by Igor Rinaldi 7 years ago
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Le Reti
La combinazione di hardware, software e cablaggio consente ai dispositivi di elaborazione di comunicare tra loro, formando un sistema di telecomunicazioni con nodi e collegamenti. All'
by Igor Rinaldi 7 years ago
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Combinazione di hardware, software e cablaggio che, assieme, permettono a più dispositivi di elaborazione di comunicare tra loro (W. Odom).
I computer che si scambiano informazioni costituiscono un sistema di telecomunicazioni (TLC) che è costituito da un insieme di nodi (elaboratori di dati) e di collegamenti (canali di interconnesione tra i nodi) che consentono a una o più entità sorgenti di inviare dati (informazioni) a una o più entità destinazioni.
Le attività sono organizzate secondo criteri gerarchici.
Definizione di gerarchia: gli strati sono gerarchicamente in ordine crescente se lo svolgimento delle funzioni di B richiede preventivamente lo svolgimento delle funzioni di A e l'insieme di A e B è il presupposto per la realizzazione dei compiti dello strato C.
Per maggiori dettagli sul TCP/IP clicca il link.
Il modello di riferimento OSI (Open System Interconnection reference model) è stato proposto dall'ISO (International Standards Organization) prevede un'architettura composta da sette livelli o strati divisi tra loro logicamente in due gruppi:
Un dispositivo può essere terminale o intermedio:
Se si prende per esempio uno schema di trasmissione tra due PC (DTE, Data Terminal Equipment) sul mezzo trasmissivo sono presenti dei nodi.
(Lo schema va letto dal basso verso l'alto)
Nel livello fisico (physical layer) vengono definite:
Le principali funzioni svolte sono:
Le principali funzioni svolte sono:
Le principali funzioni svolte sono:
Le principali funzioni svolte sono:
Le principali funzioni svolte sono:
Le principali funzioni svolte sono:
Avviene per mezzo di un trasmettitore, un ricevitore e un canale di comunicazione. Le informazioni che vengono trasmesse attraverso una rete sono denominate "traffico".
La trasmissione comprende diverse modalità di comunicazione e di utilizzo del canale.
Con modi di trasferimento si intendono le modalità (strategie) adottate dalla rete per permettere lo scambio di dati tra due applicazioni.
La commutazione definisce la strategia secondo la quale i dati provenienti da ciascun specifico canale di ingresso al nodo sono trasferiti a uno specifico canale di uscita del nodo. Si definisce nodo di commutazione un qualsiasi nodo di rete che realizzi l'operazione di commutazione.
Viene realizzata in due momenti:
Commutazione di pacchetto
La commutazione di pacchetto (packet switching) è un'evoluzione della commutazione di messaggio dove ogni messaggio viene suddiviso in pacchetti numerati progressivamente e questo numero di sequenza viene aggiunto all'intestazione.
A canali virtuali
I pacchetti ottenuti da un messaggio seguono tutti lo stesso percorso, che viene stabilito prima della connessione: quindi vengono ricevuti con lo stesso ordine con cui sono stati inviati (es. ITAPAC, TRANSPAC, TELENET, TYMNET).
Datagram
I pacchetti ottenuti da un messaggio possono seguire percorsi diversi, dato che ogni singolo pacchetto è instradato indipendentemente dagli altri e può quindi arrivare al ricevitore in ordine diverso rispetto a quello con cui è stato spedito: sarà il ricevitore a ristabilire il messaggio ordinando i pacchetti una volta che li ha acquisiti tutti (Es. ARPANET, DATAPAC...).
Commutazione di messaggio
Nella commutazione di messaggio (message switching) tra trasmettitore e ricevitore viene stabilita una connessione logica e non fisica in quanto il collegamento fisico può variare a seconda dello stato della rete.
La comunicazione viene spezzata in componenti elementari autonomi (messaggi) che vengono instradati volta per volta dai nodi di commutazione: un particolare circuito dura solo il tempo necessario per la trasmissione del singolo messaggio.
Il messaggio è composto da due parti:
Commutazione di circuito
La commutazione di circuito (circuit switching) consiste nel creare un percorso tra il nodo chiamante e il nodo chiamato prima di iniziare la comunicazione per poi mantenerlo per tutta la durata della comunicazione.
Una rete che utilizza il modo di trasferimento a circuito mette a disposizione di ciascuna coppia di applicazioni comunicanti un circuito fisico che rimane a esse dedicato per tutta la durata della comunicazione.
