SERVIZI DI TRASFERIMENTO DELL INFORMAZIONE

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1 SERVIZI DI TRASFERIMENTO DELL INFORMAZIONE Trasparenza temporale Il tempo di trasporto delle diverse IU nella rete ha una variabilità che si può considerare nulla Trasparenza semantica Le diverse IU sono consegnate a destinazione senza errori MODI DI TRASFERIMENTO 47 COMMUTAZIONE Commutazione Operazione che viene svolta da ogni nodo all arrivo di una IU Instradamento Selezione del ramo d uscita Normalmente effettuata dal SW del nodo Attraversamento L IU viene fisicamente inoltrata verso il ramo d uscita Normalmente effettuata dall HW del nodo Allocazione della banda per il trasferimento delle IU Banda assegnata La banda per il trasporto delle IU relative a ogni connessione è riservata in modo esclusivo Una connessione non può essere accettata se la banda residua del canale è inferiore a quella richiesta Banda prenotata Può essere superiore alla capacità del canale MODI DI TRASFERIMENTO 48 1

2 COMMUTAZIONE Commutazione di circuito Banda assegnata Consideriamo 1 canale di capacità C N sorgenti con capacità di picco P, velocità media A e fattore di burstiness B Possono essere servite al più C/P sorgenti Quando B<1 si ha una scarsa utilizzazione del canale MODI DI TRASFERIMENTO 49 COMMUTAZIONE Commutazione di circuito Fasi del servizio Instaurazione Dati Svincolo Tempo di propagazione lunghezza del mezzo τ = velocità di propagazione del segnale Tempo di trasmissione di una IU T t = Lunghezza in bit della IU Capacità del canale Tempo di elaborazione (processing) T p MODI DI TRASFERIMENTO 50 2

3 COMMUTAZIONE Commutazione di pacchetto L informazione viene suddivisa in blocchi di lunghezza opportuna (payload) Diremo L p la lunghezza in bit del payload Ad ogni blocco viene aggiunta un intestazione (header) Diremo L h la lunghezza in bit dell header Contiene l indicazione della destinazione Ogni IU sarà costituita dall insieme header+payload Banda prenotata Una IU in uscita verso un ramo può trovare questo occupato dalla trasmissione di altre IU precedentemente giunte al nodo E necessario memorizzare le IU in uscita su opportuni buffer Il riempimento del buffer può provocare la perdita delle IU MODI DI TRASFERIMENTO 51 COMMUTAZIONE Commutazione di pacchetto STORE & FORWARD MODI DI TRASFERIMENTO 52 3

4 COMMUTAZIONE Commutazione di pacchetto Connection Oriented Fasi del servizio Chiamata virtuale Dati Svincolo MODI DI TRASFERIMENTO 53 Commutazione di pacchetto Connection Less COMMUTAZIONE MODI DI TRASFERIMENTO 54 4

5 TECNICHE DI MULTIPLAZIONE Multiplazione sincrona (S-TDM) Adotta la tecnica di multiplazione TDM Slotted Periodical Banda assegnata Canale base Banda garantita a ogni singola coppia sorgente-destinazione Trasparenza temporale Utilizzata nelle reti telefoniche a commutazione di circuito Se indichiamo con C c il numero di bit trasmessi per slot F c la capacità del canale base C a numero di bit addizionali per trama F a capacità addizionale del canale per le informazioni di servizio C m numero totali di bit per trama F m capacità del canale N numero di slot per trama T il tempo di trasmissione di una trama C N C + C F = = = N F + F T T m c a m c a MODI DI TRASFERIMENTO 55 TECNICHE DI MULTIPLAZIONE Multiplazione sincrona (S-TDM) Sovramultiplazione Ad una specifica coppia sorgente-destinazione si allocano più slot per trama Cc Fc = n T Sottomultiplazione Ad una specifica coppia sorgente-destinazione si alloca una frazione di slot m Fc = con m< C T c MODI DI TRASFERIMENTO 56 5

6 TECNICHE DI MULTIPLAZIONE Multiplazione asicrona (A-TDM) Banda prenotata Sorgenti con fattore di burstiness B<1 Tecnica di multiplazione TDM Continuous X.25 Frame relay Tecnica di multiplazione TDM Slotted Statistical ATM MODI DI TRASFERIMENTO 57 TECNICHE BASE DI COMMUTAZIONE Commutazione di circuito Le risorse sono dedicate esclusivamente agli utenti attivi La banda è completamente a disposizione degli utenti che la ricevono Il tipo di servizio offerto è la chiamata Massima rigidità nell accesso I terminali devono operare alla stessa frequenza di cifra La qualità si misura valutando la probabilità di rifiuto di una chiamata Commutazione di pacchetto Le risorse sono condivise dagli utenti attivi Non si ha garanzia sulla disponibilità delle risorse al tempo della trasmissione Si adotta la tecnica store & forward Il tipo di servizio offerto è la chiamata virtuale o il datagramma Massima flessibilità nell accesso Grazie a una complicata struttura protocollare La qualità si misura valutando il ritardo e la probabilità di perdita delle IU MODI DI TRASFERIMENTO 58 6

