Architettura LAN IEEE/ISO/ANSIArchitettura LAN IEEE/ISO/ANSIProgetto 802 IEEEProgetto 802 IEEE

IEEE, ISO e ANSI hanno sviluppato uno standard più comunemente noto come Progetto IEEE 802 per stabilire come debbano essere realizzate le reti LAN ai livelli Fisico e Collegamento Dati in termini di servizi disponibili e di protocolli per l’espletamento di questi servizi.

La definizione degli altri livelli è lasciata ai diversi costruttori di reti.

Livelli LLC e MACLivelli LLC e MAC

Nel progetto ISO/ANSI/IEEE 802, il livello Collegamento Dati è distinto in due sottostrati :

LLC : Logical Link Control MAC : Medium Access Control

Il trasferimento di una Unità Dati attraverso questi sottostrati e il livello Fisico avviene in maniera simile a quanto già descritto in precedenza con la specificazione di opportuni campi per le PCI.

Utenti del livello Data-LinkUtenti del livello Data-Link

SAPSAP

Sottostrato LLCSottostrato LLC

Sottostrato MACSottostrato MAC

Strato FisicoStrato Fisico

STAZIONESTAZIONE

NICNIC

NetworkNetworkInterfaceInterface

CardCard

ENTITA’ livello Rete

Utenti del livello Data-LinkUtenti del livello Data-Link

SAPSAP

Sottostrato LLCSottostrato LLC

Sottostrato MACSottostrato MAC

Strato FisicoStrato FisicoNICNIC

Sw di Rete e Applic. High-LevelSw di Rete e Applic. High-Level

Utenti FinaliUtenti Finali

NOSNOS

NetworkNetworkOperating Operating

SystemSystem

Scambio delle Unità Scambio delle Unità DatiDati

Utente di CollegamentoUtente di Collegamento Utente di CollegamentoUtente di CollegamentoNetwork PDUNetwork PDU

Strato FisicoStrato Fisico

PCIPCI

PCIPCI PCIPCI

PCIPCI

MAC SDUMAC SDU

PCIPCI

PCIPCI LLC SDULLC SDU

LLC SDULLC SDU

SAPSAP

LLC PDULLC PDU

MAC PDU o MAC FrameMAC PDU o MAC Frame

MAC SDUMAC SDU

Strato FisicoStrato Fisico

PCIPCI

PCIPCI PCIPCI

PCIPCI

MAC SDUMAC SDU

PCIPCI

PCIPCI LLC SDULLC SDU

LLC SDULLC SDU

SAPSAP

MAC SDUMAC SDU

Stazione AStazione A Stazione BStazione B

MAC PDU o MAC FrameMAC PDU o MAC Frame

DestinationMAC

Address

SourceMAC

AddressPCI

MAC PCI Header

MAC SDU

LLC PDULLC PDUDSAPAddress

SSAPAddress

LLC PCI

LLC SDU

MAC PCI Trailer

Destination MAC AddressDestination MAC Address

a 16 bit

a 48 bit

Bit 1 = 0 ind. individuale

Bit 1 = 1 ind. di gruppo

Bit 2 = 0 ind. ammin. globalmente

Bit 2 = 1 ind. ammin. localmente

Source MAC AddressSource MAC Address

a 16 bit

a 48 bit

Bit 1 = 0

Bit 2 = 0 ind. ammin. globalmente

Bit 2 = 1 ind. ammin. localmente

Destination SAP Destination SAP AddressAddress

Bit 1 = 0 ind. individuale

Bit 1 = 1 ind. di gruppo

a 8 bit

Se Bit 2 = 1 assegnato dall’IEEE

DSAPX’FE’

Source SAP AddressSource SAP Address

Bit 1 = 0 comando

Bit 1 = 1 risposta

a 8 bit

Se Bit 2 = 1 assegnato dall’IEEE

SSAPX’FE’

Protocolli per il Livello Protocolli per il Livello Fisico Fisico

e Sottostrati LLC e MAC e Sottostrati LLC e MAC IEEE ha fissato dei protocolli per i sottostrati di Collegamento (LLC e MAC) e per il livello Fisico:

Logical Link Control per il sottostrato LLC CSMA/CD

Token Bus per il sottostrato MACToken Ring e il livello Fisico

A questi protocolli l’ANSI ha aggiunto il protocollo FDDI per il sottostrato MAC

e il livello Fisico.

