Appunti Sistemi di telecomunicazioni

(UTP)

prestazioni. Infine, Unshielded Twisted Pair ad esempio di categoria 3, economici e facili

da installare, sono comunemente utilizzati nelle reti LAN per la loro semplicità e compatibilità con

le infrastrutture telefoniche esistenti negli edifici. Ci sono categorie superiori che migliorare le

prestazioni.

Modello di riferimento IEEE 802 protocolli che ne

Quando parliamo di reti LAN, è essenziale comprendere le architetture e i

regolano il funzionamento. operano principalmente a livello del lower layer

Le LAN

dell'OSI model, dove si collocano le funzioni fondamentali per la comunicazione dei dati. Il

modello OSI, con i suoi sette livelli, ci aiuta a capire come i dati vengono trasmessi attraverso la

rete, partendo dalla trasmissione fisica fino alla gestione delle applicazioni.

L'IEEE 802 è un altro schema di riferimento fondamentale per le LAN, che definisce gli standard

per le reti locali. Questo progetto dell'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) è cru-

non si

ciale per lo sviluppo e la standardizzazione delle tecnologie di rete. Il modello IEEE 802

basa su IP. Non essendoci livello 3 abbiamo bisogno di fare indirizzamento per i livelli superiori,

perché se dobbiamo comunicare con un’altra rete esterna che si basa su IP l’indirizzamento è

fondamentale. D’altro canto però dentro la rete locale non ho bisogno di fare indirizzamento IP. e

Figura 10.2 Differenza modello OSI e IEEE 802

Si concentra su due componenti principali:

il Logical Link Control (LLC): gestisce la comunicazione tra i dispositivi e il livello superiore del

• protocollo, assicurandosi che i dati siano trasmessi correttamente.

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Il Media Access Control (MAC): invece, è responsabile dell'accesso al mezzo di trasmissione,

• determinando come i dispositivi possono trasmettere dati sulla rete, evitando collisioni e garan-

tendo l'ordinato flusso dei dati.

Nel contesto delle reti LAN, i protocolli IEEE 802 sono fondamentali. Questo standard copre una

vasta gamma di tecnologie di rete, inclusi Ethernet (802.3), Wi-Fi (802.11), e molti altri. L'IEEE

802.XX è la nomenclatura utilizzata per vari standard sotto il progetto IEEE 802, ognuno dei quali

specifica dettagliatamente le modalità di funzionamento delle diverse tecnologie di rete.

La struttura dell'IEEE 802 è organizzata in modo da facilitare lo sviluppo e l'implementazione di

Ogni standard dell'802 viene sviluppato da un gruppo di lavoro

nuove tecnologie.

specifico, che si occupa di definire le specifiche tecniche, i protocolli e gli standard di interop-

erabilità. Questo approccio modulare e standardizzato ha permesso di far evolvere rapidamente

le tecnologie di rete, mantenendo al contempo la compatibilità e la coerenza tra i vari dispositivi e

sistemi. Figura 10.3 IEEE 802 Protocols

IEEE 802.1

Il protocollo IEEE 802.1 si occupa di numerosi aspetti generali e comprende una vasta gamma di

Questi standard coprono argomenti cruciali come la sicurezza, la

standard correlati.

costruzione della topologia di rete, la creazione di reti LAN virtuali (VLAN) e le appli-

IEEE

cazioni sensibili al tempo. La sicurezza è un elemento essenziale, definito dallo standard

802.1X, poiché garantisce che solo utenti autorizzati possano accedere alla rete e che i dati

trasmessi siano protetti da accessi non autorizzati e da eventuali manomissioni. La costruzione

della topologia di rete riguarda la disposizione e la connessione dei vari dispositivi nella rete,

IEEE 802.1D,

definito dallo standard assicurando una comunicazione efficiente e affidabile tra di

Reti di aree locali LAN Sistemi di Telecomunicazioni 227

essi. Le VLAN permettono di segmentare la rete fisica in diverse reti logiche, migliorando la ges-

IEEE 802.1Q.

tione e la sicurezza, definito dallo standard Infine, le applicazioni sensibili al tempo

richiedono una gestione precisa e tempestiva del traffico di rete, assicurando che i dati critici

IEEE 802.1 TSN.

siano trasmessi entro tempi stretti, definito dallo standard

IEEE 802.2 LLC

Il protocollo IEEE 802.2, noto anche come Logical Link Control (LLC), si occupa di fornire un'in-

terfaccia ai livelli superiori del modello OSI. Un compito cruciale del protocollo LLC

è l'indirizzamento. Questo implica la specifica delle sorgenti e delle destinazioni degli utenti

LLC in termini di Service Access Point (SAP). I SAP sono punti di accesso attraverso i quali i

servizi di rete vengono forniti agli utenti. L'indirizzamento corretto assicura che i dati raggiungano il

destinatario previsto senza interferenze o errori.

I servizi LLC sono basati sulla modalità bilanciata del protocollo High-Level Data

Link Control (HDLC), che è una modalità di comunicazione simmetrica in cui entrambi i nodi di

comunicazione possono iniziare la trasmissione dei dati. Questa modalità bilanciata è fondamen-

tale per le reti LAN, poiché permette una comunicazione bidirezionale efficiente e flessibile tra i

dispositivi di rete. tre tipi distinti:

Il protocollo LLC (Logical Link Control) prevede

Type 1,

Il primo tipo, noto come è una connessione non riconosciuta senza controllo del flus-

• 802.3 (Ethernet).

so o degli errori, tipicamente utilizzata su reti come Questo tipo offre multi-

plexing del protocollo, consentendo a più protocolli di livello di rete di condividere il collega-

mento dati. In pratica, il Type 1 non si preoccupa di garantire che i dati arrivino senza errori o

nella giusta sequenza; è una modalità adatta per applicazioni in cui la perdita di pacchetti non

è critica.