7 SPETTRO DELLE ALTERNATIVE MODI DI TRASFERIMENTO 59 Architetture di protocolli Protocollo di comunicazione Insieme di regole che definiscono le modalità di interazioni tra sistemi Architettura ISO OSI Raggruppamento di funzioni simili per logica e/o tecnologia Stratificazione Ogni raggruppamento costituirà uno strato o livello Ogni strato si interfaccia esclusivamente con quello immediatamente superiore e immediatamente inferiore Lo strato di livello N a partire dal mezzo trasmissivo si chiamerà N-strato Ogni strato è costituito da una o più entità chiamate N-entità L interazione fra i due sistemi remoti avviene esclusivamente attraverso lo scambio di informazioni di entità di pari livello MODI DI TRASFERIMENTO 60 7

8 Architetture di protocolli MODI DI TRASFERIMENTO 61 Architetture di protocolli Ogni strato di livello N Usufruisce dei servizi resi dal livello N-1 Aggiunge le proprie funzioni Fornisce dei servizi al livello N+1 La stratificazione maschera le procedure realizzative delle funzioni svolte all interno di ogni livello Si può modificare la modalità di svolgimento delle funzioni all interno di un determinato strato senza che gli altri ne siano influenzati Si deve conoscere perfettamente l interfaccia fra i livelli L interfaccia deve rimanere sempre immutata MODI DI TRASFERIMENTO 62 8

9 Architetture di protocolli N-Connessione E la connessione fra N-entità nei due sistemi N-Service Acees Point (N-SAP) E il punto di accesso alla N- connessione reso disponibile dallo strato N allo strato N+1 Finchè non si raggiunge il livello 1 gli N-SAP sono virtuali N-Protocollo Stabilisce le modalità di scambio dell informazione fra le entità di livello N MODI DI TRASFERIMENTO 63 Architetture di protocolli Servizi resi ai SAP Richiesta Un entità di livello N+1 chiede un servizio a un entità di livello N Indicazione Un entità di livello N invia informazioni proprie all entità di livello N+1 dello stesso sistema Risposta Un entità di livello N+1 risponde a una richiesta pervenuta da un sistema remoto utilizzano il servizio offerto dalla N entità del sistema locale Conferma Un entità di livello N invia informazioni, relative ad una RISPOSTA pervenuta da un sistema remoto, all entità di livello N+1 dello stesso sistema MODI DI TRASFERIMENTO 64 9

10 Servizio confermato Architettura di protocolli MODI DI TRASFERIMENTO 65 Servizio non confermato Architettura di protocolli MODI DI TRASFERIMENTO 66 10

11 Architettura di protocolli Servizio iniziato dal fornitore MODI DI TRASFERIMENTO 67 Architettura di protocolli N-Protocol Data Unit (N-PDU) UI scambiata tra due N-entità di sistemi diversi in accordo ad un protocollo di livello N N-Protocol Control Information (N-PCI) UI contenuta nella N-PDU che consente l attuazione del protocollo di livello N N-Service Data Unit (N-SDU) UI che viene scambiata tra l entità di livello N e l entità di livello N+1 dello stesso sistema MODI DI TRASFERIMENTO 68 11

12 Architettura di protocolli MODI DI TRASFERIMENTO 69 Architettura di protocolli Segmentazione Una (N+1)-PDU viene ricevuta come unica N-SDU e trasformata in diverse N-PDU Ad ogni N-PDU sarà associato un proprio N-PCI Riassemblaggio Diverse N-PDU ricevute come diverse N-SDU vengono riassemblate in un unica (N+1)-PDU Il corretto riassemblaggio viene effettuato sfruttando le informazioni contenute nei campi N-PCI delle N-PDU ricevute MODI DI TRASFERIMENTO 70 12

13 Architettura di protocolli Multiplazione (Downward multiplexing) Si sfrutta un unica N-Connessione per collegare diverse (N+1)-entità Multiplazione inversa (Upward multiplexing) Un unica (N+1)-entità viene collegata a diverse N-Connessioni L accesso delle diverse entità avviene sfruttando altrettanti N-SAP offerti dall entità di livello N dello stesso sistema MODI DI TRASFERIMENTO 71 Architettura di protocolli Tipologia di strati Utilizzazione Generazione, uso e strutturazione delle IU Sono presenti solo nei sistemi terminali Trasferimento Trasferimneto delle IU attraverso la rete Sono presenti sia nei sistemi terminali, sia negli apparati di rete Protocolli di accesso Definiscono le regole per l interazione fra i sistemi terminali e gli apparati di rete Protocolli di trasporto Definiscono le regole per l interazione fra gli strati di trasferimento all interno della rete MODI DI TRASFERIMENTO 72 13