Definizione di Servizio Definizione di Servizio sec.Mod. OSI sec.Mod. OSI Parte IParte I

Per il livello Collegamento Dati (Sottostrati MAC e LLC) : Realizzazione e rilascio del collegamento Service-Data-Unit Framing (creazione di una PDU da una SDU) Data Transfer Sincronizzazione di Frame Rilevatore di errore Recupero dell’errore Identificazione e scambio di parametri Controllo del Flusso Servizi dello strato Fisico Gestione della Rete

Definizione di ServizioDefinizione di Servizio sec. Mod. OSI sec. Mod. OSI Parte IIParte II

Per il Livello Fisico : Circuito di collegamento e rilascio (non presente nelle

LAN dove il collegamento è dedicato) Bit di sincronizzazione

Bit di sincronizzazione SDU Trasmettitore e Sequenziatore Notificatore di condizioni di errore Gestione della rete Funzioni di controllo del supporto trasmissivo

Le Primitive per LLCLe Primitive per LLC

Il sottolivello LLC prevede due modi di funzionamento:

• connectionless (solo primitive di trasferimento dati)

• connection oriented (anche quelle di apertura e chiusura di una connessione con le funzioni per il controllo di errore, di flusso e di conservazione della sequenza)

Primitive LLC Primitive LLC nel caso connectionlessnel caso connectionless

Esistono solo due primitive per richiedere il trasferimento dati :

• L_DATA.request (sa, da, LLC_SDU, s_class)• L_DATA.indication (sa, da, LLC_SDU, s_class)

Le due primitive sono attivate dal livello Rete.In questo caso si tratta di un servizio molto semplice in cui controllo degli errori e del flusso è demandato ai livelli superiori (Trasporto)

Primitive LLC Primitive LLC nel caso connection nel caso connection

oriented oriented Le primitive sono raggruppate in cinque tipi diversi a seconda delle loro funzioni :

• apertura della connessione• trasferimento dati• chiusura della connessione• reinizializzazione della connessione• controllo di flusso all’interfaccia con il livello

rete

Primitive LLC :Primitive LLC :apertura della apertura della connessioneconnessione

L_CONNECT.request (sa, da, s_class) L_CONNECT.indication (sa, da, status, s_class) L_CONNECT.confirm (sa, da, status, s_class)

s_class è la classe di servizio desiderata per la connessione;status è un parametro che specifica se il tentativo di connessione ha o meno avuto successo.

Primitive LLC :Primitive LLC :trasferimento datitrasferimento dati

L_DATA_CONNECT.request (sa, da, LLC_SDU) L_DATA_CONNECT.indication(sa,da,LLC_SDU) L_DATA_CONNECT.confirm (sa, da, status)

Primitive LLC :Primitive LLC :chiusura della chiusura della connessioneconnessione

L_DISCONNECT.request (sa, da) L_DISCONNECT.indication (sa, da, reason) L_DISCONNECT.confirm (sa, da, status)

reason indica la ragione della chiusura della connessione : per esempio errore interno; richiesta dell’interlocutore remoto, ecc…

Primitive LLC :Primitive LLC :reinizializzazione della reinizializzazione della

connessioneconnessione

L_RESET.request (sa, da) L_RESET.indication (sa, da, reason) L_RESET.confirm (sa, da, status)

Il reset è equivalente alla chiusura e riapertura di una connessione e si verifica nel caso di malfunzionamento di una connessione

Primitive LLC :Primitive LLC : controllo di flusso controllo di flusso

L_CONNECTION_FLOWCONTROL.request(sa, da, amount)

L_CONNECTION_FLOWCONTROL.indication(sa, da, amount)

Il controllo di flusso è operato all’interfaccia col livello Rete.

Il parametro amount indica la velocità di trasferimento. Se fosse zero questo equivarrebbe a abloccare il traffico relativo alla connessione. Se fosse infinito non si potrebbe operare nessun tipo di controllo sul flusso.

