La rete Ethernet ALOHA ALOHA ALOHA Probabilità (1-p)N
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La rete Ethernet ALOHA ALOHA ALOHA Probabilità (1-p)N
La rete Ethernet 09CDUdc Reti di Calcolatori La progettazione delle reti: Evoluzione della rete Ethernet ALOHA Î È il protocollo ad accesso casuale che ha ispirato Metcalfe Î Proposto da Norm Abramson per rete wireless nelle Hawaii Î Trasmissioni indipendenti Î Rilevazioni delle collisioni ALOHA Si ha una trasmissione con successo (senza collisioni) se nessun altro degli N nodi sta già trasmettendo quando il nodo i inizia la trasmissione... Probabilità (1-p)N-1 Nasce a metà degli anni ’70, dal progetto di Bob Metcalfe, studente di dottorato al MIT ALOHA Î Quando una stazione ha un pacchetto pronto lo trasmette Î Se si verifica una collisione, lo ritrasmette con probabilità p dopo un tempo Tframe Î Se non lo ritrasmette (probabilità 1-p), attende il tempo Tframe e ripete Ethernet: CSMA/CD Aumenta l’efficienza di ALOHA grazie al “Carrier Sense”: si rileva la presenza di trasmissioni in atto prima di trasmettere Inoltre, il tempo di attesa cresce esponenzialmente nel caso di collisioni consecutive 1 “CS”: Carrier Sense “CS”: Carrier Sense IL MEZZO È LIBERO: POSSO INIZIARE LA TRASMISSIONE QUALCUNO STA TRASMETTENDO? A B G C F D A E G “MA”: Multiple Access (?) B G C F IL MEZZO È LIBERO A E G G IL MEZZO È LIBERO B C F F D E “MA”: Multiple Access (?) D “CS”: Carrier Sense (II) A C DOVREI TRASMETTERE, MA DEVO ASPETTARE BLA BLA BLA... BLA BLA BLA... A B B C F D E “MA”: Multiple Access (!) BLA BLA BLA ... BLA BLA BLA... D A E G B C F D E 2 Annullamento della trasmissione “CD”: Collision Detection C’È STATA UNA COLLISIONE! A B C’È STATA UNA COLLISIONE! C G F D A E G B C D F E Ethernet v2.0 e IEEE 802.3 Backoff ATTENDO PRIMA DI RIPROVARE A SEQUENZA DI JAMMING SEQUENZA DI JAMMING ATTENDO PRIMA DI RIPROVARE B C 802.2 Logical Link Control ISO 8802.2 LLC LIVELLO DATA LINK Ethernet versione 2.0 D MAC LIVELLO FISICO G F CSMA/CD E DATA FCS da 46 a 1500 4 Ottetti 7 1 6 6 2 Lo Start of Frame Delimiter indica l'inizio della trama Standard ANSI/IEEE ed ISO/IEC Lunghezza della trama compresa tra 64 e 1518 ottetti PREAM. SFD DSAP SSAP Ottetti 7 FDDI ISO 9314 Trama IEEE 802.3 Lunghezza della trama compresa tra 64 e 1518 ottetti PREAM. SFD DSAP SSAP TYPE 802.5 ISO 8802.5 CSMA/CD Ethernet V 2.0 di : Digital, Intel, Xerox Trama Ethernet v2.0 802.3 ISO 8802.3 1 2o 6 2o6 Length 2 DATA Pad Cheksum 0 – 1500 0 - 46 4 Lo Start of Frame Delimiter indica l'inizio della trama 3 LAN tradizionali Evoluzione della rete Ethernet • Mezzo condiviso ad accesso multiplo • Throughput massimo aggregato 10 Mb/s Progressivo abbandono del mezzo fisico condiviso Aumento della banda richiesta dagli applicativi (es. multimedialità) Aumento delle dimensioni delle reti Î Link punto-punto su doppino o fibra ottica Î Hub (concentratori) che ripetono le trame bit a bit BLA BLA BLA... LAN ad alte prestazioni Evoluzione della rete Ethernet: evoluzione nel cablaggio Ethernet HUB Concentratore Evoluzione della rete Ethernet: banda condivisa o dedicata? HUB Concentratore SWITCH Token-Ring FDDI Evoluzione della rete Ethernet Progressivo abbandono della condivisione della banda trasmissiva Î Bridge 802.1D Î Switch (realizzazione hardware delle funzioni di inoltro dei bridge) BLA BLA BLA... BLA BLA ... Evoluzione della rete Ethernet Aumento della velocità trasmissiva Î Fast Ethernet (IEEE 802.3u): 100 Mb/s Î Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z, IEEE 802.3ab, IEEE 802.3x): 1 Gb/s Î 10Gb Ethernet (IEEE 802.3ae): 10 Gb/s 4 Evoluzione della rete Ethernet Viene mantenuto il formato del pacchetto Vengono modificati alcuni parametri del protocollo Domanda • Qual è l’estensione massima di una rete Fast Ethernet in assenza di switch o router? – Risposta: 200 m Î Fast Ethernet: si riduce il diametro massimo della rete Î Gigabit Ethernet: si aumenta la durata minima della trasmissione Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Velocità trasmissiva 10 Mb/s 100 Mb/s 1 Gb/s Bit Time 100 ns 10 ns 1 ns Inter Packet Gap 9,6 µs 0,96 µs 96 ns Slot Time 51,2 µs 5,12 µs 4,096 µs Evoluzione della rete Ethernet Î 10Gb Ethernet: si abbandona la possibilità di condividere la banda trasmissiva mediante CSMA/CD (rete di soli switch con collegamenti puntopunto full duplex) Gigabit Ethernet: Frame bursting • Una stazione può iniziare la trasmissione di più pacchetti senza rilasciare il mezzo trasmissivo fino al burst-limit che è di 65536 bit (8192 ottetti) – la stazione che trasmette in burst-mode deve: • estendere il primo pacchetto se di lunghezza inferiore allo slot time (i successivi non richiedono l’estensione) • riempire lo spazio dell’IPG con dei bit di estensione (Fill) – le altre stazioni devono attendere il rilascio del mezzo trasmissivo e trasmettere in modalità differita 10 Gigabit Ethernet: obiettivo MAN e WAN Î Mantiene il formato della trama 802.3 Î Non prevede l’utilizzo di repeater (quindi non utilizza il protocollo MAC CSMA/CD né la carrier extension) 5 10 Gigabit Ethernet: obiettivo MAN e WAN Î Impiegata per il collegamento full-duplex tra switch Î Prevede esclusivamente l’utilizzo di fibra ottica multimodale o monomodale Î Consente il riutilizzo di infrastrutture fisiche (fibre ottiche) attualmente esistenti 6