LE RETI DI COMPUTER. Topologie di rete, Tecniche di commutazione

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1 LE RETI DI COMPUTER Topologie di rete, Tecniche di commutazione

2 TOPOLOGIE DI RETE 2

3 TOPOLOGIA DI RETE Con il termine topologia si fa riferimento alla disposizione degli oggetti fisici nello spazio. Definire la topologia di una rete, significa progettare nei particolari la configurazione e l u i azio e dei componenti della rete stessa (posizione dei nodi e realizzazione dei collegamenti fisici). Si può disegnare quindi un grafo con nodi e archi che rappresentano i collegamenti: 3

4 TIPI DI CONNESSIONI Due nodi possono essere messi in comunicazione in due modi diversi: 4

5 TOPOLOGIA DELLA RETE La combinazione fra collegamenti fisici e logici, implementati in una rete di comunicazione, definisce la topologia della rete. I parametri più importanti da tenere in considerazione sono: Il numero di nodi Il numero di canali trasmissivi la ridondanza, cioè la possibilità di scegliere tra più strade alternative per raggiungere la destinazione. In una rete la presenza di collegamenti ridondanti è un aspetto molto positivo perché migliora la fault tolerance (tolleranza ai guasti) 5

6 TOPOLOGIE DI RETE CLASSICHE : RETI A STELLA Caratteristiche: n = numero di nodi c = numero di canali = n-1 Basate su un nodo centrale al quale sono connessi tutti gli altri nodi periferici. La comunicazione tra due nodi passa sempre dal nodo centrale Al centro della stella, potrebbe trovarsi un elemento passivo (in genere si trova un hub ) oppure un elemento attivo, i uest ulti o aso esso ostituis e il e t o ev algi o dell i te o siste a. La fault tolerance è inesistente! (nel caso in cui un canale si guasti, la funzionalità della rete viene compromessa) 6

7 TOPOLOGIE DI RETE CLASSICHE : RETI AD ANELLO Caratteristiche: n = numero di nodi c = numero di canali = n Basate su una linea chiusa alla quale possono connettersi tutti i nodi della rete. Unico canale condiviso : un nodo per comunicare con un altro deve far scorrere l i for azio e fino a quando questa non giunge a destinazione : ogni odo t as ette l i fo azio e al suo vi i o. Pe uesto otivo o o e assegnare ad ogni nodo un indirizzo. La fault tolerance è inesistente! Se si guasta un canale, la rete non funziona più. 7

8 Caratteristiche: TOPOLOGIE DI RETE CLASSICHE : RETI A BUS Sono le reti più utilizzate per le LAN di tipo Ethernet. Un unico canale condiviso. Sono reti di tipo broadcast, in quanto il messaggio trasmesso da un nodo viene ricevuto da tutti gli altri nodi. A differenza delle reti ad anello, un nodo non ha bisogno di ritrasmettere un messaggio, in quanto le informazioni sono ricevute da tutti i nodi. La fault tolerance è inesistente! In caso di guasto, risulta laborioso individuare il tratto guasto del cablaggio che ha causato il malfunzionamento. 8

9 TOPOLOGIE DI RETE CLASSICHE : RETI AD ALBERO Caratteristiche: n = numero di nodi c = numero di canali = n-1 È la topologia magliata con il minor numero di nodi, potrebbe quindi essere la rete preferita per il cablaggio delle WAN minor costo di cablaggio, ma occorre considerare che La fault tolerance è inesistente! 9

10 TOPOLOGIA DI RETE CLASSICHE : RETI PARZIALMENTE MAGLIATE Caratteristiche: Sono reti tipicamente geografiche, in cui la tolleranza ai guasti dipende dal numero dei canali implementati. Si cerca di raggiungere un compromesso fra affidabilità della rete e costo per realizzarla, poiché aumentando il numero di canali aumenta la tolleranza ai guasti ma aumentano anche i costi. 10

11 TOPOLOGIA DI RETE CLASSICHE : RETI COMPLETAMENTE MAGLIATE Caratteristiche: Sono le reti che hanno la maggiore tolleranza ai guasti e costi rilevanti. Per ogni aggiunta di un nodo si devono aggiungere n canali. Si utilizzano solo in reti di piccole dimensioni, dove l affida ilità e le prestazioni sono fattori determinanti. 11

