scano di montiferro – reti di calcolatori reti di calcolatori

Scano di Montiferro – Reti di Calcolatori

RETI DI CALCOLATORI


Docente

Ing. Bartolomeo MontrucchioPolitecnico di Torino Dip. di Automatica e Informatica - DAUIN

Tel. 011- 564 7078Fax. 011- 564 7099Email: [email protected]:

http://staff.polito.it/bartolomeo.montrucchio/Reti_Scano


Argomenti del corso• Il modello di riferimento ISO/OSI • Nozioni di base sulla trasmissione e

sui mezzi trasmissivi • Nozioni di base sulla commutazione • Introduzione alle reti locali: il progetto

IEEE 802Ethernet/IEEE 802.3Token - Ring/IEEE 802.5

• FDDI/ISO 9314


Argomenti del corso

• Utilizzo di analizzatori di protocolli su reti locali • Le reti locali estese:

– i bridge e lo standard IEEE 802.1D

• Canali trasmissivi geografici • Nozioni di base sull'internetworking:

bridge, router e gateway

• Algoritmi di routing• Internetworking in ambito TCP/IP e OSI

• I livelli superiori dell'architettura TCP/IP


Prerequisiti

• Normale conoscenza dei Calcolatori Elettronici

• Elementi di Elettrotecnica ed Elettronica


Videolezioni

1. Introduzione (I parte)2. Introduzione (II parte)3. Il modello ISO/OSI (I parte)4. Il modello ISO/OSI (II parte)5. I mezzi trasmissivi6. I mezzi trasmissivi e topologie7. La commutazione8. La trasmissione9. Trasmissione e commutazione10. Introduzione alle reti locali

11. Ethernet12. Il progetto IEEE 80213. Il sottolivello MAC14. Il sottolivello LLC15. IEEE 802.316. IEEE 802.3-Livello fisico (I parte)17. IEEE 802.3-Livello fisico (II parte)18. Analizzatori di protocollo19. Token Ring/IEEE 802.5 (I parte)20. Token Ring/IEEE 802.5 (II parte)


Videolezioni

21. Token Ring/IEEE 802.5 (III parte)22. FDDI/ISO 9314 (I parte)23. FDDI/ISO 9314 (II parte)24. FDDI (III parte) e introduzione ai bridge25. I bridge (I parte)26. I bridge (II parte)27. Il livello network (I parte) e i router28. Il livello network (II parte)29. Il livello network (III parte)30. Il livello network (IV parte) e i Gateway

31. I collegamenti geografici32. Reti geografiche a commutazione di pacchetto (I parte)33. Reti geografiche a commutazione di pacchetto (II parte)34. Il TCP/IP (I parte)35. Il TCP/IP (II parte)36. Il TCP/IP (III parte)37. Il TCP/IP (IV parte)38. Il TCP/IP (V parte)39. Le reti al Politecnico di Torino40. Sistemi operativi di rete e Groupware


Testi di riferimento

• S. Gai, P. L. Montessoro, P. Nicoletti, Reti Locali: dal cablaggio all'internetworking, SSGRR (Scuola Superiore G. Reiss Romoli) Editore, L'Aquila, 1995.

• Materiale di supporto all’indirizzo: http://www.polito.it/cetem/corsi/db/9400N/esercitazioni.html

• James F. Kurose Keith W. Ross Computer Networking Addison Wesley ISBN 0-201-47711-4

• Daniele Giacomini - Appunti di Informatica Libera (liberamente disponibile su Internet)


Esame

• L’esame consiste in una prova scritta che potrà vertere su tutti gli argomenti indicati nel programma del corso– 4-5 domande

– Ad ogni domanda è associato un punteggio

• Verrà fornito durante il corso un elenco delle domande oggetto di esame


Indice

• Definizione di Rete di Calcolatori• Utilità delle Reti di Calcolatori• La condivisione dell’informazione• Tipi di Reti di Calcolatori• Esempio di Rete di Calcolatori• Scopi delle Reti di Calcolatori• Principali Servizi offerti• Il modello di riferimento ISO/OSI• I 7 livelli ISO/OSI