• Il Type 2, invece, è una connessione riconosciuta e orientata, usata comunemente su reti

come 802.5 (Token Ring). Questo tipo fornisce sia il controllo del flusso che il controllo degli

errori, garantendo che i dati arrivino correttamente e nell'ordine corretto. È adatto per appli-

cazioni in cui l'integrità e la sequenza dei dati sono essenziali.

• Il Type 3 è una connessione riconosciuta senza connessione. Questo tipo combina alcuni van-

taggi dei tipi precedenti, fornendo riconoscimento ma non stabilendo una connessione perma-

nente. È utile in situazioni dove è necessario il riconoscimento dei dati senza il sovraccarico di

una connessione continua.

Reti di aree locali LAN Sistemi di Telecomunicazioni 228

multiplexing LLC

Il è un meccanismo che permette a più utenti di protocolli di livello di rete di

condividere lo stesso collegamento dati. Ogni utente è definito da un Service Access Point

(SAP), che funge da punto di accesso per i servizi di rete. Questo consente una gestione effi-

ciente delle risorse di rete, permettendo a diverse applicazioni e protocolli di utilizzare lo stesso

canale fisico senza interferenze reciproche.

Medium Access Control MAC Medium

Scendiamo al sottolivello sottostante, abbiamo la gestione effettiva del pacchetto. Il

Access Control (MAC) è un altro componente fondamentale del protocollo IEEE 802.2 LLC.

Questa funzione si occupa dell'assemblaggio dei dati in frame, che includono campi di indirizzo

e rilevamento degli errori. Una volta assemblato, il frame viene trasmesso sul mezzo fisico. Alla

ricezione, il frame viene disassemblato, e il MAC verifica l'indirizzo e rileva eventuali errori. Inoltre, il

MAC governa l'accesso al mezzo di trasmissione, garantendo che solo un dispositivo alla volta

possa trasmettere, per evitare collisioni e interferenze.

problema del livello MAC

Il è che un singolo canale di comunicazione deve essere condiviso

da molti utenti distribuiti spazialmente, che possono comunicare solo attraverso questo canale.

Un protocollo MAC è un insieme di regole utilizzate indipendentemente da ciascun

utente per ottenere l'accesso al canale. Esistono diverse classificazioni di protocolli MAC:

• i protocolli a assegnazione deterministica come TDMA (Time Division Multiple Access), FDMA

(Frequency Division Multiple Access) e CDMA (Code Division Multiple Access);

• i protocolli di accesso casuale come Aloha, CSMA (Carrier Sense Multiple Access) e CSMA/

CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection);

I protocolli a assegnazione su richiesta come il polling e il token passing.

•

Continuando la discussione sul MAC, è importante capire come un host trova un altro host su

Address Resolution Protocol (ARP).

una LAN. Questo processo avviene tramite il

Figura 10.4 Funzionamento ARP

Reti di aree locali LAN Sistemi di Telecomunicazioni 229

ARP non è basato su IP, ma lavora a livello di collegamento dati. Quando un host ha bisogno

di comunicare con un altro dispositivo sulla stessa LAN, ma conosce solo il suo indirizzo IP e

L'host emittente invia

non il suo indirizzo MAC, utilizza ARP per risolvere questa problematica.

un messaggio di broadcast ARP, che è un messaggio che viene inviato a tutti i dispositivi

sulla rete. Questo messaggio contiene l'indirizzo IP della destinazione desiderata e chiede: "Chi

è?" (Who is), chiedendo a chiunque possieda quell'indirizzo IP di rispondere.

messaggio di broadcast, solo il dispositivo

Tutti i dispositivi sulla LAN ricevono questo ma

che ha l'indirizzo IP specificato nel messaggio ARP risponderà. Questo dispositivo

risponderà inviando un messaggio di risposta ARP che contiene il suo indirizzo MAC completo.

In questo modo, l'host richiedente riceve l'indirizzo MAC del dispositivo con cui desidera comu-

nicare e può quindi inviare i pacchetti direttamente a quell’indirizzo.

Se l'host che si sta cercando non si trova sulla stessa LAN, il messaggio ARP non può essere

risolto direttamente. In questo caso, il messaggio viene inviato al router o al gateway predefinito,

che poi lo instraderà verso la rete appropriata dove il processo ARP verrà ripetuto.

Questo meccanismo è fondamentale per il funzionamento delle reti locali, poiché permette ai

dispositivi di scoprire dinamicamente gli indirizzi fisici degli altri dispositivi sulla stessa rete senza

necessità di configurazioni manuali. ARP è quindi un componente chiave che facilita la comuni-

cazione fluida e automatica tra gli host all'interno di una LAN.

Ci può essere la necessità di espandere la nostra rete locale e la cosa più semplice è

Bridges

quella di mettere un ripetitore (dispositivo di livello fisico), invece il opera a livello 2 nel

sottolivello MAC, indipendente da IP. La connessione viene terminata su ciascuno dei due seg-

menti di rete. I due LAN in figura sono interconnessi da un bridge e in questo caso hanno lo

router.

stesso protocollo. Se devo interconnettere reti locali diverse devo interconnettere con un

Il pacchetto non viene modificato, il brid