Programmazione in Retea.a. 2005/2006
http://www.di.uniba.it/~lisi/courses/prog-rete/prog-rete0506.htm
dott.ssa Francesca A. [email protected]
Orario di ricevimento: mercoledì ore 10-12
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 2
Sommario della lezione di oggi:Introduzione alle reti di calcolatori (2/3)
che cos’è Internetche cos’è un protocollosezione periferica di una retesezione interna di una retereti a commutazione di pacchettoaccesso ad una retemezzi trasmissivistrati protocollari di una retestruttura di Internetstoria delle reti e di Internet
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 3
La sezione interna della reteMaglia di routerinterconnessila domanda fondamentale:come vengono trasferiti i dati attraverso la rete?
Commutazione dicircuito: circuitodedicato per chiamata(es. rete telefonica)commutazione dipacchetto: dati inviatiattraverso la rete in “chunk”
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 4
La sezione interna della rete:commutazione di circuito
Circuito end-to-end dedicato per chiamataampiezza di banda dellink, capacità di switchrisorse dedicate: nessuna condivisioneprestazione circuit-like (garantita)è richiesta la chiamata
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 5
La sezione interna della rete:commutazione di circuitoRisorse di rete (p.e.,
ampiezza di banda) divisein “pezzi”pezzi allocati alle chiamatepezzo inattivo se non utilizzato dalla chiamatache lo possiedemodalità di multiplazione
divisione di frequenza (FDM)divisione di tempo (TDM)
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 6
La sezione interna della rete:commutazione di pacchettoOgni flusso di dati end-to-
end suddiviso in pacchettii pacchetti condividono le risorse di reteogni pacchetto usa la piena ampiezza di bandarisorse utilizzate soloquando necessarioProblema: domanda complessiva per una risorsa può eccedere l’ammontare disponibile
Contesa delle risorse:congestione: pacchettiin coda, attendono di usare il linkstore-and-forward: i pacchetti si muovono un salto alla volta
trasmissione su unlinkturno di attesa al link successivo
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 7
La sezione interna della rete: commutazione di pacchettoA
B
10 Mbit/sEthernet
45 Mbit/s
CMultiplazione statistica
1.5 Mbit/s
D E
Coda di pacchettiin attesa del link in uscita
Commutazione di pacchetto vs. commutazione di circuito: analogia del ristorantealtre analogie umane?
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 8
La sezione interna della rete:commutazione di pacchetto
Comportamento dellostore-and-forward
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 9
Commutazione di pacchetto vs. commutazione di circuitoLa commutazione di pacchetto consente a più utenti di usare la
rete!
Link da 1 Mbit/sOgni utente:
100Kbit/s se “attivo”attivo per 10% del tempo
circuit-switching: 10 utenti
packet-switching: con 35 utenti, prob. che > 10 attivi inferiore a 0.004
N utenti1 Mbit/s link
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 10
Reti a commutazione di pacchetto:instradamento
Scopo: muovere i pacchetti fra router dalla sorgentealla destinazione
studio di algoritmi di instradamento (cap. 4, Kurose)rete datagram (es. Internet):
indirizzo di destinazione determina il salto successivoi percorsi potrebbero cambiare durante la sessioneanalogia umana: guidare chiedendo indicazioni, servizio postale
rete a circuito virtuale (es. ATM):ogni pacchetto contiene un’etichetta (virtual circuit ID), che determina il salto successivopercorso prefissato determinato a call setup time, rimane invariato durante la chiamatai router mantengono lo stato per-call
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 11
Reti a commutazione di pacchetto: ritardo al nodoI pacchetti accusano un
ritardo su percorsi end-to-endquattro sorgenti di ritardoad ogni nodo
Ritardo di elaborazione del nodo:
controllare gli errori di bitdeterminare il link di output
Ritardo di codatempo di attesa al link di output per la trasmissione dipende dal livello dicongestione del router
A
B
propagazione
trasmissione
elaborazionecoda
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 12
Reti a commutazione di pacchetto: ritardo al nodoRitardo di trasmissione:
R=ampiezza di banda dellink (bit/s)L=lunghezza del pacchetto(bits)tempo per inviare i bit nellink = L/R
Ritardo di propagazione:d= lunghezza del link fisicos = velocità di propagazionenel mezzo (~2x108 m/sec)ritardo di propagazione = d/s
A
B
propagazione
trasmissione
elaborazionecoda
Nota: s e R sono quantitàmolto differenti!
