Presentazione standard di PowerPoint

Connessione tra LAN
Ethernet, hub, switch, bridge,router, gateway
Ethernet



È lo standard attualmente più diffuso per le comunicazioni
in una rete locale.
Questa tecnologia, nata nei primi anni settanta, e
aggiornata varie volte, attualmente fa riferimento alla
cosiddetta versione 2.0 del 1983 detta anche Ethernet II
o standard DIX (Digital, Intel, Xerox).
La longevità di questa tecnologia è dovuta a diversi
fattori:



facilità di implementazione,
basso costo,
flessibilità.
Frame

Ogni scheda di una rete ETHERNET ha un indirizzo fisico
(chiamato anche MAC Address, dove MAC sta per Media
Access Control), unico al mondo, di 48 bit (24 ad indicare
il costruttore e 24 utilizzati dal costruttore per
distinguere una scheda dall'altra) che la individua in modo
univoco, ED è utilizzato per le comunicazioni.
Topologia


Una rete Ethernet ha una
topologia a bus: un unico cavo
unisce tutte le stazioni ciascuna
delle quali ascolta tutto ciò che
passa nella rete, ma soltanto una
per volta ha la possibilità di
trasmettere.
In realtà i collegamenti elettrici
hanno una topologia a bus ma la
topologia fisica normalmente è a
stella, per aumentare l'affidabilità
della rete e facilitare la ricerca di
difetti nel cavo.
Il cavo

Il cavo utilizzato per i collegamenti in una rete Ethernet è
formato da 4 doppini intrecciati (cavo twisted pair),
terminante ai due estremi con connettori RJ45 simili a
quelli delle spine telefoniche, ma più larghi per poter
contenere 8 fili invece dei 2 del cavo telefonico.
Collegamenti


Uno spinotto RJ45 va
alla scheda montata nel
computer che si vuole
collegare, l'altro all'hub.
Per collegare fra di
loro due soli computer
provvisti di scheda
Ethernet si usa un cavo
incrociato, con i
collegamenti diversi
rispetto a quelli di un
cavo Ethernet normale.
Componenti di una rete
Nelle reti informatiche alcuni apparati hanno funzionalità esclusivamente
orientate a garantire il funzionamento, l'affidabilità e la scalabilità della
rete stessa.
7 Application
7 Application
6 Presentation
6 Presentation
5
5
Session
4 Transport
4 Transport
3
Network
2
Data Link
1 Phisical
HOST 1
7
Session
ROUTER
3
Network
BRIDGE - SWITCH
2
Data Link
HUB
1 Phisical
HOST 2
Hub



L’hub (letteramente in inglese fulcro, mozzo) e un
dispositivo che funge da nodo di smistamento di
una rete di computer, organizzata prevalentemente
a stella.
Un hub inoltra i dati in arrivo da una qualsiasi
delle sue porte su tutte le altre (ripetitore
multiporta).
È quindi un ripetitore concentratore.
HUB
Un hub è un dispositivo di livello fisico nel modello OSI, in quanto
ritrasmette semplicemente i segnali elettrici e non i dati.
L'appartenenza al livello fisico implica che il traffico si considera per bit,
cioè per semplice sequenza di stati logici uno e zero, non raggruppati in
nessun modo. Operando a livello 1, inoltre, l’hub non gestisce
l'arbitraggio dell'accesso al mezzo trasmissivo, e lascia questo compito
agli host collegati.
7 Application
7 Application
6 Presentation
6 Presentation
5
5
Session
Session
4 Transport
4 Transport
3
Network
3
Network
2
Data Link
2
Data Link
1 Phisical
HUB
1 Phisical
HUB


Due dispositivi possono comunicare attraverso l'hub
come se questo non ci fosse, a parte un piccolo
ritardo di microsecondi nella trasmissione.
Tutti i computer collegati allo stesso HUB
appartengono allo stesso dominio di collisione e
condividono la stessa banda.
HUB: dominio di collisione


Un hub crea un unico dominio di collisione, unendo tutti i
calcolatori connessi alle sue porte che concorrono per
accedere allo stesso mezzo trasmissivo.
Se due nodi collegati a porte diverse trasmettono
contemporaneamente, si verifica una collisione, e la
trasmissione deve essere ripetuta.
PC0 >>PC4
PC6 >>PC1
HUB: dominio di collisione
L’hub non distingue i segmenti di LAN e ritrasmette tutti i segnali
che riceve. In pratica la LAN nel suo complesso va vista come
un‘unica rete.
Il traffico di qualsiasi nodo viene replicato su tutte le porte
dell'hub, sottraendo quindi la banda disponibile in egual misura ad
ogni utenza della rete.
HUB: dominio di collisione
Quanto più è ampio un dominio di collisione, tanto più
probabili sono le collisioni, e quindi anche il decadimento della
velocità di trasmissione all'interno del dominio.
Quindi espandere una rete tramite hub porta a creare
domini di collisione sempre più ampi e meno performanti.
Dispositivi come switch e
bridge, invece, possono
essere usati per dividere
un dominio di collisione
in parti più piccole e
quindi più efficienti.
Bridge