Le tecniche di accesso descrivono le modalità con le quali i nodi terminali utilizzano il mezzo trasmissivo al fine di realizzare una corretta trasmissione delle informazioni e una gestione ottimale del traffico all'interno di una rete locale: l'obiettivo è quello di smaltire velocemente il traffico dati.
Accesso multiplo
Sono le sorgenti che generano il flusso multiplato accedendo direttamente alla rete; questa tecnica richiede l'utilizzo di particolari protocolli per assegnare la banda a disposizione a tutti i richiedenti, cercando di minimizzare le attese delle sorgenti e di ottimizzare l'utilizzo della banda disponibile.
CDMA
A ogni terminale viene associato un opportuno codice (chiamato chip) che identifica l'utente. Con esso vengono codificati e decodificati messaggi che le stazioni continuano a inviare in sovrapposizione e interferenza.
Ad accesso casuale o contesa
Non c'è nessuna gestione centralizzata o suddivisione preventiva del canale. Inevitabilmente se due stazioni trasmettono contemporaneamente avvengono delle sovrapposizioni di segnale che prendono il nome di collisioni: entrambe si sospendono, attendono un intervallo di tempo casuale e successivamente riprovano a trasmettere "sperando" di trovare libero il canale.
CSMA/CD
Il CSMA, o accesso multiplo con ascolto della portante, richiede a ogni stazione di ascoltare il canale prima di iniziare una trasmissione per verificare se è libero.
Aloha puro e slotted
Il meccanismo alla base è quello di trasmissione con attesa di conferma di ricezione da parte del ricevente. Se la trasmissione si sovrappone ad un altra avviene la collisione. In questo caso il destinatario non riceverà il messaggio e non potrà inviare nessuna conferma di ricezione.
Nell'Aloha slotted si introduce una suddivisione del tempo (time slot). Una stazione inizia a trasmettere all'inizio del tempo di slot e quindi la collisione avviene solo se provano a trasmettere nello stesso slot.
Deterministico senza contesa
Evitano la possibilità che due utenti accedano al canale contemporaneamente (collisione) programmando l'accesso di ogni utente.
Token passing
Le stazioni compongono un circolo. Per poter comunicare, una stazione deve essere in possesso di un gettone (o token), consistente in un apposito pacchetto che gli viene consegnato dalla stazione che la precede. Quando la stazione che ha il token vuole trasmettere, immetterà sul canale comune un pacchetto che indicherà l'indirizzo della stazione destinataria. Quando ha terminato di trasmettere tutti i dati cede il token al suo vicino.
FDMA
FDMA (Frequency Division Multiple Access) è un protocollo si accesso multiplo di tipo deterministico a divisione di frequenza. Gli utenti utilizzano frequenze diverse per trasmettere.
TDMA
TDMA (Time Division Multiple Access) è un protocollo di accesso multiplo di tipo deterministico a divisione di tempo. Gli utenti trasmettono in intervalli di tempo diversi.
Accesso centralizzato
Esiste un multiplatore che prima acquisisce (e memorizza) tutte le richieste e successivamente assegna alle sorgenti, in modo dinamico o statico, la banda richiesta del canale trasmissivo attraverso un'opportuna politica di scheduling.
La multiplazione (multiplexing) è l'implementazione del concetto di condivisione di risorse trasmissive (il mezzo utilizzato per la trasmissione).
Dinamica
La suddivisione del canale avviene in base alle richieste in canali logici che vengono assegnati temporaneamente a una coppia di host che li rilasciano non appena hanno terminato di comunicare.
Preassegnazione
La risorsa viene assegnata all'inizio dell'attività, su richiesta, e viene riservata per tutta la durata dell'attività stessa (ad es. una comunicazione telefonica).
Assegnazione a domanda
Durante il periodo di non utilizzo il canale viene rilasciato per altre attività e viene riassegnato a seguito di una successiva richiesta. In questo caso si ha un frazionamento in sottoparti del messaggio, in "unità informative autonome" che volta per volta si contendono il canale.
Statica
La suddivisione del canale avviene in parti fisse, in tanti canali fisici quanti sono noti a priori, come per esempio nelle trasmissioni via satellite o televisive.
Un protocollo è un insieme di regole e di azioni che due applicazioni che vogliono comunicare devono applicare e seguire per scambiarsi i dati.
All'interno del protocollo devono essere specificati:
La trasmissione per mezzo di canali di comunicazione può essere classificata in:
Si suddividono in due grandi classi:
I sistemi wireless utilizzano per comunicare onde radio a bassa potenza in radiofrequenza (RF). Lo strumento che consente l'accesso alla rete tramite linea wireless prende il nome di access point (AP).