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 13
Accesso ad una reteD: Come connettere un
terminale ad un router diconfine?Reti di accesso domestichereti di accesso istituzionali(scuole, aziende)reti di accesso per terminali “mobili”
Tieni a mente: ampiezza di banda dellarete di accesso (kbit/s)?Condivisa o dedicata?
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 14
Reti di accesso domestiche:accesso punto-a-punto
Connessione via modem: numerico-analogica, fino a 56Kbit/s (teoricamente)ISDN (Integrated Services Digital Network): connessioneinteramente digitale a 128Kbit/sADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line):
upstream (casa-router) fino a 1 Mbit/sdownstream (router-casa) fino a 8 Mbit/s
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 15
Reti di accesso domestiche:modem via cavo
HFC (Hybrid Fiber Coax)asimmetrico: downstreamfino a 10Mbit/s, upstreamfino a 1 Mbit/s
rete di cavo e fibracollega le case al router ISP
accesso condiviso al router fra le caseproblemi: congestione, dimensionamento
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 16
Reti di accesso istituzionaliUna rete in area locale (LAN) connette i terminalial router di confineEthernet:
cavo condiviso o dedicato connetteterminale e router10 Mbit/s, 100Mbit/s, 1 Gigabit/s
Non avremo tempo di trattare le LAN :-(
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 17
Reti di accesso per terminali mobiliAccesso condivisowireless fra terminali e routersu area locale:
link ad onde radiostazione base nel raggio di poche decine di metri
su area geografica:Wireless Access Protocol (WAP): via tel. cellulareGeneral Packet radio Service (GPRS)3G
stazionebase
terminali “mobili”
router
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 18
Mezzi trasmissiviDoppino (twisted pair,TP)
due fili isolati di rameCategoria 3: cavitelefonici tradizionali, Ethernet a 10 Mbit/sCategoria 5: Ethernet a 100Mbit/s
Link fisico: il bittrasmesso si propagalungo il link mezzi guidati:
i segnali si propagano in materia solida: rame, fibra ottica
mezzi non guidati:i segnali si propaganoliberamente, p.e. onderadio
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 19
Mezzi trasmissivi
Cavo a fibra ottica:fibra di vetro checonduce impulsi di lucealta velocità:
Ethernet a 100Mbit/strasmissione punto-a-punto a 5 G/s
basso tasso d’errore
Cavo coassiale:cavo (conduttore delsegnale) dentro un cavo(guaina)
banda base: canalesingolo su cavobanda traslata: canalemultiplo su cavo
bi-direzionaleuso comune nelle reti Ethernet a 10Mbit/s
Mezzi trasmissivi:onde radio
segnale condotto nellospettroelettromagnetico nessun cavo fisicobi-direzionaleeffetti dell’ambiente dipropagazione:
riflessioneostruzioneinterferenza
Tipi di link radio:micro-onde
p.e. canali fino a 45 Mbit/sLAN (p.e., waveLAN)
2Mbit/s, 11Mbit/swide-area (p.e., cellulari)
e.g. CDPD, 10’s Kbpssatellite
canale fino a 50Mbit/s (o canali multipli più piccoli)ritardo end-to-end di 270 millisecondigeostazionario/orbita bassa
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 20
dott.ssa F. A. Lisi - Programmazione in Rete - Introduzione alle reti di calcolatori (2/3) 21
Sommario della prossima lezione:Introduzione alle reti di calcolatori (3/3)
che cos’è Internetche cos’è un protocollosezione periferica di una retesezione interna di una retereti a commutazione di pacchettoaccesso ad una retemezzi trasmissivi strati protocollari di una retestruttura di Internetstoria delle reti e di Internet
