Reti di Telecomunicazioni

Refz.ca: lo scopo di rete

Lo scopo di rete è quello di consentire una esecuzione distribuita su più Host, cioè di applicazioni. Queste applicazioni prendono il nome di protocolli. La situazione più vicina a noi è l'architettura client-server, richiede un server che fornisce un servizio a uno o più client.

Un tipico esempio di questo paradigma è il protocollo che consente la navigazione web distribuita tramite HTTP/HTTPS. Un altro esempio è l'invio delle email tramite SMTP. Successivamente altri servizi noti sono quelli di messaging, tipo Whatsapp, che utilizzano applicazioni, etc., protocolli proprietari. Altri esempi client-server sono Google Drive, Dropbox, etc.

Al fine di consentire alle applicazioni queste esecuzioni distribuite, gli algoritmi devono scambiarsi dei messaggi che rispettano una sintassi particolare, data una specifica. Con implementazione di protocolli intendiamo principalmente non dell'applicativo stesso, ma quello che il suo ruolo deve svolgere e le sue funzioni.

A livello applicativo un algoritmo client-server è principalmente basato su una regola request-response. Ovviamente non tutti, ma la maggior parte sì. Prendiamo come esempio HTTP: regnare GET di una pagina web.

t÷÷" HTTP Request to - for instance get-|tre vt✓ t -f- 16.1 FIGI. Nelle richieste notiamo come dipendono dal tempo. Browser → re← • Interfaccia rinnegata SP SAP- \ software.

Protocolli, socket e SAP

Quindi per funzionare sulla rete due protocolli, per fare in modo che due macchine siano in grado di inviarsi pacchetti, devono essere detti PDUA - . Per consentire questo va definita una architettura di rete di scambio messaggi.

L'applicazione, per inviare correttamente il messaggio, chiede al socket S di aprire una comunicazione. Il socket esterno consente di comunicare. Questo fa tramite Access Service Point, lo SAP.

Nella programmazione a oggetti, proprietà e metodi del software sono un'interfaccia. Supponiamo di voler inviare un messaggio tramite un'interfaccia: nel nostro caso il metodo SEND MESSAGE. Richiedo l'invio perché sarà sincrona e ricevo nell'istante di avvenuta ricezione un ok o il ricevuto. Quindi, finché viene ricevuto il messaggio, il programma resta bloccato su quel metodo e non riceve una risposta.

Anche il Ctt di tipo sincrono gestisce l'interfaccia, per leggere file bisogna chiedere di aprire un file; soltanto viene data una risposta di avvenuta apertura. Ovviamente in locale questa rete funziona bene così, ma non nel Web.

Nel Web si preferiscono interfacce asincrone, quindi si invierà ma non si aspetta, quindi si usa qualcosa dopo del tipo: "è tutto bene". Quindi le funzioni SAP che scambiano sono sincrone per semplicità e considerano delle strutture.

Come faccio a inviare un pacchetto? Per questo vediamo prima cosa viene inviato fisicamente e teniamo presente che, durante la trasmissione su un mezzo, si va incontro al rumore.

Architettura di rete e livello fisico

La net architecture viene suddivisa in sistemi sotto il compito di semplificare. Il physical layer ha come primo problema quello di risolvere, associare a una sequenza di bit delle forme d'onda che verranno propagate lungo una linea di trasmissione.

Supponiamo di voler trasmettere: riceveremo Ret ) )Lslt htt ) )httuttre t= - - un oggetto bianco, segnale ritardato, attenuato e con rumore.

La prima cosa da vedere sono le tecniche di modulazione. Ne vediamo tre tipi:

• Ask, Amplitude keying shift: l'informazione è codificata nell'ampiezza.
• PSK, Phase shift keying.
• FSK, Frequency shift keying.

Nell'Ask prendiamo un intervallo di segnalazione e un segnale. Se vogliamo trasmettere 1 o trasmettere 0, inviamo un bit. Il secondo bit quindi è il numero di ogni 1T, nel nostro caso.

Quindi il problema da risolvere del physical layer è l'invio di bit e offre proprio questo servizio di sequenza al livello sovrastante tramite un SAP. Fatto come questo SAP? È un'interfaccia, per esempio una porta seriale elettrica.

