Reti di Telecomunicazione

Corso di Reti di

Telecomunicazione

Reti di telecomunicazione

• Introduzione (utenti richiedono servizi)
• Le grafiche caratterizzano le sorgenti
  1. Trasmissione
  2. Commutazione
  3. Selezione
  4. Gestione errori guasti
• Caratteristiche di una rete
• Commutazione
  • Di circuito (ricordare l'efficienza η = Trasferimento / Durata totale (apertura e chiusura))
  • Di messaggio
    • (ricordare congestione)
    • (ricordare perdita intero messaggi)
  • Di pacchetto
    • (ricordare numero di identificazione per la sequenzialità)
    • (ricordare riassemblaggio)
    • (ricordare il messaggio OK del ricevente ACK)
  • A circuito virtuale
• Topologie di reti
  • Completamente magliata
    • A = N(N - 1) / 2
  • Anello
    • Due strade A = N
  • Albero
    • Una strada A = 2N
  • Stella
    • Una strada A = N - 1
  • Bus
    • Tutto passa per il bus

Problema della collisione nel CSMA-1P-CD

Considero una rete a bus

• L = distanza massima
• C = velocità propagazione del canale
• D_min = lunghezza minima pacchetto
• V_tx = velocità di trasferimento

Il problema è questo:

• Devo fare in modo che quando B riceve l'inizio del messaggio, il nodo A non deve ancora aver finito di trasmettere il messaggio.
• Se non fosse così, nel momento in cui C decide di trasmettere, trova il messaggio di A e quindi una collisione, ma né A e né B se ne accorgono. Occorre quindi limitare la distanza massima tra due stazioni in modo che:

Tempo Trasferimento del Pacchetto T_tx >= 2 RTT

→ Tempo di andata e ritorno del messaggio

D_min >= 2 L / C da cui L_max = D_min C / 2 V_tx

normalmente su ethernet D_min = 64K     V_tx = 10 Mb/s     quindi L_max = 2000 mt.

L'ideale sarebbe avere un sistema con OUTPUT BUFFER che ottimizz...

Si usa quindi ma soluzione che mi avvicina all'output buffer.

Divide ogni ingresso in tante code quante sono le uscite:

A questo punto i vettori di stato del sistema diventano matrici...

1) Ogni riga della matrice degli arrivi ha un solo arrivo in o...

2) Ogni riga ed ogni colonna della partenza hanno una sola partenza

Tutto questo significa trovare una matrice che soddisfi: "Da ...

È fatto con un particolare algoritmo MACHING PROBLEM che crea ...

del sistema, fa un grafo e ne ricava un sottoinsieme che soddisf...

Commutazione di messaggio

Li impacchetta e gli mette l'intestazione. Ogni nodo, legge l'intestazione e capisce dove deve mandare il messaggio. Non è più necessario avere subito un canale unico tra S e D. Una volta che il messaggio ha passato il nodo, questo lo invia al nodo successivo e così rimane libero per altre comunicazioni.

Questo tipo di comunicazione, permette la condivisione di un canale di più sorgenti e non so quante sono queste sorgenti (moltiplicazione statistica).

Occorre pensare a come risolvere il problema quando arrivano più messaggi di quelli che possono partire. La soluzione è che i messaggi siano memorizzati in attesa di essere prelevati. Può essere che la memoria sia comunque piena e la rete decide quali messaggi o quali informazioni vengono perse o cancellate.

Questo però porta il nodo a comunicare alla sorgente che l'informazione è stata cancellata e di ricomunicarla. Questa non è una cosa bella, perché ritrasmettere costa molto.

BUS

Il canale è uno solo e devo per forza passare dal bus

Sistemi ISO/OSI

(sistema di interconnessione aperta)

È un'esigenza di fare in modo che ogni rete possa farsi comprendere da altre reti in ogni parte del mondo. È nata intorno al 1975.

ISO è un ente di standardizzazione.

ISO/OSI è una pila protocollare che fa parlare in modo univoco due entità (dall'uomo a qualunque macchina).

Hanno suddiviso in 7 livelli:

• Un livello n offrirà servizi al livello superiore n+1 che li userà, mentre il livello n userà i servizi offerti dal livello n-1

Tra un livello e l'altro c'è sempre un protocollo con il livello inferiore ed un protocollo con il livello superiore.

Salendo di livello è possibile avere servizi più completi anche se il livello ⁵ non può usare servizi del ₃ tranne che siano offerti dal livello ⁴.

Ci sono fenomeni di collisione. Bisogna avere un protocollo che conosciamo tutti e che ci permette di usare l'unico canale (etere) da soli, uno per volta. Come si fa?

Una soluzione è quella di fermarsi quando si sente che stiamo trasmettendo in due o più e dopo un po' di tempo si riprova. È noto come protocollo ALOHA ma il tempo in cui devo attendere per riprovare è puramente casuale e raddoppia nel caso in cui ritrovo la collisione.

Throughput = _{messaggi positivi} / capacità desiderata

ottimale

Esponi se mando X messaggi/sec vorrei ricevere X messaggi/sec

Realmente quando c'è collisione, si ritrasmette ma con il sistema ALOHA, aumentando il traffico, si arriva che sono sempre in collisione e non trasmetto più niente

ALOHA { _{Throughput max = 0,18} }

Il problema è come accedere al canale, ci vuole un controllore centralizzato che dica come i segnali devono essere trasmessi, con quale divisione (di tempo, di frequenza, di codice) e su quale canale. Il controllore deve evitare le collisioni, deve sapere quali canali sono in uso e quali liberi.

Riprendiamo il protocollo CSMA CD 1P

Due stazioni provano a trasmettere, il canale è libero e quindi si mettono a trasmettere in contemporanea. Succede che mi accorgo solo della collisione se ho la possibilità di ascoltare quello che trasmetto. Se sento una cosa diversa significa che qualcuno sta già usando il canale.

CD = ascolto quello che trasmetto1P = Provo a trasmettere una volta e poi se il canale è occupato riprovo in modo casuale

Cosa succede se due utenti trasmettono per pochi secondi. Quando 1 finisce di trasmettere, il treno viaggia lungo il canale e quando arriva al 2, il 2 non avrà proprio finito di trasmettere e può capire il messaggio di 1. La collisione è in mezzo al canale ma né 1 né 2 se ne accorgono.

Quando uno ha il token può:

1. Trasmettere DATI e poi token
2. Trasmettere TOKEN e DATI

I protocolli a token garantiscono un tempo massimo di ritardo e a seconda del tempo di circolazione, si può capire quanti dati sono stati trasmessi.

È più complesso da realizzare perché occorre decidere chi inizializza il token ad ogni accensione della rete; occorre prevedere di bypassare una stazione che si rompe (altrimenti rompe l’anello).

Se una stazione muore con il token, occorre prevedere di avere una stazione master che lo rigeneri dopo un certo tempo stabilito.

Tipi di reti che utilizzano questo sistema

• TOKEN-RING (proprietaria solo IBM e poco usata)
• FDDI (è un formato standard a 100 Mb/s su fibra ottica e permette una distanza di ~ 10 Km)
• TOKEN-BUS (è una versione del token con i bus che sono modellizzati ad anello 2 Mb/s)

Tutto questo è per reti locali (max 10 Km).

Se le distanze sono molto più ampie si adotta la soluzione

DQDB (usato per reti metropolitane)