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1 1 1 - - Introduzione alle Reti di Introduzione alle Reti di Telecomunicazione Telecomunicazione Università degli studi di Bergamo Università degli studi di Bergamo Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione e Metodi Matematici Reti di Calcolatori Reti di Calcolatori prof. Fabio prof. Fabio Martignon Martignon

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11-- Introduzione alle Reti di Introduzione alle Reti di TelecomunicazioneTelecomunicazione

Università degli studi di BergamoUniversità degli studi di BergamoDipartimento di Ingegneria dell’Informazione e Metodi Matematici

Reti di CalcolatoriReti di Calcolatoriprof. Fabio prof. Fabio MartignonMartignon

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 2

Reti e TrasmissioneReti e Trasmissione

Cos’è una rete di telecomunicazione?Una rete di telecomunicazione è definibile come l'insieme di dispositivi, canali trasmissivi e procedure mediante le quali due dispositivi d'utente (ad es. telefoni, PC…), remoti ed attaccati alla rete, possono scambiarsi dell'informazioneLo scambio di informazione tra due utenti coinvolge una lunga serie di aspetti spesso complessi che occorre analizzare partendo da semplici modelli

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 3

Reti e TrasmissioneReti e Trasmissione

Sorgente Trasmettitore Canale(sistema di trasm) Ricevitore Destinazione

Modo più semplice per far comunicare due utenti: collegamento mediante un canale trasmissivo diretto

Sorgente: genera informazione (voce, video, dati...)Trasmettitore: converte l’informazione in segnali elettrici (ottici) che possono essere inviati sul CanaleIl Ricevitore interpreta tali segnali e ricostruisce l’informazione, passandola alla Destinazione

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 4

Problematiche TecnicheProblematiche TecnicheIn Trasmissione (ovvero: il Trasmettitore):

generazione del segnalei segnali devono essere adatti al mezzosegnali analogici e segnali digitali

Vincoli imposti dal mezzo trasmissivo: capacità del canale (bit/s)In ricezione:

errori di ricezionerumore, disturbi, interferenza

sincronismo di simbolo: ritmo effettivo di trasmissionemessaggi di servizio (segnalazione)

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 5

Collegamento tra più utentiCollegamento tra più utentiSupponiamo di avere N utenti (nella figura sotto, N=5)Rete a maglia completa

Può verificarsi uno scarso utilizzo delle risorse (collegamenti poco utilizzati)Necessità di condividere le risorse

Per collegare tali nodi sono necessariN(N-1)/2collegamentibidirezionali

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 6

Condivisione di risorse mediante Condivisione di risorse mediante una rete a circuitouna rete a circuito

Sorgente Trasmettitore Sistema di trasmissione Ricevitore Destinazione

Il canale diretto dell’esempio precedente è sostituito da una rete di telecomunicazioneI canali sono forniti su richiesta

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 7

Condivisione di risorse mediante Condivisione di risorse mediante una rete a circuitouna rete a circuito

1122

33441) voglio parlarecon il 3344!

2) cerco un circuito

4) ti cercano!

3) apro il circuito

5) conversazione

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 8

Funzionalità di una reteFunzionalità di una rete

Segnalazione utente-rete (per richiedere un collegamento)Instradamento (la rete trova un percorso tra i due nodi)Segnalazione di rete (per scambiare informazione di servizio atta a cercare e riservare tale percorso)Commutazione (in ogni nodo un canale d’ingresso è messo in collegamento con un canale in uscita)Fasi necessarie per lo scambio di informazioni:

instaurazione della connessione (chiamata)trasferimento datichiusura della connessione (chiamata)

Commutazione di Circuito

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 9

Sistemi finali e nodi di commutazioneSistemi finali e nodi di commutazioneI nodi all’interno della rete posso dunque classificarsi in:

sistemi finali (end-systems), che si scambiano informazioninodi di commutazione (switching nodes)

I canali messi a disposizione per i collegamenti possono essere:canali half-duplexcanali full-duplex

nodi finali

nodi di commutazione

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 10

Rete a Commutazione Rete a Commutazione di Pacchettodi Pacchetto

sistema finale

nodo dicommutazione

L’informazione da trasferire viene suddivisa in pacchetti a cui viene aggiunta informazione di servizio (header)L’header contiene almeno l’indicazione del destinatarioI pacchetti sono trasferiti di nodo in nodo fino alla destinazione in modo autonomo (analogia con il servizio postale)

pacchetto

informazioneheader

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 11

Classificazioni delle retiClassificazioni delle reti

reti a circuitoreti a pacchetto reti pubbliche

reti private

reti telefonichereti dati

LAN (reti locali)MAN (reti metropolitane)WAN (reti geografiche)

