Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n. 2) 1
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1 RETI DI CALCOLATORI Prof. PIER LUCA MONTESSORO Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 1 Nota di Copyright Questo insieme di trasparenze (detto nel seguito slide) è protetto dalle leggi sul copyright e dalle disposizioni dei trattati internazionali. Il titolo ed i copyright relativi alle slides (ivi inclusi, ma non limitatamente, ogni immagine, fotografia, animazione, video, audio, musica e testo) sono di proprietà dell autore prof. Pier Luca Montessoro, Università degli Studi di Udine. Le slide possono essere riprodotte ed utilizzate liberamente dagli istituti di ricerca, scolastici ed universitari afferenti al Ministero della Pubblica Istruzione e al Ministero dell Università e Ricerca Scientifica e Tecnologica, per scopi istituzionali, non a fine di lucro. In tal caso non è richiesta alcuna autorizzazione. Ogni altro utilizzo o riproduzione (ivi incluse, ma non limitatamente, le riproduzioni su supporti magnetici, su reti di calcolatori e stampe) in toto o in parte è vietata, se non esplicitamente autorizzata per iscritto, a priori, da parte dell autore. L informazione contenuta in queste slide è ritenuta essere accurata alla data della pubblicazione. Essa è fornita per scopi meramente didattici e non per essere utilizzata in progetti di impianti, prodotti, reti, ecc. In ogni caso essa è soggetta a cambiamenti senza preavviso. L autore non assume alcuna responsabilità per il contenuto di queste slide (ivi incluse, ma non limitatamente, la correttezza, completezza, applicabilità, aggiornamento dell informazione). In ogni caso non può essere dichiarata conformità all informazione contenuta in queste slide. In ogni caso questa nota di copyright e il suo richiamo in calce ad ogni slide non devono mai essere rimossi e devono essere riportati anche in utilizzi parziali Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 2 Lezione 16: indice degli argomenti Lezione 16 Scopi del livello data-link, servizi forniti al livello di rete Impacchettamento Controllo degli errori Controllo di flusso Esempi di protocollo: HDLC, SLIP, PPP Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 4 Scopi del livello data-link Comunicazione sufficientemente affidabile ed efficiente tra nodi adiacenti Nelle reti locali anche gestione della condivisione del mezzo trasmissivo Servizi offerti al livello network: senza connessione e senza riscontro senza connessione ma con riscontro con connessione e con riscontro Servizio senza connessione e senza riscontro Utile se il mezzo trasmissivo è affidabile Tipicamente usato nelle LAN Introduce ritardi minimi adatto a servizi real-time (es. audio/video) Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n. 2) 1
2 Servizio senza connessione ma con riscontro Utile se il mezzo trasmissivo è poco affidabile Tipicamente usato nelle reti wireless Un messaggio di riscontro che viene perso può provocare la ricezione multipla di un pacchetto Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 7 Servizio con connessione e con riscontro Prevede la numerazione e il controllo del corretto ricevimento di tutti i pacchetti Garantisce che ogni pacchetto venga ricevuto una ed una sola volta Garantisce che tutti i pacchetti vengano ricevuti nello stesso ordine con cui sono stati trasmessi Ormai raramente utilizzato Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 8 Funzionalità del livello data-link Impacchettamento ( framing ) permette di delimitare i pacchetti trasportati dal flusso di bit al livello fisico prevede l inserimento di checksum per il controllo degli errori Controllo di flusso permette di adattare la velocità del trasmettitore alla velocità del ricevitore Impacchettamento Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 10 conteggio dei byte lunghezza del frame in byte frame 1 frame 2 frame frame 1 errore di trasmissione frame 2 (errato) byte di dato erroneamente considerato di conteggio Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 11 caratteri speciali Si utilizzano i codici ASCII: DLE (Data Link Escape) STX (Start of TeXt) ETX (End of TeXt) DLE-STX = inizio, DLE-ETX = fine E se compaiono nei dati? byte stuffing (riempimento di caratteri): i caratteri DLE nei dati vengono raddoppiati in trasmissione e ripristinati in ricezione Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n. 2) 2
3 delimitatore di inizio della trama caratteri speciali dati da trasmettere dati trasmessi DLESTX DLEDLE 79 DLEETX byte di dato DLE 79 byte stuffing delimitatore di fine della trama Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 13 riempimento di bit ( bit stuffing ) Adatta per ogni tipo di dato e con un numero arbitrario di bit per carattere Delimitatore ( flag byte ): Se il livello data link trova nei dati da trasmettere aggiunge un bit a 0 dopo il quinto 1 Quando il ricevitore trova 5 bit a 1 seguiti da uno 0 rimuove il bit a Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 14 riempimento di bit ( bit stuffing ) dati da trasmettere dati trasmessi bit stuffing Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 16 in trasmissione dati in ricezione dati f (dati) dati Frame Check Sequence = f (dati) Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 17 NO se possibile si correggono i bit errati, altrimenti si scarta il pacchetto =? SÌ i dati ricevuti sono corretti Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n. 2) 3
