Host

Tecnologie dell'Informazione
e della Comunicazione
Classificazione delle Reti
La rete Internet
Qualità di Servizio
Prof. Mauro Gaspari [email protected]
Tipologie di reti
•
•
•
•
•
•
Local Area Networks
Metropolitan Area Networks
Wide Area Networks
Wireless Networks
Home Networks
Internetworks
Broadcast Networks
Tipologie di tecnologie di trasmissione
• Broadcast links
• Point­to­point links
Classificazione delle Reti
Classification of interconnected processors by scale.
Reti Locali

Local Area Network (LAN)


Distanze limitate tra gli host (qualche chilometro): casa, uffici, edifici, campus, aree industriali
Basso costo di trasmissione



Companies can afford high speed
100 Mbps per i collegamenti di accesso è la velocità oramai più diffusa (in italia lo sarà a breve).
Tecnologie di tipo broadcast o multicast
Local Area Networks
Two broadcast networks
(a) Bus
(b) Ring Reti Geografiche

Wide Area Network (WAN)

Per collegare diverse site


Grosse distanze
Alto costo di trasmissione



WAN
Tipicamente le aziende non possono permettersi un alta velocità
Per ora più diffuse le basse velocita (da 56 kbps fino a pochi megabit per secondo)
Tecnologie punto a punto.
Altre tipologie di reti

Esistono altre tipologie di reti



Metropolitan Area Network (MAN)
 Un’unica area urbana (una citta e i suoi dintorni)
 Piu’ veloci delle WAN che devono coprire lunghe distanze.
 Un po’ più lente delle LAN
Personal Area Network (PAN)
 Il corpo di una persona o una scrivania
Storage Area Network (SAN)
 Per collegare tra loro server con dispositivi di memoria di massa.
Metropolitan Area Networks
A metropolitan area network based on cable TV.
Internet

Una rete internet è definita come un gruppo di reti collegate tra loro tramite router in modo tale da rendere possibile la comunicazione tra programmi applicativi eseguiti nelle diverse sottoreti.
Router
Network 1
Network 2
Differenza tra pacchetti
e frame


I messaggi in un’unica rete (sottorete) sono chiamati Frames
I messaggi su Internet sono chiamati pacchetti
Un esempio di rete
Internet
Ciascuna rete singola
è simile a quelle che
abbiamo visto fino ad ora
può contenere switch
Reti Multiple
Connesse da Routers
Il cammino di un pacchetto
si chiama Route
Rete Singola
Routers
Pacchetto
Route
Rete singola
Un esempio di rete
Ciascuna rete singola
è simile a quelle che
Internet
abbiamo visto fino ad ora
può contenere switch
.
Le reti singole contengono switch
Gli Switches connettono host-a-Router o Router-a-Router
Rete Y
Rete X
Switches
Routers
Rete Z
Switches
Frame e Pacchetti

I pacchetti transitano da un host sorgente ad un host destinazione attraversando diverse Host
reti
Host
destinazione
sorgente
Lo stesso pacchetto
Pacchetto
Lo stesso
pacchetto
Frame e Pacchetti

All’interno di una singola rete, un pacchetto viene trasportato all’interno di un frame specifico per quella rete (nella parte dati) probabilmente attraversando diversi switches Pacchetto
Frame
Rete 1
Frame e Pacchetti

Il primo router rimuove il pacchetto dallo spazio dati del frame e spedisce il pacchetto in un nuovo frame il cui formato dipende dalla seconda rete.
Stesso
pacchetto
Frame
Rete 1
Rete 2
Secondo Router
Primo Router
Frame con il
formato della
rete 2
Frame e Pacchetti

Il secondo router rimuove il pacchetto dal secondo frame, e spedisce il pacchetto all’interno di un frame che ha il formato della terza rete.
Stesso
pacchetto
Rete 3
Rete 2
Frame con
formato della
rete 2
Secondo
router
Frame con
formato della
rete 3
Frame e Pacchetti