Primitive MACPrimitive MACScendendo la pila OSI i servizi disponibili sono generalmente meno sofisticati.A livello MAC non esistono meccanismi di trasferimento dati con connessione, controllo di errore o di flusso. Si trasferiscono solo singole unità dati.Le primitive per il trasferimento di dati sono :

MA_DATA.request (da, MAC_SDU, s_class) MA_DATA.indication(sa,da,MAC_SDU, status,s_class) MA_DATA.confirm (status, s_class)

La confirm ha qui un significato locale ed è attivata dal sistema chiamante per indicare l’avvenuta trasmissione di dati. Se una entità del livello MAC non riesce a trasmettere una PDU avvisa l’entità del livello LLC corrispondente che agirà sulla base della classe di servizio richiesta dal livello ancora superiore.

Primitive a livello Primitive a livello FisicoFisico

PHY_DATA.request (symbol) PHY_DATA.indication (symbol) PHY_DATA.confirm (status)

Multiplexing del livello Multiplexing del livello LLCLLC

Un pacchetto di un’entità del livello Rete diventa una SDU di LLC. E’ inserita in una PDU di LLC e diventa una MAC SDU inglobata all’interno di una MAC Frame.La struttura a strati realizza l’indipendenza tra i livelli per cui entità diverse del livello Rete possono usare protocolli diversi per spedire pacchetti da un sistema ad un altro (es. un’entità usa IP del TCP/IP; un’altra IPX di Netware; un’altra il protocollo ISO 8473 che è quello standard del progetto IEEE 802).LLC non fa altro che “multiplexare” i pacchetti e spedirli ai vari SAP di destinazione.

Indirizzi privati Indirizzi privati e Meccanismo SNAPe Meccanismo SNAP

Il protocollo standard per il livello Rete è l’ISO 8473 secondo il progetto IEEE 802.

Può accadere che che talune architetture LAN supportino standard diversi. Per consentire la trasmissione di messaggi “privati” insieme ai messaggi che rispettano l’ISO 8473 viene definito un meccanismo detto SNAP (Subnetwork Access Protocol) ottenuto corredando il pacchetto derivante dal messaggio privato di un identificatore (SNAP identifier) costituito da 5 ottetti, 3 che identificano l’organizzazione e 2 il tipo di protocollo usato.

Si ottiene così una SNAP-SDU che è multiplexata con le SDU che ubbidiscono allo standard ISO 8473.

Indirizzamenti SAP e Indirizzamenti SAP e MACMAC

Filtranti Filtranti

Può essere necessario ricevere messaggi anche non direttamente indirizzati al proprio SAP o al proprio MAC da parte di un certo utente del livello Collegamento Dati. Per rendere questo possibile l’utente deve rendere disponibile un elenco degli indirizzi SAP o degli indirizzi MAC desiderati.Si parlerà di indirizzamento SAP filtrante o indirizzamento MAC filtrante rispettivamente.

IL PROTOCOLLO TCP/IPIL PROTOCOLLO TCP/IP

Il Protocollo TCP/IPIl Protocollo TCP/IP

Transmission Control Protocol/Internet Protocol

Vinton Cerf e il suo socio Bob Khan, studenti americani, comproprietari di una società per lo sviluppo di soluzioni software, pubblicano nel 1974 un articolo dal titolo “Un protocollo per il Controllo della Trasmissione”. Nasce il TCP: una vera rivoluzione che ha in sé i principi di quello che diventerà il protocollo TCP/IP.

Si tratta in realtà di un linguaggio unificato capace di fare da veicolo tra macchine a distanza, quale che sia il canale usato, in modo da mandare messaggi da qualunque nodo alla giusta destinazione.

PROTOCOLLO TCP/IPPROTOCOLLO TCP/IPGeneralitàGeneralità

Il protocollo TCP/IP è un protocollo basato sul paradigma Client-Server del tipo Peer-to-Peer : un sistema che implementa il protocollo TCP/IP può funzionare da Client e da Server indifferentemente e cambiare addirittura identità in fase di elaborazione.

Il protocollo TCP/IP è un protocollo full duplex a commutazione di pacchetto : non esiste un’autorità centralizzata nella rete, ma un qualunque nodo è logicamente collegato ad un qualunque altro nodo e ciascun nodo può creare, elaborare e trasmettere informazioni. Tutti i nodi si trovano quindi allo stesso livello gerarchico.

