1: Generalità sulle reti di trasmissione numeriche

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1: Generalità sulle reti di
trasmissione numeriche
R. Cusani, F. Cuomo: Telecomunicazioni - Generalità sulle reti di trasmissione numeriche, Marzo 2010
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Reti e sistemi distribuiti
 Una rete di computer è un insieme di calcolatori interconnesso
 L’accesso ad una risorsa remota presuppone la connessione verso un applicativo specifico su un calcolatore della rete (es. terminale remoto, file transfer)
 Un sistema distribuito è l’insieme di un sistema di calcolatori (interconnesso) e
di software, che appaiono all’utente come una unica risorsa
 L’esistenza di diversi calcolatori è resa trasparente all’utente tramite software (e
hardware) opportuno (es. database, WWW)
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Componenti di una rete
 Calcolatori dedicati alla esecuzione dei programmi utente (host o end-system)
 Sistema di interconnessione degli host (sottorete), costituito da:
 linee di trasmissione (canali): cavi in rame (doppino
telefonico), cavi coassiali, fibre ottiche, canali radio,
infrarossi, …
 elementi di commutazione: a seconda delle funzioni
si hanno hub, bridge, switch, router, gateway, …
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Caratteristiche di una rete
 Velocità di trasmissione
 Affidabilità: resistenza della rete a malfunzionamenti di parte dei suoi
componenti
 Flessibilità: adattabilità a nuove tecnologie o nuove esigenze
 Scalabilità: capacità di evolvere al crescere delle esigenze in modo non
discontinuo
 Costi
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Unità di misura
 bit: quantità minima di informazione (0 o 1)
 byte: insieme di 8 bit
 carattere: gruppo di bit costituente una informazione unitaria (generalmente
pari a 1 byte)
 velocità di trasmissione dei bit:
 b/s = 1 bit al secondo (anche bps)
 Kb/s = 1000 b/s (Kbps)
 Mb/s = 1000 Kb/s (Mbps)
 Gb/s = 1000 Mb/s (Gbps)
 velocità di trasmissione dei simboli:
 baud = 1 simbolo al secondo
 se 1 simbolo trasporta N bit di informazione, 1 baud = N b/s
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Unità di misura (2)
 Misure di tempo
 secondo (s):
 millisecondo (ms):
 microsecondo (µs):
 nanosecondo (ns):
 picosecondo (ps):
misura base
0.001 s (10-3 s)
0.001 ms (10-6 s)
0.001 µs (10-9 s)
0.001 ns (10-12 s)
 Misure di occupazione disco:
 kilobyte (KB):
 megabyte (MB):
 gigabyte (GB):
 terabyte (TB):
210
220
230
240
bytes (1.024 bytes)
bytes (1.048.576 bytes)
bytes (1.073.741.824 bytes)
bytes
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Hardware di rete
 Le reti si dividono in categorie in funzione della tecnologia trasmissiva:
 reti broadcast, in cui gli oggetti connessi in rete condividono lo stesso
mezzo trasmissivo (lo stesso canale)
 reti punto a punto, in cui ogni canale connette direttamente tra loro solo due
oggetti
 per ciascuna tecnologia esistono diverse topologie, cioè diverse configurazioni di
interconnessione tra gli apparati (host e IMP)
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Reti broadcast
 La trasmissione dei dati di un host raggiunge sempre tutti gli altri. Sono
possibili:
 trasmissioni unicast (verso un singolo host)
 trasmissioni multicast (verso gruppi di host)
 trasmissioni broadcast (per tutti gli host connessi)
 Protocolli semplici, alta affidabilità
 in alcuni casi però una stazione può bloccare l’intera rete
 Va gestito il problema della allocazione del canale
 Frequente nelle reti di piccole dimensioni (LAN)
 Topologie broadcast:
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Reti punto a punto
Topologie:
 Nel passato utilizzata solo nelle reti di grandi dimensioni; ora alcune topologie
(albero) sono diffuse anche per reti di piccole dimensioni
 Nelle topologie non completamente interconnesse va gestito il recapito dei dati
dalla sorgente alla destinazione tramite l’inoltro a nodi intermedi,
eventualmente attraverso cammini multipli