È come passare un carico (il pacchetto) da un camion (frame) a un areoplano (frame) all’areoporto.
Spedizione
Camion
Stesso
carico
Aereoporto
Destinatario
Aereoporto
Aereo
Camion
Internet
La rete internet globale
è costituita da
migliaia di reti
Browser
rete
pacchetto
Router pacchetto
Route
Router
Router
pacchetto
Webserver
Software
Internet
Browser
rete
Pacchetto
Webserver
Software
Router Pacchetto
Route
Router
Router
Packet
PC dell’utente
(Host)
Indirizzo IP =128.150.50.9
Webserver
(Host)
Indirizzo IP=128.171.17.13
Nome del Host=voyager.cba.hawaii.edu
Hosts

Tutti i computer in Internet si chiamano host





Host che fanno da Server (webservers, FTP servers, etc.)
Ma anche i PC a casa, a scuola, e al lavoro
Anche i PDA e i cellulari con accesso a internet
Dal punto di vista di Internet tutti gli host sono uguali a prescindere dalle loro dimensioni
Solo il software applicativo è in grado diu distinguere tra i vari host (browsers per i PC Indirizzi e nomi degli
host

Indirizzo IP di un host





È l’indirizzo ufficiale dell’host nella rete
Ogni host deve avere un indirizzo IP, compresi i PC clienti e i PDA
È lungo 32 bit
Quasi sempre espresso in notazione decimale con punti per poterli trattare in modo più agevole (e.g., 128.171.17.13)
NB gli Hosts e i router utilizzano la forma 32­Segment
bit per funzionare
(17)
Indirizzo IP: 128.171.17.13
Osservazione

È importante enfatizzare che gli host e i router non utilizzano mai la forma decimale con i punti. Utilizzano sempre la forma binaria. La forma decimale con i punti è solo una rappresentazione che permette agli essere umani di utilizzarli agevolmente. In pratica la nostra memoria non è così potente da poter ricordare agevolmente questi numeri binari.
1001000100111… (32 bits)
(Utilizzata da Hosts e Router)
128.171.17.13
(Utilizzata da noi)
La rete Internet
Browser
Rete
Pacchetto
Webserver
Software
Router Pacchetto
Route
Router
Router
Pacchetto
PC dell’utente
(Host)
Indirizzo IP=128.150.50.9
Webserver
(Host)
Indirizzo IP =128.171.17.13
Nome del Host=voyager.cba.hawaii.edu
Nomi e indirizzi di host

Come sono i nomi degli Host



Costituito da diverse parole (etichette) separate tra loro da punti: (voyager.cba.hawaii.edu)
Usano lo stesso principio dei nickname; devono essere facili da ricordare
Non sono però l’indirizzo ufficiale del host
Nome dell’Host
Voyager.cba.hawaii.edu
Etichetta (cba)
Indirizzi e Nomi di Host

Domain Name System (DNS)



Non è possibile inviare messaggi di richiesta a un host se si conosce solo il suo nome
Un Computer deve conoscere l’indirizzo IP per poter contattare un host
Il DNS permette di legare i nomi degli host agli indirizzi IP e viceversa.
Domain Name System
(DNS) Host
Messaggio di richiesta al DNS
“dammi l’indirizzo di Voyager.cba.hawaii.edu”
Host
Autore
Della richiesta
DNS
Host
Domain Name System
(DNS) Host
Tabella del DNS
Indirizzo IP
Nome dell’host
…
…
…
…
128.171.17.13
Voyager.cba.hawaii.edu
…
…
Host
Autore
Della richiesta
Messaggio di risposta del DNS
“L’indirizzo IP richiesto è 128.171.17.13”
DNS
Host
Switching di Pacchetti:
routing
1.
Messaggio spedito
Un messaggio si scompone in
pacchetti più piccoli
B
Router per
pacchetti
Host X
A
pacchetto
C
Decisione di
Routing
D
2. I pacchetti sono instradati
individualmente; Ogni volta I router
che si incontrano prendono
decisioni sul cammini dei pacchetti
E
Host Y
F
Switch di pacchetti
perché?

