Reti di calcolatori, A.A. 2002/03

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1 Reti di Calcolatori, A.A 2002/2003 E.Tabet Reti di calcolatori, A.A. 2002/03 Lezione 3 Venerdì 16 maggio 2003

2 Criteri di classificazione `1 ) Modalità di collegamento: broadcast, puntopunto, wl 2) Dimensioni: reti locali, reti metropolitane, ereti geografiche distanza ambito tipo di rete 10 m stanza rete locale 100 m edificio rete locale 1 km campus rete locale 10 km città rete metropolitana 100 km nazione rete geografica km continente rete geografica km pianeta rete di reti geografiche

3 Internetworking Si ha internetworking quando due o più reti (LAN, MAN, o WAN) sono connesse tra loro. Una internetwork (o semplicemente internet) non coincide con una WAN quando le reti connesse adottano tecnologie tra loro incompatibili in questo caso la internetwork comprende alcuni router detti gateway (od anche router multiprotocollo) che si occupano di effettuare le necessarie trasformazioni per i pacchetti che transitano da una rete all altra Una particolare internetwork è detta Internet (notare la I maiuscola).

4 Terminologia subnet (o sottorete): l insieme dei router e delle linee di comunicazione di una WAN network (o rete): l insieme costituito da una sottorete e dagli host collegati internet (o internetwork): collezione di più reti anche non omogenee, connesse tramite gateway Internet: una particolare internetwork che copre l intero pianeta

5 Le reti dal punto di vista delle applicazioni Nella realtà gli AS su di una rete comunicano per condividere applicazioni anche molto sofisticate: scambio files, video on demand, videoconferenza... L'infrastruttura di rete è vista dalle applicazioni "host" come un substrato "ad hoc" su cui inviare dati, un substrato di "trasporto" efficiente ed efficace ogni tipo di applicazione richiede che i propri pacchetti siano inviati seguendo i propri requisiti specifici: sicurezza, velocità, sincronismo... Chi si preoccupare di mettere in pratica i requisiti delle applicazioni?

6 Aspetti software delle reti di calcolatori Per il funzionamento delle moderne reti di calcolatori, il software ha una enorme importanza Il software di rete è estremamente complesso e articolato Per facilitarne la progettazione, la verifica, l implementazione ed il testing, il software di rete è altamente strutturato ed organizzato in gerarchie di protocolli (protocol hierarchies)

7 Gerarchie di protocolli (1) Le reti sono organizzate in livelli (layers), ciascuno dei quali è costruito sopra il precedente Lo scopo di ogni livello è fornire servizi al livello immediatamente superiore, nascondendo i dettagli su come tali servizi sono implementati

8 Gerarchie di protocolli (1) Le reti sono organizzate in livelli (layers), ciascuno dei quali è costruito sopra il precedente Lo scopo di ogni livello è fornire servizi al livello immediatamente superiore, nascondendo i dettagli su come tali servizi sono implementati Ciascun tipo di rete ha un diverso numero di livelli diversi nome e funzione associati a ciascun livello

9 Gerarchie di protocolli (2) Il livello n su un host dialoga con il livello n di un altro host (solo logicamente!) Regole e convenzioni della comunicazione a livello n sono indicate col termine protocollo di livello n

10 Gerarchie di protocolli (2) Il livello n su un host dialoga con il livello n di un altro host (solo logicamente!) Regole e convenzioni della comunicazione a livello n sono indicate col termine protocollo di livello n Le entità logiche che portano avanti la conversazione a livello n sono dette peer entity (entità di pari livello) Ciascuna peer entity di livello n porta avanti il dialogo utilizzando i servizi offerti dal livello n 1

11 Gerarchie di protocolli (3) Fra ogni coppia di livelli adiacenti c è una interfaccia L interfaccia definisce i servizi offerti dal livello sottostante le operazioni primitive che possono essere richieste al livello sottostante

12 Gerarchie di protocolli (3) Fra ogni coppia di livelli adiacenti c è una interfaccia L interfaccia definisce i servizi offerti dal livello sottostante le operazioni primitive che possono essere richieste al livello sottostante Analogia con i sistemi operativi: l interfaccia tra il livello superiore e quello inferiore è simile alle API (funzioni di libreria e chiamate di sistema) tra i programmi applicativi ed il sistema operativo

13 Gerarchie di protocolli (4)

14 Architettura di rete (1) Una collezione di livelli e relativi protocolli è chiamata architettura di rete Attenzione! I dettagli implementativi di ciascun livello, così come la definizione di ciascuna interfaccia tra livelli, non fanno parte dell architettura di rete

15 Architettura di rete (1) Una collezione di livelli e relativi protocolli è chiamata architettura di rete Attenzione! I dettagli implementativi di ciascun livello, così come la definizione di ciascuna interfaccia tra livelli, non fanno parte dell architettura di rete Due host possono dialogare anche se utilizzano diverse piattaforme hardware e diversi sistemi operativi, purché adottino la stessa architettura di rete L insieme dei protocolli di una architettura utilizzati su un certo host viene detto pila di protocolli (protocol stack).