14 Architetture di protocolli Modello OSI 1. Physical layer 2. Data link layer 3. Network layer 4. Transport layer 5. Session layer 6. Presentation layer 7. Application layer MODI DI TRASFERIMENTO 73 OSI Physical layer Interfaccia il sistema con il mezzo fisico Caratteristiche meccaniche ed elettriche (ottiche) della connessione Esempi di funzioni Gestione della topologia Gestione delle procedure di trasmissione Codifica dei bit Esempi di protocolli ITU-T X.21 EIA RS-232 MODI DI TRASFERIMENTO 74 14

15 OSI Data link layer Trasferimento dati tra due nodi adiacenti Le IU prendono il nome di frame (trame) Funzioni svolte Rivelazione errori Recupero frame Controllo di flusso Controllo di accesso nel caso di accesso distribuito Esempi di protocolli High Level Data Link Control (HDLC) LAP-B (ITU-T X.25) LAP-D (ISDN) IEEE 802.x MODI DI TRASFERIMENTO 75 OSI Network layer Trasferimento di IU attraverso la rete utilizzando un percorso che attraversa più nodi Le IU prendono il nome di packet (pacchetti) Funzioni svolte Instradamento Transcodifica di indirizzi Segmentazione/Riassemblaggio Controllo di flusso Multiplazione/Demultiplazione Esempi di protocolli ITU-T X.25 Packet Level Protocol (PLP) Internet Protocol (IP) MODI DI TRASFERIMENTO 76 15

16 OSI Transport layer Primo strato di utilizzazione, trasferimento di IU da un estremo all altro della rete Funzioni svolte Multiplazione/Demultiplazione Indirizzamento Segmentazione/Riassemblaggio Gestione della QoS Contollo di errore Controllo di flusso Esempi di protocolli ITU-T X.224 Transmission Control Protocol (TCP) MODI DI TRASFERIMENTO 77 OSI Session layer Gestione del dialogo e sincronizzazione degli eventi Funzioni svolte Gestione della modalità del dialogo Segmentazione/Riassemblaggio Inserimento di punti di sincronizzazione per il recupero del dialogo Esempi di protocolli ITU-T X.225 MODI DI TRASFERIMENTO 78 16

17 OSI Presentation layer Trasformazione, formattazione e modifica della sintassi Funzioni svolte Compressione Traduzione Crittografia Sicurezza Esempi di protocolli ITU-T X.226 MODI DI TRASFERIMENTO 79 OSI Application layer Fornisce l interfaccia utente tramite un processo o un programma Funzioni svolte Terminale virtuale (TELNET) Posta elettronica (SMTP) Trasferimento file (FTP) Gestione di database distribuiti (ITU-T X.500) MODI DI TRASFERIMENTO 80 17

18 OSI Interazione di due sistemi MODI DI TRASFERIMENTO 81 Modello TCP/IP Architetture di protocolli 1. Network Access layer 2. Internet layer 3. Transport layer 4. Application layer MODI DI TRASFERIMENTO 82 18

19 TCP/IP Network access layer Serve a mascherare la modalità di trasferimento dei pacchetti sul mezzo fisico Internet layer Trasferimento di IU a destinazione attraverso la rete Internet Protocol (IP) Si possono interconnettere reti eterogenee Indirizzamento globale Connectionless Transport layer Funzioni analoghe all omonimo livello OSI Transmission Control Protocol (TCP) Connection oriented Controllo di flusso Controllo d errore User Datagram Protocol (UDP) Application layer Funzioni analoghe all omonimo livello OSI MODI DI TRASFERIMENTO 83 Circuit switching Modi di commutazione MODI DI TRASFERIMENTO 84 19

20 Packet switching Modi di commutazione MODI DI TRASFERIMENTO 85 Frame relay Modi di commutazione MODI DI TRASFERIMENTO 86 20

21 Modi di commutazione Cell switching MODI DI TRASFERIMENTO 87 Classificazione modi di trasferimento Tipo di rete Servizio di trasferimento Tecnica di Multiplazione Modalità di commutazione Livello OSI nodi di transito CS A circuito CO-AB S-TDM SP 1 trasparente MRCS A-TDM SS ATM 1 CO-BB A pacchetto FR 1-2L A-TDM C CO-BB/CL PS MODI DI TRASFERIMENTO 88 21

22 Evoluzione di rete Reti dedicate con accesso separato MODI DI TRASFERIMENTO 89 Evoluzione di rete Reti dedicate con accesso integrato a banda stretta MODI DI TRASFERIMENTO 90 22

23 Evoluzione di rete Reti dedicate con accesso integrato a banda larga MODI DI TRASFERIMENTO 91 Evoluzione di rete Reti integrate con accesso a banda larga? MODI DI TRASFERIMENTO 92 23