È un ponte fra una LAN e l'altra, interviene quando
diverse LAN hanno necessità di interconnettersi fra di
loro.
Il suo compito è quello di duplicare i pacchetti in arrivo,
verso le altre reti cui è connesso.
Collega reti fisiche uguali.
Il Bridge
Collega tra loro due o più segmenti di una rete dello stesso
tipo, regolando il passaggio dei frame da uno all'altro sulla base
dell'indirizzo di destinazione contenuto in questi ultimi.
Bridge:Filtering
La tecnica di ritrasmettere solo i pacchetti che
devono effettivamente transitare da una LAN
all’altra, viene definita “filtering”
Bridge:Store and Forward
La trasmissione dei messaggi
avviene con una modalità di
"store and forward"
il pacchetto è ricevuto dal bridge,
e poi eventualmente ritrasmesso
Questo permette di superare i limiti sulle distanze
massime e sul numero massimo di sistemi collegabili
in una rete locale, in quanto tali limiti sono tipicamente
dettati dal livello fisico
Il Bridge : dispositivo di livello 2
E’ in grado di leggere le intestazioni dei frame Ethernet, ne
esamina il contenuto, e seleziona il link d’uscita sulla base
dell’indirizzo destinazione
5
7 Application
7 Application
6 Presentation
6 Presentation
Session
5
Session
4 Transport
4 Transport
3
Network
3
Network
2
Data Link
2
Data Link
1 Phisical
HOST 1
2
Data Link
1 Phisical
BRIDGE
1 Phisical
HOST 2
Il Bridge : come lavora
Quando riceve un frame, legge l'indirizzo di provenienza e
costruisce una tabella di mappatura delle varie macchine
collegate a ciascun segmento detta forwarding table.
00000CAAAAAA
MAC Address
00000CAAAAAA
00000CBBBBBB
PORT
1
Porta 1
00000CCCCCCC 2
00000CBBBBBB
1
00000CDDDDDD 2
Porta 2
00000CCCCCCC
00000CDDDDDD
Il Bridge : come lavora
Quando il bridge riceve un frame su una delle proprie porte, ha
quattro possibili alternative:
1
Se l'indirizzo di destinazione appartiene a una macchina
che si trova sullo stesso segmento da cui la trama arriva,
il bridge scarta il frame.
2
Se l'indirizzo di destinazione si trova su un segmento
diverso rispetto a quello da cui il frame arriva, il bridge
lo invia sul segmento di destinazione.
20
Il Bridge : come lavora
Quando il bridge riceve un frame su una delle proprie porte, ha
quattro possibili alternative:
3
4
Se l'indirizzo di destinazione indicato non compare in
alcun modo all'interno della forwarding table, il frame
viene spedito a tutti i segmenti a cui il bridge è collegato,
con la sola eccezione di quello da cui è arrivato.
Se infine il frame è destinato al bridge medesimo, viene
intercettato e consegnato ai circuiti interni che
dovranno interpretarlo.
Il Bridge : come lavora
Vediamo un esempio su come lavora il bridge:
00000CBBBBBB
00000CAAAAAA
Mac Address
Port
Porta 1
Inizialmente la tabella
è vuota
Porta 2
00000CCCCCCC
00000CDDDDDD
Il Bridge : come lavora
Supponiamo che L’host A debba spedire un ping a B:
00000CBBBBBB
00000CAAAAAA
Mac Address
Porta 1
00000CAAAAAA
Port
1
Non sa nulla di B e
manda il messaggio e
tutti
Porta 2
00000CCCCCCC
00000CDDDDDD
Il Bridge : come lavora
Quando B risponde al ping di A:
00000CBBBBBB
00000CAAAAAA
Porta 1
Non passa alla porta 2
e viene appreso il
MACAddress di B
Mac Address
Port
00000CAAAAAA
1
00000CBBBBBB
1
Porta 2
00000CCCCCCC
00000CDDDDDD
Il Bridge : come lavora
Supponiamo che l’host A debba spedire un ping a C:
00000CBBBBBB
00000CAAAAAA
Porta 1
Non sa nulla di C e
manda il messaggio e
tutti
Mac Address
Port
00000CAAAAAA
1
00000CBBBBBB
1
Porta 2
00000CCCCCCC
00000CDDDDDD
Il Bridge : come lavora
Ora C risponde ad A
00000CBBBBBB
00000CAAAAAA
Porta 1
Viene appreso il
MACAddress di D
Mac Address
Port
00000CAAAAAA
1
00000CBBBBBB
1
00000CCCCCCC
2
Porta 2
00000CCCCCCC
00000CDDDDDD
Il Bridge : come lavora
Appena D comunica sulla rete:
00000CBBBBBB
00000CAAAAAA
Porta 1
Porta 2
00000CCCCCCC
Mac Address
Port
00000CAAAAAA
1
00000CBBBBBB
1
00000CCCCCCC
2
00000CDDDDDD
2
00000CDDDDDD
Switch

È un commutatore. Il suo compito è quello di effettuare
una selezione sui pacchetti in transito. Ogni stazione che
vuole trasmettere, invia allo switch un particolare
pacchetto; la scheda dello switch controlla se il pacchetto
è destinato ad una delle stazioni collegate ad essa e, in
questo caso, lo inoltra lungo il tratto interessato.
Router


È un ponte fra reti, anche fisicamente diverse, ma che
comunichino utilizzando lo stesso protocollo.
Per esempio una LAN e Internet
Gateway

È un nodo che consente di mettere in comunicazione una
rete con qualcosa di altro: per esempio un router da
contattare per raggiungere un'altra rete.