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Crescita di Internet


Ogni computer connesso ad Internet viene univocamenteidentificato dal proprio IP address: stringa di 32 bitcostituita dall’indirizzo della rete (net-id), e dall’indirizzodel computer (host-id) in tale rete.Esistono 5 forme di indirizzi IP, chiamate classi.


Dimensioni delle classi IP

Numero direti

Numero di computer perrete

CLASSE A 128 16777216

CLASSE B 16384 65536

CLASSE C 2097152 256


Utilizzo delle Reti di Calcolatori

Reti per le aziendeCondivisione di risorse (programmi, attrezzature, dati, …)Risparmio di denaro (minori spostamenti, maggiore efficienza,…)Alta affidabilita’ (replicazione dei dati)

Reti per le personeAccesso a informazioni remote (servizi finanziari, giornali on-line, …)Comunicazioni interpersonali (e-mail, videoconferenza, …)Intrattenimento (giochi, video on-demand, …)


Definizioni

Rete di calcolatori = insieme di nodi collegatimediante link di comunicazione

Nodi:• Calcolatore general purpose

• Switch o router

• Altri dispositivi hw (es. stampante)


Link di comunicazione (1)Conduttori in rame

– Doppino telefonico non schermato

» Unshielded Twisted Pair (UTP)» Diverse Categorie (UTP4, UTP5, ..)

– Cavo coassiale

– Doppino schermato

» Screened Twisted Pair (ScTP)» Schermatura unica per tutte le coppie

» Shielded Twisted Pair (STP)»Schermatura per ciascuna coppia +» Schermatura unica per tutte le coppie +


Link di comunicazione (2)Fibre ottiche

Insensibili a interferenze elettromagneticheMaggiori distanze rispetto ai conduttori in rameBanda piu’ ampiaMaggiori costi

Onde RadioCollegamenti via Satellite

GeostazionariLEO (Low Earth Orbit)

MicroondeInfrarossi


Classificazione delle retiReti Locali (LAN)

Reti privateEdificio – Campus1 Mbps – 1 Gbps

Reti Geografiche (WAN)Rete pubblicaCopertura nazionale o continentaleDa qualche decina di kbps a qualche Mbps

Reti di reti (internet)Interconnessione di reti locali e/o geograficheCopertura anche planetaria


Collegamenti via modem

Linee telefonicheLinee seriali in affitto (leased lines)

MODEM (MOdulatore-DEModulatore)– Adatta I segnali elettrici prodotti dal computer alla linea telefonica


Linee digitali punto-punto (2)

Collegamento fra due punti distanti2 edifici di una stessa citta’ o di citta’diverse

Costo dipendente da capacita’ e distanza


Linee ISDN

Integrated Service Digital NetworkFornisce voce e dati digitalizzatiUtilizza l’impianto locale ordinario(doppino telefonico)2 canali da 64 Kbps + 1 canale a 16Kbps di controllo (2B+D)


Linee ADSLADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)

Velocita’ trasmissiva diversa nelle 2 direzioni (6,144 Mbps - 640Kbps)Taratura in base alle esigenze dell’abbonatoNon richiede modifiche all’impianto dell’abbonatoFunziona simultaneamente ai servizi telefonici convenzionali


Altre Linee DSLSDSL (Symmetric Digital Subscriber Line)

Velocita’ trasmissiva uguale nelle 2 direzioniUtile per aziende che forniscono informazioni a terzi

HDSL (High-rate Digital Subscriber Line)Velocita’ trasmissiva di 1,544 Mbps in entrambe ledirezioniRichiede due doppini telefonici

VDSL (Very-high bit rate Digital SubscriberLine)

Velocita’ trasmissive fino a 52 Mbps


Protocolli data link in InternetCollegamenti punto-punto usati in Internet per

Collegare router fra loroCollegare PC a internet (tramite modem)

SLIPSerial Link IP (Internet Protocol)In via di estinzione

PPPPoint-to-Point ProtocolSempre più usato


Reti punto-punto

Scalabilita’ moltolimitata

Costi elevati

Collegamenti necessari

( )2

1−NN


Reti locali

Per l’accesso esclusivo al mezzo di comunicazione inodi eseguono un protocollo di accesso (protocolloMAC)

Mezzo di comunicazione condiviso


Indirizzo fisicoNelle reti locali la trasmissione e’ di tipo broadcast.Di solito pero’ si vuole comunicare con un particolare

nodo

A ogni nodo viene assegnato un indirizzo (indirizzo fisico oindirizzo hw o indirizzo MAC)

Il nodo mittente inserisce l’indirizzo del destinatarionell’header di ogni frame inviato

il nodo destinatario accetta il frame ricevuto solo se

indirizzo del destinatario = indirizzo del nodo


Ethernet (2)La trasmissione sul cavo e’ di tipo broadcast

Protocollo di acceso: CSMA/CDCarrier Sense Multiple Access – Collision Detect


Protocollo CSMA/CD (1)• Un nodo che vuole trasmettere un frame ascolta il mezzo (CS)• Se il mezzo e’ libero si inizia a trasmettere e si continua ad

ascoltare• Se durante la trasmissione viene rilevata una collisione (CD)