Reti di Calcolatori

PC & WS PC & WS & RETE

LA RETE

Condivisione dell’informazione


Tipi di reti

• Reti Interne agli Elaboratori

• Reti di Calcolatori– Reti Locali

– Reti Metropolitane

– Reti Geografiche


Esempio di reti di calcolatori

Torino

Milano

Roma

Napoli

NovaraVercelli


Scopi delle reti di calcolatori

• Condivisione dell’Informazione

• Condivisione delle Risorse

• Accesso a Risorse Remote

• Alta Affidabilità

• Convenienza Economica

• Crescita Graduale


Principali servizi offerti

• Terminale Virtuale• Posta Elettronica• Trasferimento di File• Condivisione di file e stampanti • Bootstrap remoto di workstation diskless• Programmazione distribuita• Programmi vari (es. messaggi sui

terminali, phone, ecc.)• Sistemi Operativi di rete


Terminale virtuale

leonardo> telnet galileo.polito.it

galileo.polito.it - Ultrix 4.3 - Politecnico di TorinoUsername: silvanoPassword: *********Welcome to Galileo the father of modern science

galileo> ls /etc/tmp/*.....galileo> logoutleonardo>


Posta elettronica

MAIL> send

To: [email protected]

Subj: Novità

Caro Pier Luca,

ti scrivo in merito al nostro

articolo ...


Trasferimento file: FTP

leonardo> ftp

FTP> open pol88b

Username: pierluca

Password: ***********

user pierluca logged in

FTP> get esempio.pas

.....

FTP> quit

leonardo>


Condivisione di file e stampanti

Fileutente


Bootstrap remoto• Workstation o PC diskless possono

caricare il sistema operativo tramite la rete.

VAX / VMS(Boot member)

VAXstation(Satellite)

Local Area VAXcluster


Programmazione distribuita

• Il software di rete contiene librerie di funzioni per la realizzazione di programmi distribuiti su più nodi della rete.

• Tali programmi comunicano tra loro scambiando dati e comandi.


Modello client-server• La comunicazione tra due programmi può

avvenire secondo vari paradigmi

• Il caso più comune è infatti quello di un programma (client) che genera una richiesta e di un programma (server) che gli risponde

ClientClient ServerServer

richiesta

risposta


Tipi di reti

• LAN: Local Area Network– Rete in ambito di comprensorio, senza

attraversamento di suolo pubblico

• MAN: Metropolitan Area Network– Rete in ambito cittadino con disponibilità di

canali trasmissivi veloci

• WAN: Wide Area Network– Rete in ambito nazionale o internazionale

utilizzante qualsiasi mezzo trasmissivo (satellite nel caso peggiore)


Struttura generale

MANMAN

WANWAN

MANMAN

LANLAN

LANLAN

LANLAN

LANLAN

LANLAN


Enti preposti

• PTT (Post, Telegraph & Telephone) è l'amministrazione che gestisce in una nazione i servizi trasmissivi

• ITU (International Telecommunication Union) ex CCITT, è l'organismo internazionale che emette le specifiche tecniche che devono essere adottate dalle PTT


Enti preposti

• ISO (International Standard Organization) è l'ente di standardizzazione che si occupa anche di standard informatici

• ANSI (American National Standards Institute) è il rappresentante degli USA nell'ISO

• IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) organizzazione professionale con gruppi di standardizzazione


Caratteristiche LAN

• Velocità trasmissiva “V” molto elevata (V > 10Mb/s)

• Distanze D ridotte (D < qualche chilometro)

• Non attraversano suolo pubblico• Conformità:

– conformi a standard emessi da ISO/IEEE/ANSI

– non conformi agli standard CCITT


Caratteristiche MAN

• Velocità trasmissiva “V” elevata – 2 Mb/s < V < 140 Mb/s

• Installazioni in ambito urbano

• Conformità:– conformi sia standard CCITT sia

ISO/IEEE

• Mezzo trasmissivo tipico: fibra ottica


Caratteristiche WAN

• Velocità trasmissiva “V” medio bassa– 9.6 kb/s < V < 2Mb/s

• Installazioni in ambito interurbano• Conformità:

– conformi standard CCITT

• Mezzi trasmissivi: – spesso gli stessi usati per la telefonia

convenzionale


Sistemi e mezzi fisici

Sistema 1

Sistema 3

Sistema j

Sistema 2

Sistema n

mezzi fisici


Elementi base del modello OSI

mezzi fisici

Sistema A Sistema DSistema B Sistema C

Applicazione Connessioni


Organizzazione a livelli

• Per ridurre la complessità progettuale, tutte le reti sono progettate a livelli (layers, levels)

• Il numero di livelli, i loro nomi, il contenuto di ciascun livello differisce da rete a rete

• I livelli più alti sono vicini all’uomo• I livelli più bassi sono vicini all’hardware