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 12

TematicheTematiche

conversione dell’informazione in segnalistudio delle caratteristiche dei segnalitrasferimento dei segnali attraverso un mezzo trasmissivostudio del rumore e dei suoi effetti sul segnale

Corso di Teoria dell’Informazionee della Trasmissione

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 13

TematicheTematicheorganizzazione dell’informazione in unità informativeinstaurazione di un percorso nella reteprocedure e regole di colloquio tra dispositiviprocedure per la condivisione delle risorse da parte di più flussi informativiecc.

Corsi di Reti di Telecomunicazione

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 14

Rete di TLC

Modelli funzionaliModelli funzionali

La struttura di una rete di telecomunicazione coinvolge una complessa serie di aspettila descrizione e l’analisi viene semplificata dalla formalizzazione in modelli

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 15

Modelli funzionaliModelli funzionaliAccenneremo ora ad un modello funzionale di colloquio tra sistemiQuesto modello consente di introdurre in modo formalele problematiche associate al trasferimento di informazioneIl modello aiuta a descrivere in modo formale i sistemi e le loro funzionalità

A che livello avviene un colloquio?Esistono vari tipi di colloqui (scambio di messaggi)

– utente-utente– utente-rete– colloqui per trasferimento di informazione– colloqui per segnalazione– ecc.

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 16

Il servizio di comunicazioneIl servizio di comunicazioneDate due o più entità remote (ovvero residenti su nodi distinti)Possiamo descrivere il sistema di comunicazione che consente il colloquio (ovvero lo scambio di messaggi) fra gli enti come un “fornitore del servizio di trasporto dell’informazione”(ovvero: fornitore del servizio di comunicazione in senso stretto)

EnteA

EnteB

sistema di comunicazione che fornisce un servizio di comunicazione

Colloquio (ovvero: scambio di messaggi)

Nodo A Nodo B

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 17

Il servizio di comunicazioneIl servizio di comunicazioneE’ basato sul servizio di trasporto, ossia il meccanismo di scambio di informazione fra due “entità”

E’ in generale un servizio di trasferimento di unità informative

bitgruppi di bit (trame o pacchetti)filesflussi multimediali

EnteA

EnteB

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 18

Il servizio di comunicazioneIl servizio di comunicazione

il servizio di comunicazione può essere descritto mediante delle chiamate di servizio dette primitive di serviziole primitive di servizio servono a descrivere il servizio, a richiederlo e a ricevere informazioni sul servizio dal fornitorele primitive di servizio sono caratterizzate da parametri tra cui:

informazione da trasferireindicazione del destinatariocaratteristiche del servizio richiestoecc.

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 19

Primitive di ServizioPrimitive di Servizio

Le primitive di servizio definiscono i servizi resi dal sistema di comunicazione alle due entità estreme (A e B nel nostro esempio)Se ne individuano quattro, non tutte sempre necessarie:

Request: che richiede il servizioIndication: indica l’avvenuta richiesta del servizioResponse (facoltativa)Confirm (facoltativa)

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 20

Primitive di ServizioPrimitive di Servizio

LivelloN+1

LivelloN

LivelloN

LivelloN+1

Sistema A Sistema B

Request

ConfirmResponse

Indication

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 21

Entità colloquianti tramite primitiveEntità colloquianti tramite primitive

EnteA

EnteB

canale bidirezionale

primitive di servizio

colloquio

Nodo A Nodo B

Request IndicationResponseConfirm

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 22

PrimitivePrimitive

EnteA

EnteB

canale bidirezionale

primitive di servizio

colloquio

Nodo A Nodo B

Richiesta di A

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 23

PrimitivePrimitive

EnteA

EnteB

canale bidirezionale

primitive di servizio

colloquio

Nodo A Nodo B

Indicazione verso B

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 24

PrimitivePrimitive

EnteA

EnteB

canale bidirezionale

primitive di servizio

colloquio

Nodo A Nodo B

Risposta di B

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 25

PrimitivePrimitive

EnteA

EnteB

canale bidirezionale

primitive di servizio

colloquio

Nodo A Nodo B

Conferma verso A

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 26

PrimitivePrimitive

servono a richiedere il servizio e essere informati dell’esito della richiestahanno significato locale tra fornitore e cliente del servizionon sono legate direttamente al modo con il quale il fornitore effettua il serviziodevono contenere tutte le informazioni necessarie al fornitore del servizio

