing! more depth, detail later in course 1: Introduction 20