Appunti Reti di calcolatori

PC

Il termine “protocollo” è abusato e inflazionato.

Lo si utilizza per indicare:

– Le specifiche delle interfacce

– Le regole di comunicazione

– I moduli software che implementano le interfacce e I servizi



Comunicazioni esterne concettualmente avviene tra entità logiche che si trovano allo



stesso livello efettivamente avviene in modo diretto solo a livello hardware

Composizione del messaggio

Protocol data unit (PDU) è l’insieme di:

 PCI (protocol control information), header, descrizione del pacchetto (come viene

gestito, mandato, ecc.)

 SDU (Service Data Unit), il messaggio/informazione

Ad ogni livello il PDU aumenta di un header (ovvero di un informazione di pacchetto)

Impacchettato mandato spacchettato

 Il sistema di comunicazione richiede un insieme di protocolli tra loro cooperanti

 Si identifica una relazione gerarchica nelle funzioni che compongono un processo di

comunicazione ARCHITETTURA A LIVELLI(LAYER)

Vi è indipendenza tra i vari livelli, un livello è definito in modo indipendente

o dalle procedure effettuate dai livelli precedenti

Il livello n sfrutta anche il servizio offerto dal n-1 per fornire un servizio al

o livello n+1

La comunicazione concettualmente avviene tra peer, in realtà mediante

o incapsulamento del messaggio attraversa ciascun livello

Modulo 2

Confronto tra ISO/OSI e TCP/IP

il livello applicativo di TCP/IP si fa carico dei livelli di sessione e presentgazione del modello

ISO/OSI

il livello HOST-TO-NETWORK si fa carico di Data Link e Physical layer per far fronte al

problema che i precedenti livelli siano dipendenti dall’hardware

Critiche ISO/OSI

● molto complesso ciò provocava cattive tempistiche (in quanto per ogni operazione

doveva passare per sette livelli)

● cattiva tecnologia (a causa dell’unione con IBM che definiva e gestiva le componenti)

● cattiva implementazione(complessità, 7 livelli)

● pessima politica (modello imposto, TCP/IP libero)

critiche TCP/IP

● poco generale

● meno concettuale

● livelli HOST_TO_NETWORK confusi e interdipendenti

● protocolli sviluppati ad hoc invece che protocolli generali

ISO/OSI non utilizzato, ma utile per spiegare concettualmente la questione protocolli

internet?

● Non è una rete (nessuno al controllo, tante reti connesse assieme)

● non è governata da un gruppo,ne da un ente, ne da un unica azienda

● non è gestita in modo centralizzato perchè tutte le singole sottoreti che compongono

internet hanno una gestione autonoma

internet

obbiettivi:

● connette diversi host e reti

● store ad forward

● packet switching __ “arrivano diversi pacchi e io li gestisco”

le reti lavorano a commutazione di pacchetti

in ciascun nodo il pacchetto percorre i livelli necessari

due modalità di trasferimento:

 Circuit switching (commutazione di circuito)= circuito virtuale dedicato per ogni

comunicazione

 Packet switching = i dati sono suddivisi in parti e inviati

Circuit Switching

Riserva tutte le risorse

Canale garantito

Se qualcuno ha bisogno di quel canale, da errore in quanto il canale è riservato a me

Due metodi per suddividere la risorsa:

 Metodi basati sulla frequenza (FDM)

 Metodi basati sul tempo (TDM)

Equivalente al multiplexing (un solo canale per più collegamenti)

Packet switching

Ogni comunicazione è suddivisa in pacchetti

Il multiplexing in questo caso non è più deterministico, si un calcolo medio per la tempistica

di ricezione dei pacchetti, (necessità di buffer FIFO per l’immagazzinamento temporaneo dei

pacchetti in attesa di esecuzione)

Conflitto di risorse

 La domanda di risorse può eccedere la quantità disponibile

 Il buffer a grandezza finita, di conseguenza se la coda è piena il pacchetto nuovo

viene perduto

 Se il pacchetto è in attesa da molto tempo

 Possibilità di usare un link differente a seconda dello stato della rete

In caso di failure trova un'altra strada per consegnare il pacchetto (con commutazione di

circuito, il canale è unico, persa la comunicazione)

Pro:

 C’è condivisione di risorse

Contro

Non c’è controllo conflitti (se in molti prendono dati dalla rete, il non è in grado di gestire tutte

le richieste

Livello 1-2 (Host To Network)

I primi due livelli sarebbero fisico e data link ma non essendo realmente separati e

calcolando lo stack tcp/ip che comprende entrambi i livelli viene definito host to network

Livello 3(network)

 Servizio di identificazione dell’host, (indirizzo ip)

 Comunicazione logica tra host ( senza identificazione non avviene alcuna

comunicazione, best effort(senza impegno))

Livello 4 (trasporto)

C’è un processo di multiplazione demultiplazione che permette di gestire la congestione ai

diversi processi operativi ( arriva musica e messaggi, i pacchetti riguardanti la musica li

manda all’applicazione di streaming musicale e i messaggi all’applicazione di messaggistica)

Rilevamento degli errori

Due protocolli:

 UDP (user datagram protocol) (manda in maniera diretta senza controlli di conflitti)

 TCP (trasmission control protocol) offre servizi aggiuntivi (garantisce ll trasposto, in

caso di conflitto rimanda , lento)

Livello 5 (application)