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 27

Modalità di comunicazioneModalità di comunicazione

Le modalità di comunicazione fra entità si dividono in due grandi classi Modalità a connessione (connection-oriented)

instaurazione della connessionetrasferimento dell’informazionerilascio delle connessioneEsempio: telefonata

Modalità senza connessione (connectionless)una sola faseEsempio: servizio postale

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 28

Servizio a connessioneServizio a connessione

Apertura della connessione

Trasferimento informazione

Chiusura della connessione

EnteA

EnteB

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 29

Servizio a connessioneServizio a connessione

Si distinguono 3 fasi

Apertura della connessione: si instaura la sessione e ci si mette

d’accordo sulle modalità di svolgimento della sessione

Trasferimento dell’informazione

Abbattimento (chiusura) della sessione

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 30

Servizio a connessioneServizio a connessione

Consente l’espletamento di servizi addizionali, qualiad esempio

accordo sulle modalità di scambio dell’informazione

legame logico (numerazione) fra i dati scambiati controllo d’errorecontrollo di flussocontrollo della qualità

Possono esserci più connessioni attive separatamente

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 31

Servizio senza connessioneServizio senza connessione

Il trasferimento dati avviene in modo autonomo,senza preventivo accordonon lega fra loro i diversi trasferimenti effettuati fragli stessi utentinon consente i servizi tipici del trasferimento a connessione

EnteA

EnteB

transfer

transfer

transfer

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 32

Esempi di colloquio a connessioneEsempi di colloquio a connessione

Un caso particolare è la connessione telefonica, incui le PDU trasmesse sono i bitProtocolli di livello 2: HDLC, LAPB, LAPDProtocolli di rete: X.25, Frame RelayProtocollo di trasporto: TCP

Esempi di colloquio senza connessioneEsempi di colloquio senza connessione

Protocolli MAC di livello 2: Ethernet, Token RingProtocolli di rete: IP (Internet Protocol)Protocollo di trasporto: UDP

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 33

LivelliLivellile entità che colloquiano in un servizio di telecomunicazione possono anche offrire un servizio di comunicazione a entità terze, dette di livello superiore

EnteA1

EnteB1

canale bidirezionale

protocollo di comunicazione

colloquio

Nodo A Nodo B

EnteA2

EnteB2

headeheader Dati PDU

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 34

LivelliLivelliA che serve?

il servizio offerto alle entità di livello superiore può essere diverso da quello base

EnteA1

EnteB1

canale bidirezionale

protocollo di comunicazione

colloquio

Nodo A Nodo B

EnteA2

EnteB2

headeheader Dati PDU

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 35

Protocolli di comunicazioneProtocolli di comunicazione

le entità di un livello collaborano per fornire il servizio di comunicazione al livello superiore e si scambiano messaggi mediante il servizio offerto dal livello inferioreProtocolloProtocollo:

Insieme delle regole che sovrintendono al colloquio tra entità dello stesso livello

– formato dei messaggi– informazioni di servizio– algoritmi di trasferimento– ecc.

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 36

PacketPacket Data Data UnitsUnits (PDU)(PDU)

un protocollo utilizza per il colloquio tra entità dello stesso livello delle unità di trasferimento dati dette PDU o anche trame del protocolloLe PDU possono contenere:

header dati

informazione vera e propria ricevuta dai livelli superiori

informazione di servizio necessaria al coordinamento tra le entità

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 37

Tipi di colloquioTipi di colloquioTra entità paritetiche (colloquio peer-to-peer)

master-slave, o client-server

comandi

risposte

comandi

risposte

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 38

Architettura a Strati: Esempio IntroduttivoArchitettura a Strati: Esempio Introduttivo