16 Architettura di rete (2) Una architettura di rete può essere: proprietaria: standard de facto: standard de iure:

17 Architetture proprietarie Basate su scelte indipendenti ed arbitrarie di un costruttore Generalmente incompatibili con architetture differenti Raramente le specifiche sono rese pubbliche

18 Architetture proprietarie Basate su scelte indipendenti ed arbitrarie di un costruttore Generalmente incompatibili con architetture differenti Raramente le specifiche sono rese pubbliche Esempi: IBM SNA (Systems Network Architecture), Digital Decnet Phase IV, Novell IPX, Appletalk

19 Architetture standard de facto Basate su specifiche di pubblico dominio Largamente adottate a livello mondiale

20 Architetture standard de facto Basate su specifiche di pubblico dominio Largamente adottate a livello mondiale Esempio: Internet Protocol Suite (TCP/IP)

21 Architetture standard de iure Basate su specifiche pubbliche Approvate da enti internazionali di standardizzazione

22 Architetture standard de iure Basate su specifiche pubbliche Approvate da enti internazionali di standardizzazione Esempi: standard IEEE 802 (LAN), architettura OSI (Open Systems Interconnection), Decnet Phase V

23 Comunicazione multi-livelli (1)

24 Comunicazione multi-livelli (2)

25 Vi sono due principali classi di servizi: Tipi di servizi servizi connection-oriented servizi connectionless

26 Vi sono due principali classi di servizi: Tipi di servizi servizi connection-oriented servizi connectionless Inoltre i servizi possono essere: servizi affidabili servizi non affidabili

27 Servizi connection-oriented Modellati sul sistema telefonico. Per comunicare si deve: 1. stabilire una connessione 2. scambiare informazioni per mezzo della connessione 3. rilasciare la connessione

28 Servizi connectionless Modellati sul sistema postale. Per comunicare si deve: 1. inviare il messaggio

29 Servizi affidabili e non affidabili Un servizio affidabile non perde mai i dati tutti i dati spediti arriverano al destinatario, oppure viene segnalato un errore il ricevente invia un acknowledgment (conferma) al mittente per ogni pacchetto ricevuto Un servizio non affidabile non offre alcuna certezza che i dati inviati siano effettivamente ricevuti

30 Primitive di definizione dei servizi (1) Un servizio di livello n è definito formalmente dalle primitive che una entità di livello n + 1 può adoperare per accedere al servizio stesso

31 Primitive di definizione dei servizi (1) Un servizio di livello n è definito formalmente dalle primitive che una entità di livello n + 1 può adoperare per accedere al servizio stesso Quattro principali tipi di primitive: Primitiva request() indication() response() confirm() Descrizione si chiede al servizio di fare qualcosa si viene avvertiti dal servizio di un evento si chiede al servizio di rispondere ad un evento il servizio segnala l arrivo di una conferma

32 Primitive di definizione dei servizi (2) Ad esempio, per stabilire una connessione fra le peer entity A e B Entità Azione Descrizione A invia connect.request() A vuole connettersi B riceve connect.indication() qualcuno vuole connettersi B invia connect.response() B accetta la connessione A riceve connect.confirm() connessione stabilita

33 Servizi vs protocolli servizio: insieme di operazioni primitive che un livello offre al livello superiore. Come tali operazioni siano implementate non riguarda il livello superiore. protocollo: insieme di regole che governano il formato ed il significato delle informazioni che le peer entity si scambiano fra loro. Le entità usano i protocolli per implementare i propri servizi.

34 Problematiche nei vari livelli (1) identificazione delle peer entity modalità di trasferimento dei dati (simplex connection, half-duplex connection, full-duplex connection) controllo degli errori di trasmissione (se rilevarli, se correggerli, se avvertire il mittente) mantenimento dell ordine di invio dei dati

35 Problematiche nei vari livelli (2) regolazione della velocità di trasmissione dei dati gestione della dimensione dei pacchetti multiplexing di vari flussi di dati sulla stessa connessione routing dei messaggi