Per GAN (Global Area Network) si intendono reti che collegano computer dislocati in tutti i continenti. Internet è un tipico esempio di GAN.
In una WAN (Wide Area Network) l'area geografica può comprendere diverse città, fino a interessare l'intero territorio nazionale o addirittura gli Stati con esso confinanti.
Insieme di connessioni
Un insieme di connessioni (subnet) collega tra loro gli host e permette il trasferimento delle informazioni da un host sorgente a un host ricevente attraverso altri host o dispositivi che trasmettono i dati fino a che non sono giunti a destinazione. Questo meccanismo prende anche il nome di communication subnet.
Dispositivi di commutazione
Sono i componenti che permettono al messaggio di spostarsi attraverso subnet diverse, cioè il dispositivo che riceve il segnale, lo analizza, e decide su quale altra subnet deve trasmetterlo affinchè possa giungere a destinazione. Questi dispositivi sono i repeater, i bridge e i router.
Linea di trasmissione
E' il canale di comunicazione, che può essere costituito dal filo di rame, da fibra ottica oppure dall'etere.
Insieme di host
Insieme di host sui quali vengono eseguiti i programmi degli utenti (end system).
In una MAN (Metropolitan Area Network) i computer si trovano all' interno di un'area urbana di grandi dimensioni oppure sono dislocati in più comuni limitrofi. Un esempio sono i computer interconnessi tra loro e collegati ad un server centrale, dislocati all'interno del territorio comunale, e i PC delle segreterie delle facoltà universitarie dislocate in una determinata area metropolitana.
LAN sta per Local Area Network e si tratta di un insieme di computer collegati tra loro e ubicati fisicamente nello stesso luogo, per esempio all'interno di un'area aziendale, di un'abitazione privata o semplicemente di un edificio.
Topologia
E' la "forma geometrica" con la quale i calcolatori sono tra loro connessi, cioè "la disposizione geometrica dei nodi".
Ad albero
Tra due nodi qualsiasi esiste un unico percorso fisico, quindi se un canale si satura o si guasta la rete non è più in grado di funzionare. I vantaggi derivano dalla semplicità della topologia e della commutazione. Il ridotto numero di canali implica bassi costi.
A maglia
Ogni nodo è collegato con tutti gli altri. Non esistono problemi di commutazione, in quanto l'individuazione del canale che collega due interlocutori qualsiasi si risolve andando a scegliere il proprio "cavo" che collega direttamente i due utenti.
A bus
I computer sono connessi a un unico canale comune, condiviso da tutte le comunicazioni. I messaggi vengono inviati sul canale e tutti i nodi possono valutarli ma solo il destinatario acquisisce il messaggio. Solo un nodo alla volta può trasmettere sul canale.
Ad anello
Ogni nodo è collegato con altri nodi per formare una struttura circolare. Ogni informazione da trasferire deve percorrere l'anello fino al destinatario. Il guasto di un nodo quindi causa la "caduta" dell' intera rete anche se si può ponticellare l'ingresso e l'uscita di un nodo per escluderlo.
A stella
Il numero dei canali è uguale al numero di nodi meno uno (c=n-1). In questo tipo di rete la fault tolerance, ovvero la capacità di sopperire automaticamente a una situazione di errore, è inesistente: nel caso in cui il canale si guasti, la funzionalità della rete viene compromessa. Al centro della rete si trova il dispositivo concentratore hub o switch.
La trasmissione nella LAN avviene generalmente in broadcast, tranne particolari casi di reti dedicate a speciali applicazioni. La velocità tipica di trasmissione è da 10 a 100 Mbps, anche se oggi si vanno diffondendo le Giganet, reti con velocità di trasmissione dell'ordine dei 1000 Mbps.
Dimensione
Esistono dei limiti dimensionali massimi dipendenti dalla natura dei mezzi trasmissivi utilizzati e dalle modalità di connessione dei dispositivi utilizzati.
Gli host (i computer) sono connessi tra loro a coppie, mediante un insieme di canali di trasmissione. Il messaggio viene inviato dal mittente all'host al quale è direttamente connesso che ritrasmette il messaggio alla ricerca del destinatario secondo percorsi scelti da appositi algoritmi di instradamento (routing).
Gli host sono direttamente connessi al canale di comunicazione, condiviso da tutti. Colui che deve trasmettere un messaggio, che di solito consiste in un breve pacchetto di dati, inserisce l'indirizzo del destinatario e lo spedisce a tutti; solo il destinatario lo leggerà mentre verrà ignorato dagli altri host. Nel caso di più destinatari si parla di multicast (ad es. le trasmissioni radio, televisive, ecc.).