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 39

Architettura a stratiArchitettura a stratiI servizi di comunicazione complessi possono essere articolati a strati

da un livello che garantisce solo il trasporto dei bita un livello dove sono definite complessi servizi caratterizzati da molti parametri e funzionalitàlivello 5

livello 4

livello 3

livello 2

livello 1

livello 5

livello 4

livello 3

livello 2

livello 1

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 40

Relazioni tra i livelliRelazioni tra i livelli

Il servizio offerto da uno strato è rappresentato logicamente con una porta di accesso al servizio, detta Service Access Point (SAP)

N+1 - PDU

N - SDUN - PCI

N-SAP

Livello N+1

Livello N

PDU: Packet Data UnitSDU: Service Data UnitPCI: Protocol Control Information

N-PDU

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 41

Architettura completaArchitettura completa

livello 5

livello 4

livello 3

livello 2

livello 1 54321

5432

543

54

5 livello 5

livello 4

livello 3

livello 2

livello 154321

5432

543

54

5

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 42

Relazioni tra i livelliRelazioni tra i livelli

2 - PDU

1-SAP

Livello 2

Livello fisico

Al livello più basso, che è il livello fisico, le PDU sono i flussi di bit

bit

2 - PDU2 - PDU

1-SAP è una porta fisica

I livelli superiori arricchiscono questo servizio di comunicazione base con funzionalità anche complesse

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 43

Esempio Esempio di funzionalità di una di funzionalità di una architettura completaarchitettura completa

livello 2 livello 2livello 2 livello 2

livello 1 livello 1 livello 1livello 1

livello 3 livello 3livello 3

livello 4 livello 4

livello 5 livello 5

A B Cflusso di bit flusso di bit

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 44

FunzioniFunzioni

Le funzioni svolte da uno strato possono essere divise in:

funzioni di adattamento– esempi:

– Multiplazione (multiplazione inversa)– Segmentazione (riassemblamento)

funzioni di arricchimento– esempi:

– controllo d’errore– riordino trame

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 45

SegmentazioneSegmentazioneN+1-PDU

N-PDU

N-SDU

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 46

MultiplazioneMultiplazione

entitàliv. N

Le SDU provenienti da SAP diversi sono convogliate in un unico SAP sottostanteCiò consente di dividere la capacità dei mezzi trasmissivi fisici per ottenere più canali di velocità più bassa, come vedremo più avanti.

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 47

Funzione di reteFunzione di reteSi parla di funzione di rete implementata in un livello

quando è reso possibile il colloquio tra più di due entitàdello stesso livello (ovvero tra un insieme di entità)

Viene introdotta la funzione di INSTRADAMENTO (ovvero, scelta del SAP)

Entità Adeve instradare Entità CEntità B

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 48

InstradamentoInstradamento

SAP che connettono enti diversi

Entità N+1

Entitàinstradante

Primo problema: individuare il partner nel colloquio

L’instradamento può essere effettuato se si introduce l’INDIRIZZAMENTO

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 49

IndirizzamentoIndirizzamento

Entità N+1

Entitàinstradante

Entitàinstradante

Entitàinstradante

Identifica il N-SAP di destinazione

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 50

IndirizzamentoIndirizzamento & & InstradamentoInstradamento

La PDU viene passata col parametro INDIRIZZO

L’ INDIRIZZO viene usato dall’entità instradante per instradare (scegliere il SAP di uscita)

e viene incapsulato perchépossa essere instradato da altri nodi

Entità N+1

Entitàinstradante

PDU

SDU

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 51

IndirizzamentoIndirizzamento

Indirizzo: identificativo del SAP da cui raggiungere l’entità di destinazione, univoco fra tutti i SAP delle stesso livello

Tipologie di indirizzamento– unicast: singolo SAP– multicast: gruppi di SAP– broadcast: tutti i SAP

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 52

ForwardingForwarding o Commutazioneo Commutazione

CBA

E’ il servizio di inoltro che un’entità fornisce ad altre entità allo stesso livelloIl SAP è già scelto, occorre ora effettuare il passaggio

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 53

Tabelle di Tabelle di InstradamentoInstradamento

scelta del SAP di uscita sulla base delle informazioni memorizzate

tabella di instradamentodestinaz. SAP uscita

raccolta delle informazioni mediante scambio di dati con gli altri nodi

protocolli di instradamento

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 54

La via verso la destinazioneLa via verso la destinazioneè possibile attraversare molti nodi prima di giungere a destinazionealcuni nodi possono svolgere solo la funzione di relay

livello N+1

livello N

livello N

livello N

livello N+1

livello N

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 55

Funzioni di rete sopra un servizio di Funzioni di rete sopra un servizio di collegamenti puntocollegamenti punto--puntopunto