Utilizza il livello di trasporto per passare infromazioni tra i processi in esecuzione su host

terminale per realizzare applicazioni di rete

Modulo 3

Livello HOST TO NETWORK

Affronta le problematiche di:

 Interconnessione tra due o piu’ host

 Trasmissione dati tra host direttamente connessi

Le modalità di interconnessione e i protocolli per la trasmissione dati tra host interconnessi

sono strettamente dipendenti tra loro ovvero la scelta di uno implica la stessa scelta anche

per l’altro (host)

I servizi offerti da ciascun controllo possono essere diversi:

 Un protocollo può garantire l’affidabilità della consegna del pacchetto e un altro no

 Lo strato di rete deve essere in grado di compiere il suo lavoro end-to-end in

presenza di differenti set di servizi forniti da specifici protocolli host to host

Servizi:

 Livello 1 (fisico): connessione secondo diversi mezzi trasmissivi (ethernet, coassiale,

fibra,..)

 Livello 2 (data link): POSSIBILI SERVIZI:

Framing

o accesso al link (CSMA/CD)

o recapito affidabile (acknowledgement e ritrasmissione)

o controllo di flusso

o ricerca di errori

o correzioni degli errori

o half duplex (se occupo il canale in trasmissione non posso ricevere) o full

o duplex (due canali trasmissione e ricezione)

Differenza con il livello di trasporto

La similitudine con alcuni servizi del protocollo di trasporto (soprattutto TCP) non deve trarre

in inganno:

Il livello h2n opera a livello di singolo link (host interconnessi)

 Il livello trasporto opera a livello di host end-to-end

Differenza con il livello IP

 il livello data link consegna pacchetti solo all’interno di una stessa LAN

 il livello network (IP) consegna pacchetti ovunque su internet

Tipi di collegamento HOST to HOST:

 host-router

 router-router

 host-host 

unità di dato trasmesso FRAME

Hop = passaggio

Ogni pacchetto mandato host to host vale un hop

Collegamento boradcast= molti host connessi ad uno stesso canale

Collegamento point to point= un canale collegato host host

Unicast = singolo mittente singolo ricevente

Broadcast= singolo mittente molti riceventi (gruppo completo)

Multicast= singolo mittente un gruppo di riceventi (sotto insieme del gruppo completo)

Anycast= singolo mittente almeno un ricevente (non interessa che tutti ricevono ma almeno

uno deve ricevere)

Tutti i dispositivi per poter essere utilizzati in una rete devono essere dotati di una:

Network Interface card (NIC)= costituito da RAM – DSP (Digital Signal Processor) –

Bus/host e un interfaccia di collegamento alla rete (es. RJ45)

Local Area Network (LAN) = interna ad un’area fisica limitata, basato su una rete di

trasmissione condivisa con bit rate elevato (1-10 Gbps)

Ethernet

Vantaggi:

 costa poco

 funziona bene successiva ampia diffusione

 si presta all’uso con diverse:

topologie(modo di connettere gli host)

o tecnologia(tecnologia del mezzo trasmissivo usato per le connessioni)

o

 si adatta bene con l’utilizzo dei protocolli TCP/IP

in caso di congestione funziona peggio, ma questa situazione dura poco.

Il collegamento è di tipo broadcast come conseguenza di ciò la trasmissione è broadcast

(quando un host trasmette un pacchetto tutti sulla rete lo ricevono)

Indirizzo MAC (Media Access Control)(indirizzo univoco di 48 bit, assegnati dai produttori

seguendo le direttive IEEE)

Utilizzato per capire chi è il destinatario del dato, un’host quando trasmette un pacchetto

inserisce pure il mac del destinatario, il ricevente verifica il mac address, se uguale lo

inserisce nella pila protocollare in caso contrario scarta il pacchetto

IL NIC POSSIEDE IL MAC ADDRESS NON L’HOST

Un indirizzo MAC viene associato ad un indirizzo di rete IP, mappando così gli indirizzi

I pacchetti passati tra host vengono definiti FRAME

Se i NIC usassero gli indirizzi MAC

- non sarebbe in grado di gestire altri protocolli oltre all’ip

- gli indirizzi ip dovrebbero essere registrate nella RAM della NIC

Se i in NIC non utilizzassero gli indirizzi

- tutti gli host sarebbero interrotti ogni volta che un pacchetto passa per

la LAN, in quanto la NIC dovrebbe verificare la concordanza

dell’indirizzo ip

tutti i frame hanno lo stesso formato, indipendentemente da topologia, mezzi trasmissivi e

velocità di trasmissione

8

preambolo Byte

Primi 7 Byte, sono byte per attivare gli adattatori dei riceventi e sincronizzare i loro orologi

con quello del mitente

Gli ultimi 4 bit del ultimo Byte, quando sono entrambi 1 vuol dire, che la fase di

inizializzazione ovvero di sincronizzazione è terminata e che sta arrivando il contenuto del

frame 

Indirizzo di destinazione e sorgente 6 Byte entrambi

Contengono entrambi l’indirizzo MAC sorgente e destinazione, quando un host riceve un

frame con indirizzo destinazione diverso dal proprio lo scarta in caso contrario passa il

contenuto del campo dati allo strato di rete



Tipo 2 Byte

Permette di multiplexare i protocolli dello strato di rete, serve all’adattatore per sapere a

quale dei protocolli dello strato di rete debba essere passato il campo dati di ciascun frame

ricevuto



Dati dimensione minima 46 Byte, se inferiore vengono aggiunti Byte di riempimento

(stuffing) Il payload ma