12 TOPOLOGIA DI RETE CLASSICHE : riepilogo caratteristiche Utilizzi comuni : LAN : reti ad anello, a bus e a stella WAN : topologie magliate. 12

13 TECNICHE DI COMMUTAZIONE 13

14 LE TECNICHE DI COMMUTAZIONE Nelle reti, per mettere in comunicazione due utenti, esistono fondamentalmente due tecniche: la commutazione di circuito di derivazione dal sistema telefonico, che crea un reale collegamento fisico dedicato; la commutazione di pacchetto di derivazione informatica, che utilizza la tecnica dell i st ada e to. 14

15 COMMUTAZIONE DI CIRCUITO In passato le centrali telefoniche funzionavano manualmente : le operatrici telefoniche erano incaricate di creare connessioni tra i vari utenti che desideravano effettuare una telefonata. Oggi, con le centrali automatiche, la stessa operazione viene svolta da dispositivi elettronici attivati auto ati a e te dall appa e hio dell ute te. Nella commutazione di circuito si crea un vero collegamento fisico tra i due utenti che resta stabile e riservato per tutta la durata della comunicazione 15

16 COMMUTAZIONE DI CIRCUITO La commutazione di circuito prevede tre fasi distinte : 1. Attivazione del circuito si sta ilis e la o essio e fisi a f a l u ità hia a te e l u ità hia ata (es. telefono: si è composto il numero e si attende he l alt a pa te ispo da) 2. Utilizzo del canale trasmissivo trasmissione dei dati (es. telefono: i due interlocutori stanno comunicando fra loro) 3. Svincolo la connessione viene chiusa (es. telefono: si ripone il ricevitore nella propria sede) 16

17 COMMUTAZIONE DI PACCHETTO Questa tecnica permette un migliore utilizzo dei mezzi trasmissivi ed è asata su siste i digitali sia pe l instradamento che per la trasmissione dei dati. Ogni volta che si effettua una trasmissione, è necessario indicare alcuni dati aggiuntivi con cui si definisce il mittente e il destinatario, analogamente a ciò che accade per le spedizioni postali. (operazione di imbustamento per creare pacchetti pronti per essere inviati) header payload Un pacchetto è costituito da due parti fondamentali: la parte di intestazione (header) e la parte vera e propria dei dati (payload). La modalità di imbustamento e dimensione massima dei pacchetti dipe do o dall i f ast uttu a della ete. 17

18 COMMUTAZIONE DI PACCHETTO : segmentazione In alcuni casi, visto che i pacchetti hanno dimensione massima, il messaggio viene spezzettato in più segmenti e ricomposto durante la ricezione. header payload Nell i testazio e è spe ifi ato u numero progressivo attribuito al pacchetto durante la scomposizione e serve per la ricomposizione da parte del destinatario del messaggio originale. In questo modo il pacchetto è svincolato dal percorso fisico dei dati! 18

19 COMMUTAZIONE DI PACCHETTO : segmentazione i pacchetti sono instradati nella rete e ognuno di essi potrà seguire percorsi differenti verso la destinazione; il nodo destinatario potrà ricevere i pacchetti anche in ordine diverso da quello di trasmissione; il messaggio originario viene ricostruito sfruttando la numerazione dei pacchetti ; In una rete geografica si possono distinguere due tipi di nodi : quelli intermedi e quelli finali. Quelli intermedi svolgono la funzione di instradamento, ioè i ase all i di izzo di destinazione, decidono il percorso più breve. 19

20 Come vengono trasferiti i dati in commutazione di pacchetto: Invio dei file Ogni vagone dispone di 1. Un numero d ordine 2. Un indirizzo di partenza 3. Un indirizzo di arrivo Un clic per vedere il cammino dei pacchetti Arrivo del file

21 COMMUTAZIONE DI PACCHETTO : vantaggi Questa modalità di trasmissione offre un duplice vantaggio: o se te altissime velocità nella trasmissione delle informazioni in quanto ogni pacchetto viaggia in modo autonomo nella rete individuando la via più breve per giungere a destinazione e de possi ile l'attivazio e di molteplici connessioni contemporaneamente.