Scano di Montiferro – Reti di Calcolatori RETI DI CALCOLATORI.
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Scano di Montiferro – Reti di Calcolatori
RETI DI CALCOLATORI
Scano di Montiferro – 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
Scano di Montiferro – Reti di Calcolatori
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
Scano di Montiferro – Reti di Calcolatori
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
Scano di Montiferro – Reti di Calcolatori
Prerequisiti
• Normale conoscenza dei Calcolatori Elettronici
• Elementi di Elettrotecnica ed Elettronica
Scano di Montiferro – Reti di Calcolatori
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)
Scano di Montiferro – Reti di Calcolatori
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
Scano di Montiferro – Reti di Calcolatori
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)
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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
Scano di Montiferro – Reti di Calcolatori
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
Scano di Montiferro – Reti di Calcolatori
Reti di Calcolatori
PC & WS PC & WS & RETE
LA RETE
Condivisione dell’informazione
Scano di Montiferro – Reti di Calcolatori
Tipi di reti
• Reti Interne agli Elaboratori
• Reti di Calcolatori– Reti Locali
– Reti Metropolitane
– Reti Geografiche
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Esempio di reti di calcolatori
Torino
Milano
Roma
Napoli
NovaraVercelli
Scano di Montiferro – Reti di Calcolatori
Scopi delle reti di calcolatori
• Condivisione dell’Informazione
• Condivisione delle Risorse
• Accesso a Risorse Remote
• Alta Affidabilità
• Convenienza Economica
• Crescita Graduale
Scano di Montiferro – Reti di Calcolatori
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
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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>
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Posta elettronica
MAIL> send
Subj: Novità
Caro Pier Luca,
ti scrivo in merito al nostro
articolo ...
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Trasferimento file: FTP
leonardo> ftp
FTP> open pol88b
Username: pierluca
Password: ***********
user pierluca logged in
FTP> get esempio.pas
.....
FTP> quit
leonardo>
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Condivisione di file e stampanti
Fileutente
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Bootstrap remoto• Workstation o PC diskless possono
caricare il sistema operativo tramite la rete.
VAX / VMS(Boot member)
VAXstation(Satellite)
Local Area VAXcluster
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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.
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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
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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)
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Struttura generale
MANMAN
WANWAN
MANMAN
LANLAN
LANLAN
LANLAN
LANLAN
LANLAN
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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
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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
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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
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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
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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
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Sistemi e mezzi fisici
Sistema 1
Sistema 3
Sistema j
Sistema 2
Sistema n
mezzi fisici
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Elementi base del modello OSI
mezzi fisici
Sistema A Sistema DSistema B Sistema C
Applicazione Connessioni
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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
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Modello ISO/OSI
ApplicazioneApplicazione
PresentazionePresentazione
SessioneSessione
TrasportoTrasporto
ReteRete
Data LinkData Link
FisicoFisico
654321
7
OSI: Open Systems Interconnection
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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
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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
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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
Scano di Montiferro – Reti di Calcolatori
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
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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
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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
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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)
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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– …
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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
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Peer
• Entità dello stesso livello
Protocollo
Peer Entities
Primitive del Servizio Primitive del Servizio
Sistema A Sistema B
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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
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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
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Livelli, protocolli e interfacce
Interfaccia livelli 4/5
Interfaccia livelli 6/7
Interfaccia livelli 5/6
Protocollo di livello 6
Protocollo di livello 5
Livello 6Livello 6
Livello 5Livello 5
Livello 6Livello 6
Livello 5Livello 5
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Service access point: SAP
Entità N
Entità N-1 Entità N-1
N-1 SAP
LivelloN-1
LivelloN
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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
Scano di Montiferro – Reti di Calcolatori
Imbustamento
APDU
ApplicazioneApplicazione
PresentazionePresentazione
SessioneSessione
TrasportoTrasporto
ReteRete
Data LinkData Link
FisicoFisico
ApplicazioneApplicazione
PresentazionePresentazione
SessioneSessione
TrasportoTrasporto
ReteRete
Data LinkData Link
FisicoFisicobits
NPDU
Dati
TrasmittenteTrasmittente RiceventeRicevente
DH DT
TPDUNH
PPDU
SPDUTH
PH
SH
DatiAH
Scano di Montiferro – Reti di Calcolatori
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