Il livello deve rispondere a ogni domanda:

• What? Cosa fa questo da hit? Invia una sequenza di bit da un punto all'altro della rete.
• How? Tramite modulazione, come lo fa, ma è poco affidabile.
• Where? Dove lo fa? Con interfaccia hardware fornita da un SAP ai livelli sovrastanti.

Architettura di rete: È ÷÷÷÷÷÷÷ i od Point Access Service EEE✓ permette di accedere ai servizi offerti da un livello sottostante. L'interfaccia definisce l'insieme dei servizi offerti da un livello, ma Phil { X/TCP/IP così -µg ✓ modello ibrido )ù::÷÷à÷:É•.

Ogni livello si occupa della gestione di diverse problematiche, cercando di risolverla. L'obiettivo primario è ovviamente ottenere la trasmissione durante, a--affidabilità.

Data link control e affidabilità

L'malink control Data link layer, plnpsicol, abbiamo visto che fornisce essenzialmente un servizio, quello di trasmettere hit da un host all'altro tramite una sequenza di bit convertita in un'onda. L'obiettivo è fare in modo che la comunicazione avvenga senza errori.

Qui entra in gioco il DLCE: suddivide i dati in pacchetti chiamati frame e provvede a far sì che la connessione punto-punto avvenga senza errori. Questi servizi vengono forniti tramite SAP al livello rete.

Nella realtà però siamo interessati non soltanto a connessioni punto-punto, ma anche a uno scenario che comprende host che possono trovarsi su una LAN o su una WAN.

Per prima cosa analizzeremo una LAN caratterizzata da una comunicazione broadcast. Questo porta a un nuovo problema, quello dovuto alla gestione dell'accesso simultaneo al canale.

Perché utilizziamo un canale broadcast? Principalmente perché è più economico. Questo porta però a problemi riguardanti sia performance sia sicurezza, perché la capacità di canale viene suddivisa tra tutti gli host presenti su esso.

Per risolvere questi problemi si utilizza il MAC, Medium Access Control. Un sottolivello è principalmente un'interfaccia hardware collegata con l'hardware, un altro livello logico chiamato link layer, che invece è un software che prende i frame, consentendo di inviarli virtualmente punto-punto.

LLC ha una sorta di SAP, più multiplexing, perché mette a disposizione i livelli sovrastanti MAC e gliene offre soltanto uno. Se è Pap, allora la comunicazione non avverrà mediante questo livello MAC, ma sarà necessario trovare particolari dispositivi chiamati router che si occuperanno di far arrivare la destinazione migliore.

In Windows ciò si può vedere con il seguente comando. Questo problema è chiamato routing ed è risolto dal livello di rete. Questo livello seleziona il percorso da una stazione all'altra.

Però potrebbe accadere che, per congestione della via o per altre ragioni, il pacchetto vada perso. In questo caso il livello di rete non è affidabile e per questo bisogna introdurre un nuovo livello chiamato trasporto.

Il livello rete fornisce esclusivamente un SAP al trasporto, mentre il livello transport layer ne fornisce diversi. A è il TCP, se questa affidabilità è da garantire. Se non è necessaria si utilizza UDP. È un servizio da tenere in mente.

Ie:Fmenian concetto: il DLC si occupa ÷÷÷÷÷÷÷.io?.::::E::..•• tettoie vs end hope by end to Protocol Encapsulation.

Protocol encapsulation e PDU

Il PDU dato da NSAP al link, tramite, riceve il livello rete che ha il compito di fare tutto il messaggio e far sì che arrivi integro a destinazione.

-3 T2H2. Nel frame vengono inseriti dei separatori che permettono il frame bounding. Con protocolli di tipo ARQ viene inserito H2, un contatore di pacchetti, e info relative alla codifica di canale. Inoltre, per identificare destinatario e mittente, vengono inseriti in H2 address MAC.

÷÷÷÷÷ù÷÷÷÷:÷÷:÷? Cosa contiene la PDU N -Eu te= Devo essere in grado di identificare gli host e le reti. Per questo introduco gli indirizzi IP; infatti in H IP 3 IP ci sono sorgente e destinazione.

