RETI DI CALCOLATORI E APPLICAZIONI TELEMATICHE

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1 RETI DI CALCOLATORI E APPLICAZIONI TELEMATICHE Prof. PIER LUCA MONTESSORO Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 1

2 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 degli autori. 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

3 Lezione 16 Il livello data-link (II parte): protocolli per reti locali 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 3

4 Lezione 16: indice degli argomenti La condivisione del canale trasmissivo Il problema dell allocazione dinamica di un canale condiviso Il progetto IEEE 802 Il sottolivello LLC Il sottolivello MAC 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 4

5 La condivisione del canale trasmissivo 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 5

6 Trasmissione dati in una rete locale Trasmissione a burst : richiede elevata velocità per brevi periodi MUMBLE MUMBLE... t 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 6

7 Trasmissione in ambito locale Fonia: flusso continuo a 64 kb/s (campionamento a 8 KHz, 8 bit/campione) Terminali alfanumerici: trasmissione asincrona a bassa velocità idle idle Sistemi distribuiti: trasmissione a burst 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 7 t t t

8 Primo modello proposto per l integrazione fonia-dati fonia building automation dati PABX (Private Automatic Branch Exchange) cablaggio telefonico Limitato al collegamento di terminali alfanumerici Non adatto a sistemi distribuiti con capacità elaborative locali 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 8

9 Attuale modello di integrazione fonia-dati fonia PABX building automation cablaggio strutturato dati LAN L integrazione si basa su una infrastruttura fisica comune 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 9

10 Possibile futuro modello di integrazione fonia-dati building automation fonia LAN dati cablaggio strutturato Tecnologia proposta: VOIP (Voice Over IP) 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 10

11 Condivisione del canale trasmissivo stazione A stazione B stazione C stazione D 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 11 t

12 Condivisione del canale trasmissivo Il numero di mittenti è elevato e varia continuamente Il traffico è altamente irregolare Tecniche di allocazione statica (TDM, FDM) non sarebbero efficienti È necessaria l allocazione dinamica del canale 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 12

13 Assunzioni di base N stazioni indipendenti e paritetiche (assenza di master, per ragioni di affidabilità) Canale singolo per trasmettere e ricevere dati e informazioni di controllo 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 13

14 Altre assunzioni Il comportamento delle stazioni può essere asincrono, cioè il tempo può non essere diviso in intervalli discreti Le stazioni possono rilevare una portante, individuando una trasmissione già in corso sul canale Le stazioni possono rilevare le collisioni, sovrapposizione di due o più trasmissioni sul canale (sistemi detti a contesa ) 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 14

15 Canale broadcast Tutte le reti locali si basano su un canale broadcast fisico (mezzo trasmissivo broadcast) logico (anello, stella, albero) In entrambi i casi: serve un meccanismo di arbitraggio del canale tutte le stazioni ricevono tutti i pacchetti: serve un meccanismo di indirizzamento 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 15

16 Canale fisicamente broadcast BLA BLA BLA Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 16

17 Canale fisicamente broadcast BLA BLA BLA Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 17

18 Canale logicamente broadcast BLA BLA BLA Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 18

19 Canale logicamente broadcast HUB (concentratore, repeater) BLA BLA BLA Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 19

20 Il progetto IEEE Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 20

21 IEEE 802 e le architetture di rete applicazione presentazione IEEE 802 sessione trasporto network OSI data link fisico applicazione (telnet, FTP, SMTP, DNS, HTTP, ecc.) trasporto (TCP e UDP) network (IP, ARP, ecc.) IEEE 802 TCP/IP host - rete 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 21

22 Il progetto IEEE 802 (Local and Metropolitan Area Network) interfaccia unificata verso il livello network data link fisico LLC MAC ISO CSMA/ CD Logical Link Control ISO ISO TOKEN SU BUS ISO FDDI ISO 9314 TOKEN SU ANELLO tecnologie trasmissive differenziate 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 22

23 Considerazioni su IEEE 802 Gli standard mescolano gli aspetti di protocollo e gli aspetti di cablaggio Oggi si tende a separarli: sottolivello MAC (802.x) cablaggio strutturato (ISO/IEC 11801, EN50173, ecc.) Sono state standardizzate, migliorandole, le precedenti soluzioni proprietarie, mantenendo differenti soluzioni con stesse finalità ma incompatibili fra di loro 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 23

24 Sottolivelli LLC e MAC Sottolivello LLC (Logical Link Control) interfaccia di tutte le LAN verso il livello network servizi e protocolli descritti nello standard Sottolivello MAC (Medium Access Control) gestisce la condivisione del mezzo trasmissivo 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 24

25 IEEE IEEE è lo standard che contiene le specifiche generali del progetto 802 IEEE è uno standard composto da molte parti tra cui: Part A: overview and architecture Part B: addressing internetworking and network management Part D: MAC bridges 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 25

26 IEEE (Ethernet, protocollo CSMA/CD) Topologia inizialmente a bus, ora a stella Arbitraggio del canale trasmissivo tramite contesa Protocollo distribuito non deterministico Velocità trasmissiva: 10 Mb/s Throughput massimo: 4 Mb/s Evolutasi poi in 802.3u (100 Mb/s) e 802.3z (1Gb/s) 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 26