La commutazione di La commutazione di pacchettopacchetto

E’ la fine degli anni ’60 quando Paul Baran e Leonard Kleinrock si contendono la paternità dell’idea della commutazione di pacchetto.

“La teoria della commutazione di pacchetto prevede che la rete funzioni senza una autorità centrale. Inoltre un qualunque guasto su un nodo non compromette la funzionalità degli altri nodi e della rete”

Il protocollo TCP/IP ha trovato un largo impiego grazie alla sua compatibilità con una enorme combinazione di tecnologie di collegamento e di mezzi trasmissivi.

E’ implementato su sistemi Unix, IBM, Windows, DEC e Apple.

Modello TCP/IPModello TCP/IP e Modello OSI e Modello OSI

Nella terminologia usata per la definizione di una Intranet, cioè di una rete aziendale, il protocollo TCP/IP è classificato come protocollo Routable. Nella figura successiva sono messe a confronto la struttura OSI e quella del protocollo TCP/IP.

77

66

55

44

33

22

11

ApplicazioneApplicazione

PresentazionePresentazione

SessioneSessione

TrasportoTrasporto

ReteRete

CollegamentoCollegamento

FisicoFisico

Modello OSI

Applicazione Applicazione

TrasportoTrasporto

InternetInternet

Interfaccia ReteInterfaccia Rete

HardwareHardware

Modello TCP/IP

API

Applicazione Applicazione

TrasportoTrasporto

InternetInternet

Interfaccia ReteInterfaccia Rete

HardwareHardware

Modello TCP/IP

API

IP ICMP ARP RARP RIP OSPF EGP BGP

UDP TCP

DRIVER di RETE e NIC

ApplicazioniE

Servizi

Protocolli e Componenti TCP/IP

PROTOCOLLO TCP/IPPROTOCOLLO TCP/IPDefinizioniDefinizioni

In un protocollo TCP/IP la rete sulla quale esso è implementato è chiamata Internet.

Un qualunque sistema della rete è detto host.

Un particolare processo che risiede su un host e che può essere richiesto da un’applicazione è detto porta.

Un qualunque sistema o host per inviare messaggi deve specificare l’indirizzo di destinazione del sistema ricevente. Il suo formato nel protocollo TCP/IP è una sequenza di 32 bit divisa in tre parti:

TIPO Indirizzamento di Rete Indirizzamento di Host

Indirizzo TCP/IPIndirizzo TCP/IP

Il TIPO varia da 1 a 4 bit e specifica se l’indirizzo è di Classe A (bit 0); di Classe B (bit 10); di Classe C (bit 110); di Classe D (bit 1110).

A seconda del tipo c’è un formato diverso e una lunghezza diversa per le altre due parti.

Il Tipo più l’Indirizzamento di Rete individuano l’Identificativo di Rete, cioè la singola rete alla quale appartiene il sistema (host). L’Indirizzamento di Host è l’indirizzo del sistema nella rete.

TIPO Indirizzamento di Rete Indirizzamento di Host

Indirizzo TCP/IP: Classe Indirizzo TCP/IP: Classe AA

E’ per gli organismi privati speciali (es. Difesa, ecc.)

In una Internet ci possono essere fino a 126 reti che usano indirizzi di Classe A

Una rete di Classe A può contenere un numero elevatissimo di host

bit 1 bit 32°

0

bit 8°

Indirizzo TCP/IP: Classe Indirizzo TCP/IP: Classe BB

E’ per le grosse aziende (multinazionali, ecc…)

Per la Classe B gli indirizzi partono da 128 e arrivano a 191

Ci sono (2^16-2) possibili sistemi

bit 1 bit 32°

1

bit 16°

0

bit 2

Indirizzo TCP/IP: Classe Indirizzo TCP/IP: Classe CC

E’ per i soggetti generici (enti pubblici o privati non appartenenti alle categorie prima specificate)

Per la Classe C gli indirizzi partono da 192 e arrivano a 254

Ci sono (2^8-2) possibili sistemi

bit 1

bit 32°

1

bit 24°

1

2

0

3

Indirizzo TCP/IP: Classe Indirizzo TCP/IP: Classe DD

E’ per gli indirizzi Multicast o Broadcast (si fa riferimento ad un insieme di sistemi o host)

bit 32°bit 1

1 1

2

1

3

0 Indirizzo Multicast o Broadcast

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