Livello N+1

Livello N

Livello N-1

Nodo 1 Nodo 2 Nodo 3

Indirizzamento

Instradamento

Connessione

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Servizio di rete sopra un Servizio di rete sopra un collegamento collegamento broadcastbroadcast

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 57

Riassunto:Riassunto:Indirizzo:

indica il SAP da cui raggiungere l’entità di destinazione

Instradamento:se l’entità di rete che riceve da un SAP la PDU non riconosce l’indirizzo come proprio deve inoltrarla verso un nuovo SAP di uscitascelta del SAP = instradamento

Forwarding o Commutazionepassaggio effettivo della PDU dal SAP di ingresso a quello d’uscita

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 58

Visioni della rete a livelli diversiVisioni della rete a livelli diversinodi finali

nodi intermedi

livello N livello N+1

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 59

InstradamentoInstradamento e Commutazione in e Commutazione in modalità Commutazione di circuitomodalità Commutazione di circuito

I nodi hanno il compito di collegare in modo stabile un SAP di ingresso con un SAP di uscita (esempio: rete telefonica)la funzione di instradamento (associazione SAP-ingresso SAP-uscita) avviene nella fase di setup del circuitola funzione di commutazione assicura nei nodi attraversati la continuità del circuito con passaggio di informazione diretto

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 60

InstradamentoInstradamento e Commutazione in e Commutazione in modalità Commutazione di circuitomodalità Commutazione di circuito

nodo A

nodo B

nodo C

nodo Dtempo

fase di instaurazionedella connessione(call set-up phase)

fase di trasferimentodati (data transfer phase)

richi

esta

risposta

D C B A

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 61

InstradamentoInstradamento e Commutazione in e Commutazione in modalità Commutazione di pacchettomodalità Commutazione di pacchetto

sistema finale

nodo dicommutazione

pacchetto

informazioneheader

Instradamento sulla base dell’header del pacchetto e successiva commutazione verso i nodi d’uscita

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 62

MultiplazioneMultiplazione statisticastatistica

al momento della commutazione verso l’uscita il pacchetto può entrare “in conflitto” con altri pacchettiprima di essere trasmesso sul canale d’uscita il nodo può attendere in coda

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 63

Commutazione di pacchetto:Commutazione di pacchetto:modalità modalità datagramdatagram

ogni pacchetto è considerato un’entità autonoma e trasferita in rete sulla sola base dell’indirizzo di destinazione (servizio postale)instradamento effettuato con tabelle del tipo:

pacchetti di uno stesso flusso informativo possono teoricamente seguire strade diverse nella rete

tabella di instradamentoindirizzo dest. porta di uscita

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 64

Commutazione di pacchetto:Commutazione di pacchetto:circuito virtualecircuito virtuale

i nodi identificano i pacchetti di un flusso informativo sulla base di un identificativo di circuito virtuale (VCI o Label)il circuito virtuale viene instaurato in una fase di setup prima della fase dati

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 65

Commutazione di pacchetto:Commutazione di pacchetto:circuito virtualecircuito virtuale

al contrario che nella commutazione di circuito l’associazione tra SAP d’ingresso e SAP d’uscita è solo logica (mediante una tabella di instradamento per circuito virtuale) e non fisica

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 66

Commutazione di pacchetto:Commutazione di pacchetto:circuito virtualecircuito virtuale

Dopo la fase di setup i pacchetti seguono tutti lo stesso percorso in rete perché sono instradati sulla base dell’identificativo di circuito virtuale

L’assegnazione dell’identificativo di circuito virtuale può essere:

globalelocale

tabella di instradamentolabel porta di uscita

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 67

Commutazione di pacchetto:Commutazione di pacchetto:circuito virtualecircuito virtuale

1

2

3

112

id. ingresso uscita id. uscita

112 1 234

234

Assegnazione ID su base localeIl pacchetto cambia identificativo nel passaggio da un canale al successivoLa tabella di instradamento contiene dunque sia l’indicazione del canale di uscita da utilizzare che il nuovo identificativo da utilizzare per il pacchetto stesso (nell’esempio sopra, 234)