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Hardware di rete
 Le reti possono essere classificate in categorie in funzione della dimensione:
 Ethernet/Fast Ethernet/Gigabit Ethernet/10GE (bus ed albero)
 LAN (Local Area Network): ufficio, edificio, campus
 MAN (Metropolitan Area Network): città, regione
 WAN (Wide Area Network): nazione, continente
 Internetwork: interconnessioni di reti diverse (copre l’intero pianeta)
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Reti locali (LAN – Local Area Networks)
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 Reti che coprono un edificio o un campus (fino a qualche Km), tipicamente di
proprietà e gestite da una unica organizzazione (private)
 In passato quasi esclusivamente di tipo broadcast – ora realizzate anche con
topologie a stella e ad albero
 Velocità trasmissive elevate (da 10 Mb/s a 10 Gb/s) a basso costo
 Bassa latenza
 Bassi tassi di errori trasmissivi
 Esempi di protocolli:
 Ethernet/Fast Ethernet/Gigabit Ethernet/10GE (bus ed albero)
 FDDI (anello e doppio anello)
 Token bus e token ring (bus ed anello)
 IEEE 802.11 (wireless: trasmissione radio)
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Reti metropolitane (MAN)
 Le reti metropolitane coprono distanze dell’ordine di decine di Km
(tipicamente una città)
 Spesso sono una evoluzione in crescita di una o più reti locali, con topologie
tipiche di una rete geografica ma protocolli tipici di una rete locale
 generalmente di proprietà di una singola organizzazione
 a livello di gestione la MAN è controllata in modo omogeneo da una
singola organizzazione (come le LAN)
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Reti geografiche (WAN)
 Copertura di aree estese (una regione, una nazione, un continente, il pianeta)
 Topologie punto a punto
 Tassi di errore piu’ elevati (ma in calo con lo sviluppo della tecnologia)
 Velocità in passato piu’ basse che nelle LAN, ma lo sviluppo della tecnologia
ha reso possibili velocità paragonabili o superiori (a costi elevati)
 Costituiscono spesso la sottorete di interconnessione tra reti locali
 Generalmente costituita da linee pubbliche
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Interconnessione di reti
 Per interconnessione di reti (internet) si intende un insieme di reti (LAN, MAN,
WAN) di diverse organizzazioni, potenzialmente differenti nella struttura e
nelle tecnologie utilizzate, tra loro interconnesse.
 L’interconnessione è realizzata attraverso opportune apparecchiature
(gateway) capaci di convertire all’occorrenza i protocolli di una rete nei
protocolli dell’altra
 Il termine Internet definisce la rete globale che tutti conoscono
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PAN (Personal Area Network), Reti domestiche
 Connessioni wireless, anche tramite infrarossi
(IR), tra PCs, desktops ed altri apparati come
macchine fotografiche, notebook, palmari,
cellulari, etc.
R. Cusani, Sistemi di telecomunicazione, Gennaio 2010
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Sezioni di rete
 Sezione dorsale o interna (rete di trasporto)
 Sezione di accesso (rete di accesso)
POP
(MAN)
Rete di trasporto
LAN,
intranet
Rete di accesso
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Reti di accesso e di trasporto
Reti di accesso
 ha il ruolo di trasferire l’informazione tra nodi di accesso, utilizzando, se
necessario, anche nodi di transito.
 E’ la sede di risorse condivise (di trasferimento e di elaborazione).
 E’ supportata da una rete fisica, ove oggi si fa un uso, sempre più esteso, delle
fibre ottiche
Rete di trasporto
 ha il ruolo di consentire l’accesso alla rete da parte dei suoi utenti.
 Relativamente al suo supporto fisico presenta svariate modalità di realizzazione
 E’ la sede di risorse che in alcuni casi sono indivise e che in altri casi sono
condivise.
 Comprende l’interfaccia utente-rete, e cioè il punto di accesso alla rete
(demarcazione)
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