4 I codici di Hamming permettono la correzione adatti se non è conveniente la ritrasmissione I codici polinomiali o codici a ridondanza ciclica (CRC) si limitano a rilevare gli errori richiedono meno bit aggiuntivi ai bit di dato Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 19 Controllo di flusso Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 20 Controllo di flusso Nei collegamenti punto-punto si basa sull autorizzazione, esplicita o implicita data dal ricevitore al trasmettitore per inviare i dati Richiede protocolli con cui trasmettitore e ricevitore si scambiano le informazioni di controllo Bisogna considerare la possibilità di perdita delle informazioni di controllo Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 21 Un semplice protocollo stop-and-wait Il nodo A trasmette un pacchetto e si mette in attesa del riscontro da B Se il traffico è bidirezionale, il riscontro può viaggiare nell intestazione di uno dei pacchetti in arrivo da B ad A (piggybacking) Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 22 Un semplice protocollo stop-and-wait Problema 1: se il riscontro non arriva? A ritrasmette il pacchetto Problema 2: se il riscontro non arriva perché andato perso, ma il pacchetto era arrivato correttamente? A ritrasmette il pacchetto e B lo riceve una seconda volta duplicazione dei pacchetti Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 23 Un semplice protocollo stop-and-wait Problema 3: quanto costa aspettare il riscontro? Esempio: collegamento in fibra ottica a 1 Gb/s tra San Francisco e New York, pacchetto da 1000 byte 4000 km Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n. 2) 4
5 Permettono la trasmissione di più frame in successione, anche prima di aver ricevuto i riscontri dei frame precedenti Ogni frame spedito è numerato con un numero progressivo su n bit (da 0 a 2 n -1) L ampiezza di questa numerazione è legata alle dimensioni dei buffer di memoria dove i pacchetti vengono temporaneamente memorizzati Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 25 Il trasmettitore mantiene una finestra di trasmissione numeri d ordine dei pacchetti che può spedire indica i frame che possono essere spediti prima di aver ricevuto i riscontri dei frame precedenti i frame appartenenti alla finestra vengono memorizzati per eventuali ritrasmissioni Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 26 Il ricevitore mantiene una finestra di ricezione numeri d ordine dei pacchetti che può ricevere permette di accettare frame fuori ordine (causati da errori, frame persi o ritrasmissioni) e memorizzarli nell attesa dei frame precedenti mancanti consente di riconoscere e scartare frame duplicati a causa di riscontri andati perduti Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 27 trasmettitore ricevitore il limite superiore viene fatto avanzare quando si spedisce un nuovo frame il limite inferiore viene fatto avanzare quando si riceve il riscontro del frame il cui numero progressivo corrisponde all estremità inferiore la dimensione della finestra è fissa l intera finestra viene fatta avanzare quando si riceve un frame il cui numero progressivo corrisponde all estremità inferiore Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 28 HDLC Esempi di protocolli High-Level Data Link Control Derivato da SDLC (Synchronous Data Link Control) di IBM Orientato al bit, con bit stuffing Contiene anche l indirizzo del destinatario, per linee con terminali multipli (punto-multipunto) Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n. 2) 5
6 8 bit HDLC 8 bit 8 bit 0 16 bit 8 bit address control data checksum dati con bit stuffing SLIP Serial Line Internet Protocol Inventato per spedire pacchetti IP su linea telefonica via modem Delimitatore dei pacchetti: byte C0 h Rimpiazzamento dei caratteri nei dati: C0 h diventa DB h DC h DB h diventa DB h DD h Molte limitazioni, tra cui la mancanza di gestione degli errori Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 32 PPP Point-to-Point Protocol Miglioramenti rispetto a SLIP: rilevamento degli errori protocollo di controllo del collegamento supporto di più protocolli del livello rete Formato della trama simile ad HDLC, ma orientato al byte 1 byte PPP 1 byte 1 byte 1 o 2 byte variabile flag address control protocol variabile payload (dati) 2 o 4 byte 1 byte checksum payload (dati) flag dati con rimpiazzamento di caratteri Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 34 Reti di Computer Capitolo 3 Bibliografia Libro Reti locali: dal cablaggio all internetworking contenuto nel CD-ROM omonimo Parte del capitolo 13 Come contattare il prof. Montessoro montessoro@uniud.it Telefono: Fax: URL: Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n. 2) 6
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