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 68

Commutazione di pacchetto:Commutazione di pacchetto:circuito virtualecircuito virtuale

nodo A

nodo B

nodo C

nodo Dtempo

inizio trasmissionecanale DC

arrivo primo bitnodo C

arrivo ultimo bitnodo C

fine trasmissionecanale DC

tempo di trasmissione

D C B A

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 69

Commutazione di pacchetto:Commutazione di pacchetto:circuito virtualecircuito virtuale

Tempo di trasmissione:Tt=L/C

L=lunghezza pacchetto [bit]C=capacità del canale [bit/s]

Tempo di propagazione:Tp=l/V

l=lunghezza del collegamento [m]V=velocità di propagazione del segnale [m/s]

Tempo di elaborazione:tempo per consultare le tabelle ed instradare il pacchetto

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 70

L’architettura a strati ISOL’architettura a strati ISO--OSIOSI

E’ uno standard architetturale a strati

per servizi di connessione in Sistemi Aperti

Open System Interconnect

Definisce sette livelli

Obsoleto, ma ancora in gran parte utile

Anche gli strati OSI vengono suddivisi in sottostrati

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 71

Architettura a strati OSIArchitettura a strati OSI

Livello 5 di sessione

Livello 2 di link

Livello 7 di applicazione

Livello 3 di rete

Livello 4 di trasporto

Livello 6 di presentazione

Livello 1 fisico bit

trama

pacchetto

segmento

PDU

PDU

PDU

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Livello fisicoLivello fisicoha lo scopo di fornire un mezzo di trasferimento da un nodo all'altro dell'unità informativa minima: il bitDefinisce delle procedure per la trasformazione del flusso informativo di bit in segnali da inviare al mezzo

modulazione/demodulazionecodifica/decodificamultiplazione e accesso multiplo fisico

TX RX

bit

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 73

Livello fisicoLivello fisico

TXRX

TXRX

TXRX

TXRX

TXRX

Nodo 1 Nodo 2 Nodo 3

livellofisico

TXRX

TXRX

TXRX

Nodo 1 Nodo 2 Nodo 3

Rete broadcast fisicaEs. rete Ethernet

livellofisico

livello fisicolivello fisicopuntopunto--puntopunto

livello fisicolivello fisicobroadcastbroadcast

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 74

Livello di linea (Data Livello di linea (Data LinkLink))Si occupa del trasferimento di unità logiche di bit (trame) su un collegamento

raggruppamento dei bit in tramecontrollo d’errore e protocolli di ritrasmissione(ad es. Automatic Repeat reQuest, ARQ)controllo di flusso

TX RX

bit

delimiter address payload CRC delimiterEsempio di trama

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 75

Livello di linea (Data Livello di linea (Data LinkLink))

nel nodo esiste un’entità di linea (di livello Data Link) per ogni SAP fisico

TXRX

TXRX

TXRX

TXRX

TXRX

Nodo 1 Nodo 2 Nodo 3

livellofisico

link link link link linklivellodi link

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 76

Livello di linea per reti Livello di linea per reti broadcastbroadcast

Per fronteggiare le problematiche introdotte dai canali fisici broadcast, il livello di linea è stato suddiviso in due sottolivelli:

il più basso è chiamato Medium Access Control (MAC) il più alto Logical Link Control (LLC).

MACLLC

Liv. Fisico

Livello di linea

Vedremo più avanti in dettaglio questa tematica parlando delle reti Ethernet e Token Ring

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 77

Livello di linea per reti Livello di linea per reti broadcastbroadcast

Esempio di livello di linea su rete broadcast

TXRX

TXRX

TXRX

Nodo 1 Nodo 2 Nodo 3

livellofisico

Rete broadcast fisica

MAClivello MAC MAC MAC

livello LLCLLC LLC LLC

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 78

Livello di reteLivello di reteEffettua la funzione di rete

InstradamentoIndirizzamento

Implementato in ogni nodo di rete

controllo di congestionecontrollo delle connessioni di rete (servizi orientati alla connessione)

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 79

Livello di reteLivello di rete

Entità di link Entità di link Entità di link

Entità di rete

Esiste un’unica entità di rete per l’instradamento

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 80

Livello di trasportoLivello di trasportoimplementato nei nodi terminalitrasporto dei dati per il colloquio tra applicazioni residenti in sistemi remotipuò offrire: •servizio di connessione

