Università di Genova Facoltà di Ingegneria Reti di Telecomunicazioni e Telemedicina 1 1. Introduzione alle Reti di TL Prof. Raffaele olla ompito della rete è: INTERONNETTERE più apparati o utenti per permettere uno SMIO di INFORMZIONI Scambio di informazione Rete di linee punto-punto ollegamento punto-punto Interconnessione ompleta 3 4 Rete a linee condivise Problema principale è Linea condivisa!gestire in modo efficiente la condivisione delle risorse (nodi e linee)!assicurando nel contempo la qualità necessaria al particolare tipo scambio di informazioni richiesto 5 6
Nodi e linee I Nodi La rete è composta da due parti principali: Nodi Terminali LINEE di OMUNIZIONE NODI Nodi di rete 7 8 Topologie Estensione Geografica us nello (Ring) Dal punto di vista dell estensione geografica e della velocità di trasmissione si possono distinguere Stella Generica (Magliata)! RETI IN RE LOLE Local rea Networks (LN)! RETI IN RE METROPOLITN Metropolitan rea Networks (MN)! RETI LRG SL Wide rea Networks (WN) 9 10 lassificazione per estensione geografica LN lassificazione per estensione geografica MN! La loro estensione geografica è limitata (in genere! 4 Km)! Hanno velocità medio-alte (originariamente, 10 16 Mbit/s; ora 100 Mbit/s 1 Gbit/s e oltre)! Generalmente sono private! Le loro topologie sono relativamente semplici! La loro estensione arriva a coprire un area metropolitana (estensione massima! 100 Km circa)! Sono state pensate per l interconnessione di molti utenti (specialmente LN e PX)! Hanno velocità relativamente elevate (100 Mbit/s e oltre) 11 1
lassificazione per estensione geografica WN Proprietà! Si estendono su aree che vanno da una regione all intero pianeta! Hanno velocità da medio-basse a medie (da 64 Kbps a 10 Mbit/s)! Possono essere sia pubbliche che private! Hanno topologie complesse Dal punto di vista dei fruitori del servizio si possono distinguere! RETI PULIHE! RETI PRIVTE 13 14 Reti Pubbliche Reti pubbliche Rete d!ccesso Nel complesso, una WN pubblica può essere suddivisa in tre parti:! Reti di Trasporto su lunghe distanze Dorsale ad alta velocità per l interconnessione delle reti metropolitane e la comunicazione con le reti internazionali! Reti di Trasporto Metropolitane Meno estese delle precedenti, convogliano il traffico verso quelle a lunga distanza! Rete d ccesso (ccess Network) onnette l utente finale ai nodi di accesso della rete di trasporto 15 16 Reti pubbliche Rete di Trasporto ommutazione! Esempio di infrastruttura di rete IP (rete WIND): costituita da cavi in fibra ottica raccoglie il traffico attraverso la rete d accesso ed è interconnessa alle altre reti IP nazionali ed ai principali backbone internazionali 17 La commutazione e una delle funzioni più importanti svolte dai nodi di rete e consiste nel trasferire l!informazione da una specifica linea di ingresso ad una di uscita. La commutazione si compone di due fasi:! Fase decisionale (Instradamento, ossia scelta della linea di uscita)! Fase attuativa (il trasferimento vero e proprio dell informazione) 18
Tipi di ommutazione ommutazione di circuito Struttura del nodo Due sono i tipi di commutazione più importanti: Matrice di commutazione! OMMUTZIONE DI IRUITO! OMMUTZIONE DI PHETTO 19 0 La commutazione di circuito La commutazione di circuito! In generale l interconnessione fra linea di ingresso e linea di uscita non avviene a livello fisico ma piuttosto a livello logico;! Questo in quanto le linee in ingresso ed uscita sono in genere condivise da più flussi tramite tecniche di multiplexing in frequenza (Frequency Division Multiplexing,FDM) o nel tempo (Time Division Multiplexing, TDM). 1 ommutazione di circuito Multiplexing a divisione di tempo (TDM) ommutazione di circuito aratteristiche Segn. 1 Segn. Segn. N Slot Trama! llocazione fissa della banda e quindi qualità del servizio deterministica Gestione inefficenti dei traffici bursty (intermittenti)! Possibilità di blocco (blocking) 3 4
Struttura del nodo La commutazione di pacchetto Nodo Store and Forward oda D Elaboratore D oda 5 6 Multiplexing statistico Sistema a coda 1 N Pacchetti uffer 1 N N Pacchetti con etichetta anale Tasso degli arrivi [pacc./s]! uffer K Lunghezza. del buffer [pacc.] (anche ") Server µ Tasso di servizio [pacc/s] apacità del link [bit/s] µ = / l [pacc./s] Lungh. media pacchetti [bit/pacc.] 1/µ = x = l / [s] 7 Tempo medio di servizio [s] 8 Sistema a coda 1 Sistema a coda 1! Gli arrivi dei pacchetti sono in genere distribuiti nel tempo in modo casuale (tipicamente si suppone seguano un processo di Poisson)! I tempi di servizio e quindi la lunghezza dei pacchetti può essere fissa o casuale e quindi seguire una specifica distribuzione (Esponenziale, Pareto,...)! Il tempo medio di attraversamento del sistema da parte di un pacchetto è in generale una variabile aleatoria ed è dato da T = 1/! +W! W ovviamente dipende da vari fattori fra cui i più significativi Dal carico offerto indicato tramite l intensità di traffico:» =!/! [Erlang] nel caso single server corrisponde al fattore di utilizzazione # (percentuale di tempo durante il quale il server (canale) e impegnato). Distribuzione degli arrivi e delle lunghezze dei pacchetti e dai loro parametri (medie, varianze) Tempo medio di servizio Tempo medio di attesa in coda 9 30
aratteristiche Trasmissione Indiretta! I ritardi sono variabili, dipendenti dai carichi istantanei dei flussi in ingresso. " La presenza di un buffer finito rende possibile la perdita di pacchetti " Il canale è partizionato in modo adattativo, quindi i flussi bursty (intermittenti) sono gestiti in modo efficiente 1 3 1 3 60 60 1 3 60 61 Tempo (sec.) 31 3 hiamata Virtuale hiamata Virtuale Le caratteristiche principali sono: " onsegna ordinata dei pacchetti " ontrollo di flusso separato " Instradamento (routing ) unico per ogni flusso " Più agevole preassegnare risorse (banda) 33 34 Datagram Datagram 1 aratteristiche principali sono: " Necessità di riordinamento " Instradamento individuale per ogni pacchetto " Intestazione tendenzialmente più lunga " Difficile pre-assegnare risorse 35 36