Si interrompe la trasmissioneSi aspetta un tempo casuale δ scelto condistribuzione uniforme nell’intervallo [0,d]

• Si tenta un nuovo accesso

Algoritmo di backoff esponenzialeNel caso di ulteriori collisioni l’ampiezza dell’intervallo d vieneogni volta raddoppiata fino a un valore massimo d_max


Interfaccia di reteDotata di CPU + memoria localeRiceve e trasmette i frame senza

controllo della CPU

In trasmissioneLa CPU prepara i dati in memoria e

informa l’interfacciaL’interfaccia costruisce il frame, lo

trasmette, calcola e appende i bit diCRC

Alla fine della trasmissione manda unainterruzione alla CPU

• In ricezione– La CPU alloca una porzione di memoria per i dati in arrivo (buffer)– L’interfaccia copia i frame in arrivo nella memoria locale,

controlla che la dimensione sia regolare,verifica il valore del campo CRC (scarta i frame non validi),controlla che il frame sia destinato a quel nodo,ed eventualmente manda una richiesta di interruzione alla CPU.


BridgeI ripetitori propagano anche le collisioni e leinteferenzeI bridge collegano segmenti Ethernet ma operano alivello di frame e non di segnale elettrico

Un bridge che riceve un frame da un segmento

• ne verifica l’integrita

• se necessario, ne inoltra una copia sull’altro segmento


Switch

Un hub simula un mezzo trasmissivo condivisoUna sola trasmissione alla volta

Uno switch simula una LAN costituita da segmentiraccordati da bridge con un calcolatore per ognisegmento

Piu’ trasmissioni contemporaneeLa velocita’ di trasmissione e’ (mediamente) N/2 voltesuperiore


Swicthed LANGli switch sono piu’ costosi degli hubVengono solitamente usati per connettere hubche a loro volta connettono calcolatoriLe collisioni sono possibili solo fra calcolatoricollegati allo stesso hubCalcolatori connessi ad hub diversi possonotrasmettere simultaneamente

Una switched LAN equivale a un insieme disegmenti connessi da un bridge


Cablaggi di Fast Ethernet

Full Duplex a100 Mbps –

Lunghipercorsi

2000 mFibra100BaseF

Full Duplex a100 Mbps100 mDoppino di

categoria 5100BaseTX

Disponibile inogni ufficio100 mDoppino di

categoria 3100BaseT4

VantaggiLunghezzamassimaTipo di cavoNome


Hub per Fast EthernetHub condiviso

100BaseT4 e 100BaseTX (100BaseT)Tutte le linee di entrata formano un unico dominio di collisioneIl sistema funziona come la vecchia IEEE 802.3 (CSMA/CD)

Swicth100BaseT4, 100BaseTX e 100BaseFLa linea fra switch e nodo e’ una linea dedicata (non ci sonocollisioni)Possono trasmettere piu’ nodi contemporaneamenteThroughput piu’ elevatoPrezzi piu’ elevati


Compatibilità con Ethernet tradizionale

I dispositivi in commercio sono solitamente in grado difunzionare sia a 10 Mbps che a 100 Mbps

N-way Auto-NegotiationAuto Sensing

Funzionano a 10 Mbps se connessi ad un hub a 10Mbps e a 100 Mbps se connessi ad un hub a 100Mbps


Gigabit Ethernet•Standard in corso di definizione (IEEE 802.z)

• Compatibilità con Ethernet a 10 e 100 Mbps

–Protocollo di accesso CSMA/CD

–Stesso formato e stessa dimensione minima di frame

• Concepita come dorsale per l’interconessione di hub a 10 e100 Mbps


Limiti delle LANLe LAN consentono comunicazioni veloci all’interno diuna zona limitata (es. Edificio)Si puo’ estendere la copertura geografica medianteripetitori, bridge, ecc.Si possono collegare edifici posti in localita’ moltodistanti mediante bridge e linee in affitto.Non e’ possibile collegare tramite LAN un numeroqualsiasi di calcolatoriNon e’ possibile collegare calcolatori distribuitigeograficamente in maniera arbitraria

Le LAN hanno una scalabilita’ limitata


Reti geografiche (WAN)

Permettono di collegare calcolatori collocatigeograficamente in maniera arbitraria

Possono avere copertura nazionale, internazionalee anche planetaria

Il numero di calcolatori puo’ crescere senza chequesto comporti un degrado delle prestazioni

Sono reti pubbliche gestite da una societa’ ditelecomunicazioni


Esempi di WANArpanet:Rete del Pentagono, progenitrice di Internet

X.25: Concepito per collegare terminali ascii a sistemimultiutente

Frame RelayConcepito come ponte di raccordo fra LAN di un stessa societa’Velocita’ tipiche da 56 Kbps a 1.5 Mbps – Servizio Connection-Oriented

SMDS (Switched Multimegabit Data Service)Concepito per il trasporto dei dati ad alta velocita’Velocita’ maggiori che in Frame Relay – Servizio Connectionless

ATMConcepito per l’integrazione di voce, video e datiServizio Connection-Oriented con supporto della QoS

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