•controllo d’errore•controllo di flusso•prevenzione della congestione

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 81

Livello di trasportoLivello di trasportole entità di trasporto possono essere molteplici in funzione di diversi servizi

Entità di link Entità di link Entità di link

Entità di rete

Entità di trasporto

Entità di trasporto

Entità di trasporto

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 82

Livello di SessioneLivello di Sessioneè responsabile dell'organizzazione del dialogo fra due programmi applicativi di sistemi d'utente diversieffettua la gestione del dialogo e la sincronizzazione degli eventi

Livello di PresentazioneLivello di Presentazione

gestisce la sintassi dell'informazione da trasferireinterviene ad esempio nel colloquio tra programmi di sistemi operativi differenti

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 83

Livello di ApplicazioneLivello di Applicazione

E' il livello che include le applicazioni d'utenteFra queste:

login remoto, file transferposta elettronicaservizi WWWdata base distribuitiecc.

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 84

Architettura a strati TCP/IPArchitettura a strati TCP/IP

Trasporto (4)

Rete (3)

Livelli inferiori

TCP UDP

IP

HTTP FTP SMTP …Applicativo (7)

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 85

Verifica contenutiVerifica contenuti1. Cosa si intende per servizio di comunicazione2. Cos’è una primitiva di servizio e a cosa serve3. Quali sono i tipi principali di primitive4. Date due entità che colloquiano mediante un

servizio di comunicazione, cosa si intende per entità di livello superiore

5. Che cos’è un protocollo6. Che cos’è una PDU e una SDU7. Che cosa aggiunge il livello N-esimo alla PDU

ricevuta dal livello superiore, e a cosa serve

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 86

Verifica contenutiVerifica contenuti8. Quali sono le modalità di connessione per l’accesso

ad un servizio di comunicazione9. Quali sono le modalità di colloquio tra due entità10. Che cos’è l’architettura a strati di un sistema di

comunicazione e perché viene utilizzata11. In che cosa consiste la funzione di segmentazione12. In che cosa consiste la funzione di multiplazione13. In che cosa consiste la funzione di rete e in quali

sotto-funzioni viene divisa comunemente14. Che differenza c’è tra la funzione di

instradamento e quella di commutazione

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 87

Verifica contenutiVerifica contenuti15. Che ruolo svolge l’indirizzamento nella funzione

di rete16. Che cosa indica esattamente l’indirizzo17. I livelli superiori a quello che svolge la funzione di

rete possono non essere implementata nei nodi di rete ma solo nei sistemi finali. Perché

18. Che cos’è la modalità di commutazione di circuito19. Quali sono le fasi coinvolte nel colloquio in

modalità a circuito20. Che cos’è la segnalazione utente-rete nella

commutazione di circuito

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 88

Verifica contenutiVerifica contenuti21. Che cos’è la segnalazione di rete nella

commutazione di circuito22. Che cos’è la commutazione di pacchetto23. Che differenza c’è tra modalità datagram e

circuito virtuale24. Come può avvenire l’assegnazione degli

identificativi di circuito (label) nella modalità a circuito virtuale

25. Come sono fatte le tabelle di instradamento nel caso datagram e nel caso di circuito virtuale

26. Cos’è la multiplazione statistica nella modalità a pacchetto

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 89

Verifica contenutiVerifica contenuti

27. Quanto impiega un pacchetto lungo L ad andare dal nodo A al nodo B conoscendo le lunghezze fisiche di tutti i link lx e le loro capacità Cx (x=1, 2, 3)

28. Quali sono le funzioni principali del livello fisico nel modello OSI

29. Quali sono le funzioni principali del livello di linea nel modello OSI

A B

link 1 link 2 link 3

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Fabio Martignon: Reti di Calcolatori 90

Verifica contenutiVerifica contenuti30. Quante entità di livello 2 esistono in un nodo per

ciascun SAP fisico31. Quali sono le funzioni principali del livello di rete

nel modello OSI32. Quante entità di livello 3 esistono in un nodo (una

sola architettura a strati)33. Il livello di rete è implementato in tutti i nodi?34. Quali sono le funzioni principali del livello di

trasporto nel modello OSI35. Il livello di trasporto è implementato in tutti i

nodi?