27 Topologia a bus IEEE (Token Bus) Arbitraggio del canale trasmissivo mediante token Protocollo deterministico Velocità trasmissiva: 10 Mb/s Throughput massimo: 8 Mb/s Utilizzata in ambito di fabbrica specialmente in relazione al MAP (Manufacturing Automation Protocol) 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 27

28 IEEE (Token Ring) Topologia ad anello cablato a stella o a doppio anello Arbitraggio del canale trasmissivo tramite token Protocollo deterministico Velocità trasmissiva: 4 o 16 Mb/s Throughput massimo: 3 o 12 Mb/s Proposta una versione a 100 Mb/s (HSTR: High Speed Token Ring) 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 28

29 IEEE (DQDB: Distributed Queue Dual Bus) Topologia a doppio bus eventualmente cablato a doppio anello Arbitraggio del canale tramite prenotazione Protocollo deterministico Velocità trasmissiva: fino a 155 Mb/s Standard per reti metropolitane approvato anche in sede CCITT (ora ITU) 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 29

30 ISO 9314 (FDDI: Fiber Distributed Data Interface) Topologia: anello Cablaggio: doppio anello o stella Arbitraggio del canale trasmissivo: token Tipologia del protocollo: deterministico Velocità Trasmissiva: 100 Mb/s Throughput massimo: 80 Mb/s Primo standard per reti locali concepito per operare su fibra ottica 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 30

31 Alcuni altri standard IEEE u, 802.3z: Fast Ethernet e Gigabit Ethernet : sicurezza sulle reti locali : wireless LAN : 100VG AnyLAN, rete locale a 100 Mb/s, abbandonata 802.1q: VLAN (reti locali virtuali) 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 31

32 Il sottolivello LLC 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 32

33 Il sottolivello LLC Versione semplificata di HDLC non deve occuparsi dei problemi di trasmissione fornisce al livello network la stessa interfaccia delle WAN LLC-PDU: destination (LLC-DSAP) source (LLC-SSAP) control information 1 ottetto 1 ottetto 1 o 2 ottetti m ottetti 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 33

34 Unnumbered PDU Tipi di LLC-PDU dati utente in modalità non connessa Information PDU dati utente in modalità connessa Supervisory PDU informazioni di controllo del protocollo nella modalità connessa 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 34

35 Indirizzi LLC Servono a gestire la convivenza di più protocolli di livello 3 livello 3 OSI livello 3 TCP/IP sottolivello LLC livello 3 di un altra architettura scelta basata su LLC-DSAP sottolivello MAC 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 35

36 Servizi LLC Tipo 1: Unacknowledged Connectionless Service tipicamente utilizzato nelle reti TCP/IP Tipo 2: Connection Oriented Service frame numerati, controllo di flusso spesso usato nella architetture di rete IBM Tipo 3: Semireliable Service non connesso, ma con conferma pensato per applicazioni di fabbrica 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 36

37 Il sottolivello MAC 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 37

38 Il pacchetto MAC destination (LLC-DSAP) source (LLC-SSAP) LLC-PDU control information indirizzo destinatario indirizzo mittente dati (LLC-PDU) FCS MAC-PDU 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 38

39 Indirizzi MAC 6 byte (48 bit), rappresentati come 6 coppie di cifre esadecimali Unici a livello mondiale primi 3 byte: vendor code o OUI (Organization Unique Identifier) restanti 3 byte: numero progressivo assegnato dal costruttore Esempio: B - 3C F 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 39

40 Indirizzi MAC Singlecast il primo bit trasmesso sul canale è 0 (primo byte pari), indica una singola stazione Multicast il primo bit trasmesso sul canale è 1 (primo byte dispari), indica un gruppo di stazioni Broadcast tutti i bit a 1 (FF-FF-FF-FF-FF-FF), indica tutte le stazioni 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 40

41 Indirizzi MAC Il primo bit trasmesso sul canale permette di distinguere tra indirizzi singoli (singlecast) di gruppo (multicast, broadcast) Il secondo bit trasmesso sul canale permette di distinguere tra indirizzi universali (unici a livello mondiale) locali (ridefiniti via software) 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 41

42 Il pacchetto è per me? Broadcast sì, sempre Multicast soltanto se l indirizzo è stato inserito dal software applicativo in una apposita tabella nella RAM della scheda di rete Singlecast se l indirizzo è quello della scheda di rete oppure se è uguale a quello, valido solo localmente, scritto dal software 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 42

43 Primitive di servizio LLC sublayer MAC sublayer correspondent LLC sublayer MA.DATA.request MA.DATA.confirm MA.DATA.indication usato in 802.3: si conferma l avvenuta trasmissione del pacchetto 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 43

44 Primitive di servizio LLC sublayer MAC sublayer correspondent LLC sublayer MA.DATA.request MA.DATA.confirm MA.DATA.indication usato in 802.4, 802.5, FDDI: si conferma l avvenuta consegna del pacchetto 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 44

45 Lezione 16: riepilogo La condivisione del canale trasmissivo Il problema dell allocazione dinamica di un canale condiviso Il progetto IEEE 802 Il sottolivello LLC indirizzi e servizi Il sottolivello MAC indirizzi e primitive di servizio MAC 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 45

46 Reti di Computer Capitolo 4 Bibliografia Libro Reti locali: dal cablaggio all internetworking contenuto nel CD-ROM omonimo Capitolo Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 46

47 Come contattare il prof. Montessoro Telefono: Fax: URL: Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 47

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