Il livello di rete non si occupa in generale dell'affidabilità, quindi TS non è presente, anche se in teoria ci potrebbe essere. L'importante è che H3 non venga danneggiato; per questo alla fine vengono inserite delle codifiche HB per proteggerlo.

PDUE Tla - t= Nell'TH dobbiamo introdurre una affidabilità: quindi una codifica di canale, un checksum che protegge l'intera pduT. In Hh un contatore leva numero nelle richieste, info relative da accodare e particular number agli host.

Il livello trasporto consente di scegliere tra TCP e UDP. Il primo è orientato alla connessione, il secondo no. La differenza sta nel fatto che i pacchetti TCP vengono numerati e connessi tra loro, e di conseguenza garantiscono, mentre UDP ha nell'entrambe sia l'affidabilità.

In definitiva } request§ t.pro{ non 3D .mu↧ virare -)(Mac Broadcasting nel MAC and siamo⇐.

Mac broadcasting e mezzi condivisi

Come facciamo a trovare la giusta strada, avendo a disposizione soltanto collegamenti punto-punto? Il livello di rete se ne occupa, e il livello di trasporto si occupa di capire se il pacchetto è arrivato correttamente, integro o no, e quindi lo reindirizza verso la porta utilizzata dall'applicazione.

Consideriamo sistemi di rete in cui su una rete hanno un unico mezzo fisico. In questo caso, se una stazione comunica, tutte le altre ricevono. Quindi devo avere un sistema che, pur disponendo di un canale broadcast, sia in grado di funzionare.

ba#aosow÷ :| / ' identificazione Cifoni.IE?%fennto-⑫ arbitraggio del canale, per evitare la collisione tra i pacchetti.

Algoritmi per l'arbitraggio del canale: vedremo algoritmi a contesa, dove ogni stazione tende a contendersi prima l'accesso al canale.

B CA ÷÷::÷÷::i÷÷ A¥A¥ B÷÷ è no••• Phy Phy Phy A-1. Abbiamo tre livelli, dove l'utilizzo del canale da parte delle stazioni è nato a priori. Se fosse nata a priori N!¥÷:÷÷÷÷.

L'esigenza migliore sarebbe dividere il tempo di trasmissione in diverse parti per diverse stazioni. Il problema è che una stazione B vuole trasmettere, ma potrebbero essere troppo vicini tra loro Tv, che fa sì che una stazione debba trasmettere prima di aver finito un frame e trasmettere il precedente, il che porta a un accodamento.

Dato che introduciamo queste cose, legate a ciò che sono algoritmi, la famiglia è a contesa. Come funziona un algoritmo? Arriva un pacchetto da trasmettere tramite una stazione, questa stazione si impossessa del canale e inizia a trasmettere.

L'algoritmo deve scegliere che cosa fare:

• Quando usa il canale?
• Come gestisco le collisioni?

Algoritmi Aloha e CSMA

Vediamo ora degli algoritmi di base. L'idea semplicissima di ALOHA è: quando voglio trasmettere, trasmetto; se ci sono collisioni, in seguito reinvio.

Consideriamo la situazione con 3 stazioni sempre collisioni µ No to^ a ' :÷ :c::÷÷ :÷ Bin per rosso è n! Iiii :p:[ : . Collision di distinguere di processore e innocenti.nu?.amiiao-w22.

Quando una stazione trasmette, dopo aver usato collisioni altrui, non dovrebbe trasmettere a Tft secondi.

÷ :àm÷;;;÷;;÷:* ": Il multiple sensing carrier access, CSMA, ascolta il canale: se il canale è libero, si procede alla trasmissione.

Ricordiamo che questi tipi di algoritmi sono implementati dal software di livello rete e dall'hardware della scheda.

Vediamo il solito esempio con 3 stazioni. In blu l'istante in cui una stazione vuole trasmettere: TETTIa← trasmettere e' , -7. In questa situazione, non erano adesioni ~ ., che però può accadere.

A' stazione riceva un pacchetto quando la stazione tira e risulta libera, ma un pacchetto sta arrivando in situazione rosso. Quindi il CSMA riduce il tempo in cui possiamo avere una collisione, ma non lo rende nullo.

TC Etta EZTCZTC E=- -