Modello ISO/OSI

ApplicazioneApplicazione

PresentazionePresentazione

SessioneSessione

TrasportoTrasporto

ReteRete

Data LinkData Link

FisicoFisico

654321

7

OSI: Open Systems Interconnection


I livelli

• Lo scopo di ciascun livello è quello di fornire servizi ai livelli superiori, mascherando come questi servizi sono implementati

• Nessun dato è trasferito direttamente da un livello N all'altro: ogni livello passa dati e informazioni di controllo al livello sottostante, sino a quando si raggiunge il livello fisico che effettua la trasmissione


Livello 1: physical layer

• Si occupa di trasmettere sequenze binarie sul canale di comunicazione

• A questo livello si specificano:– tensioni dello 0 e dell’1– tipi, dimensioni, impedenze dei cavi– tipi di connettori

• Il livello fisico è nel dominio dell'ingegneria elettronica


Livello 2: data link layer

• Ha come scopo la trasmissione affidabile di pacchetti di dati (frames)

• Accetta come input i frames (tipicamente poche centinaia di byte) e li trasmette sequenzialmente

• Verifica la presenza di errori aggiungendo delle FCS (Frame Control Sequence)

• Può gestire meccanismi di correzione di errori tramite ritrasmissione


Livello 3: network layer

• Questo livello gestisce l'instradamento dei messaggi

• Determina quali sistemi intermedi devono essere attraversati da un messaggio per giungere a destinazione

• Il livello 3 gestisce quindi delle tabelle di instradamento per ottimizzare il traffico sulla rete


Livello 4: transport layer

• Fornisce servizi per il trasferimento dei dati end-to-end (cioè indipendenti dalla rete sottostante)

• In particolare il livello 4 può:– frammentare i pacchetti in modo che

abbiano dimensioni idonee al livello 3– rivelare/correggere gli errori– controllare il flusso– controllare le congestioni


Livello 5: session layer

• Il livello 5 è responsabile dell'organizzazione del dialogo e della sincronizzazione tra due programmi applicativi e del conseguente scambio di dati


Livello 6: presentation layer

• Il livello di presentazione gestisce la sintassi dell'informazione da trasferire

• L’informazione è infatti rappresentata in modi diversi su elaboratori diversi (es. ASCII o EBCDIC)


Livello 7: application layer

• È il livello dei programmi applicativi, cioè di quei programmi appartenenti al sistema operativo o scritti dagli utenti, attraverso i quali l'utente finale utilizza la rete. Esempi sono:– VT: Virtual Terminal, cioè connessione

interattiva ad un elaboratore remoto– Posta Elettronica– FTP– …


Protocolli e servizi

• Ogni livello del modello di riferimento OSI è definito da uno standard che comprende:– Una definizione dei servizi

– Una specifica di protocollo


Peer

• Entità dello stesso livello

Protocollo

Peer Entities

Primitive del Servizio Primitive del Servizio

Sistema A Sistema B


SDU e PDU• SDU: Service Data Unit• PDU: Protocol Data Unit (pacchetti)

N PDU

Entità di Livello N

Sistema A Sistema B

N SDUN SDU


Interfacce• L'interfaccia definisce quali operazioni

primitive e servizi sono forniti da un livello al livello superiore

Livello N-1

N-1 SDU

Livello N

Primitive del Serviziodi livello N-1

Interfacciadel livello N-1


Livelli, protocolli e interfacce

Interfaccia livelli 4/5



Protocollo di livello 6

Protocollo di livello 5

Livello 6Livello 6

Livello 5Livello 5

Livello 6Livello 6

Livello 5Livello 5


Service access point: SAP

Entità N

Entità N-1 Entità N-1

N-1 SAP

LivelloN-1

LivelloN


Relazioni tra livelli

Livello N

Livello N-1

Interfaccia

N-PDU

(N-1)-PCI (N-1)-SDU

SAP

(N-1)-PDU

PCI Protocol Control

Information


Imbustamento

APDU



SessioneSessione

TrasportoTrasporto

ReteRete

Data LinkData Link

FisicoFisico



SessioneSessione

TrasportoTrasporto

ReteRete

Data LinkData Link

FisicoFisicobits

NPDU

Dati

TrasmittenteTrasmittente RiceventeRicevente

DH DT

TPDUNH

PPDU

SPDUTH

PH

SH

DatiAH


Frammentazione

Livello N

Livello N-1Interfaccia

(N-1)-SDU

SAP

F1 F2 F4F3(N-1)-PCI

(N-1)-PDU

N-PDU

PCI Protocol Control Information

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