Lo Switch di Pacchetti riduce il costo delle linee di collegamento.


Su un collegamento intermedio possono essere instradati pacchetti che appartengono a conversazioni (messaggi) diversi multiplexing.
La conseguenza è che una certa conversazione non ha bisogno di tutta la capacità del canale di collegamento. Questo permette di ridurre il costo di questi canali.
Trunk Link
Packet from A to B
Packet from C to D
La struttura dei
pacchetti
Pacchetto
Trailer
Dati
Header
Altri
campi
Struttura dei pacchetti
Campo
indirizzo
Internet Service
Provider (ISP) e Internet
Backbone
PC dell’Utente
Server
web
Internet Backbone
(Diversi Gestori - Carriers)
Router
ISP
ISP
Internet
Service Provider
Internet
Service Provider
Internet Service
Provider (ISP)

Fornitori di servizi internet

Servono per connettersi al resto di Internet


Molto spesso l’allacciamento al provider costa per poter permettere al provider di pagare i collegamenti ai gestori del backbone
Altre volte si utilizza la pubblicita

Internet è per la maggior parte una rete commerciale
Internet, Intranets, and
Extranets


La loro definizione dipende dalle comunità
a cui sono indirizzate.
Internet

Indirizzata ad una comunità universale; che include tutti
Intranets and Extranets


La loro definizione dipende dalle comunità che ne fanno uso.
Intranets



Una comunità è un’unica organizzazione, che possibilmente dispone di diverse site.
Usa standard di internet sia per la trasmissione che come applicazioni.
Controlla la comunicazione con il resto della rete utilizzando dei firewall.
Extranets

Extranets



Una comunità è costituita da un gruppo di venditori e un gruppo di possibili acquirenti.
Vengono inclusi nella comunità solo alcuni degli host di un azienda.
Possono essere strutturate con schemi diversi:



Un unico venditore e più acquirenti.
Un unico acquirente con più venditori
Un mercato con molti venditori e acquirenti
Qualità del Servizio

Non basta che una rete permetta ad applicazioni di scambiarsi messaggi.


La qualità del servizio ­ Quality of Service (QoS) definisce misure quantitative per stimare la bonta dei servizi offerti.




Questo compito deve essere eseguito bene.
Velocità
Ritardi (Tempi di latenza)
Affidabilità
NB la sicurezza è altrettanto importante (anzi cruciale per un buon funzionamento) ma non è una misura della QoS.
QoS: velocità

Speed

Bits per second (bps)

Multipli di 1,000 (no di 1,024)

Kilobits per second (kbps)—Notare la “k” minuscola

Megabits per second (Mbps)

Gigabits per second (Gbps)

Terabits per second (Tbps)

Petabits per second (Pbps)
QoS: Congestione e
Latenza

Congestione e Latenza



Una congestione si può verificare quando il traffico eccede momentaneamente o cronicamente la capacità della rete.
Tempo di ritardo (Latenza) misurato in millisecondi (ms).
Per alcuni servizi, che necessitano di prestazioni real­time, come ad esempio la trasmissione di suoni e immagini, la comunicazione di voce e per applicazioni molto interattive gli effetti di un alto tempo di latenza dovuto alle congestioni sono disastrosi.
QoS: affidabilità

Affidabilità


Disponibilità
 Percentuale di tempo in cui la rete è disponibile per eseguire i le operazioni di trasmissione e ricezione richieste dagli utenti.  Ideale 24 by 7 (NB si misura sulla settimana di lavoro)
 Nella rete telefonica: 99.999%
Error Rate (Grado di errore)
 Percentuale di messaggi o bit persi o danneggiati.
QoS: accordi sul livello
dei servizi

Service Level Agreements (SLAs)



Garanzia quantitativa di vari parametri di servizio.
Esempi: disponibilità migliore del 99% grado di perdita dei pacchetti inferiore del 0.5% al giorno; tempo di latenza che non supera i 45 ms il 99% del tempo.
I genere i provider (dovrebbero pagare) pagano penalità se le garanzie fornite in un accordo non vengono rispettate.