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STANDARD DI INTERFACCIA. Riprendendo la definizione CCITT di una rete ISDN : …è una rete per la fornitura di una vasta gamma di servizi ai quali accedere.

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Presentazione sul tema: "STANDARD DI INTERFACCIA. Riprendendo la definizione CCITT di una rete ISDN : …è una rete per la fornitura di una vasta gamma di servizi ai quali accedere."— Transcript della presentazione:

1 STANDARD DI INTERFACCIA

2 Riprendendo la definizione CCITT di una rete ISDN : …è una rete per la fornitura di una vasta gamma di servizi ai quali accedere attraverso delle interfacce utente-rete normalizzate Abbiamo introdotto i Raggruppamenti Funzionali: NT1, NT2 (Terminazioni di Rete) TE1, TE2 (Apparecchio Terminale) TA (Adattatore di Terminale per una rete ISDN

3 Standard di Interfaccia dello Strato Fisico Sono gli standard che definiscono le caratteristiche elettriche e meccaniche dei cavi, dei connettori, la codifica elettrica dei bit, ecc…

4 Standard di Interfaccia dello Strato Fisico In generale : specificano le interconnessioni tra DTE (Data Terminating Equipment) e DCE (Data Circuit- Terminating Equipment) i principali standard sono: RS-232 (o equivalenti CCITT V.24 e V.28) V.35 G.703; G.704 Il collegamento tra DCE e DTE rappresenta una parte del livello Fisico del modello OSI.

5 CCITT Reccomendation V.24 CCITT Reccomendation V.24 …the interface between the computer or terminal and the modem is an example of a physical layer protocol. The terminal or computer is called a DTE (Data Terminal Equipment) and the modem is called a DCE (Data Circuit-Terminating Equipment) Questi DTE e DCE hanno molto in comune con i TE (Terminal Equipment) introdotti nelle reti ISDN

6 Tutte le apparecchiature di collegamento a linee di trasmissione dati analogiche o digitali prevedono la connessione del terminale, del computer o dellapparecchiatura di rete (ad es. router, bridge) mediante uninterfaccia seriale. Per convenzione si denota con DTE il terminale o la scheda di interfaccia, mentre si denota con DCE una generica apparecchiatura di comunicazione (modem, ecc..).

7 La trasmissione dei dati, normalmente organizzati in byte, può avvenire tra DTE e DCE in diversi modi: seriale o parallela, sincrona o asincrona, con controllo di flusso hardware o secondo diversi protocollo software

8 RS-232 Standard per la trasmissione seriale a bassa velocita' (sino a bps) Utilizza un connettore a 9 o 25 pin (vaschetta) Prevede 8 segnali + 1 schematura LRS-232 è stato introdotto nelle reti ISDN parlando di Terminal Equipment di tipo 2 Normalmente il connettore femmina è sul DCE e il maschio è sul DTE.

9 Connettore a 25 pin per RS-232

10 LRS-232 specifica 25 circuiti, ma molto spesso soltanto una piccola parte di essi servono per le comuni applicazioni pratiche. La corrispondenza tra valori di tensione e valori logici dei segnali è riportata in tabella: Valore logico10 Tensione-15V

11 In relazione allo standard RS-232, lo standard V.24 specifica principalmente come agiscono i circuiti di interfaccia; lo standard V.28 specifica le caratteristiche elettriche dei segnali.

12 DTE DCE Protective Ground (1) Transmit (2) Receive (3) Request to Send (4) Clear to Send (5) Data Set Ready (6) Signal Ground (7) Carrier Detect (8) Data Terminal Ready (20) RS-232 (9 fili)

13 DTE Protective Ground (1) Transmit (2) Receive (3) Signal Ground (7) DCE RS-232 (NULL MODEM - 4 fili)

14 V.35 n Standard simile a RS-232, ma per velocità superiori a bps

15 E lo standard più diffuso per interfacce ad alta velocità, da 48 Kb/s a 2 Mb/s. Utilizza una combinazione di segnali di controllo, dati e segnali di clock, in trasmissione. Il connettore previsto da questo standard è quello mostrato in figura, a 34 pin, anche detto ISO 2593.

16 I MODEM n MODEM: MOdulatore e DEModulatore n Si utilizzano per effettuare trasmissioni seriali su rete pubblica n Trasformano il segnale da Digitale ad Analogico e viceversa (nel caso di rete analogica) n In generale rendono il segnale idoneo alla trasmissione su rete pubblica

17 In generale i modem consentono di adattare il segnale digitale proveniente da uninterfaccia seriale ad un canale trasmissivo limitato in banda sia inferiormente che superiormente. Il caso più comune è quello del canale telefonico, dove il mezzo genralmente presenta una banda passante di 3000 Hz, tra 300 e 3300 Hz La codifica dei bit è modificata tramite opportune tecniche di modulazione (da cui il nome MoDem).

18 Esempio di utilizzo di MODEM MODEM Rete di Telecomunicazioni Pubblica DTE DCE RS232

19 Standard per Modem V b/s V b/s V.22 bis2400, 1200 b/s V b/s usato per Videotel V , 4800 b/s V.32 bis14400, 12000, 9600, 7200, 4800 b/s V , 31200, 28800, 26400, 24000, 21600, 19200, 16800, 14400, …. b/s ……………………………………………………… V b/s

20 Tecniche ARQ (protocolli a finestra)

21 Tecniche per la protezione dagli errori di trasmissione FEC (forward error correction) FEC (forward error correction) ARQ (automatic retransmission request) ARQ (automatic retransmission request)

22 Si introducono bit di parità tra le informazioni di controllo allinterno delle PDU PCI SDU PDU BIT DI PARITA

23 FEC(forward error correction) i bit di parità sono usati per cercare di correggere gli errori

24 ARQ( automatic retransmission request ) i bit di parità sono usati per cercare di rivelare gli errori

25 ARQ( automatic retransmission request ) controllo congiunto di errore errore flusso flusso sequenza sequenza su una connessione

26 ARQ( automatic retransmission request ) su una connessione controllo congiunto di : errore: il trasferimento dati deve avvenire con il minor errore: il trasferimento dati deve avvenire con il minor numero di errori possibile numero di errori possibile flusso: la velocità di trasferimento dei dati verso il rx deve flusso: la velocità di trasferimento dei dati verso il rx deve essere inferiore alla sua capacità di accettare ed essere inferiore alla sua capacità di accettare ed elaborare i dati elaborare i dati sequenza: il rx deve essere in grado di ricostruire la sequenza: il rx deve essere in grado di ricostruire la sequenza delle unità dati trasferite

27 PCI SDU PDU BIT DI PARITANUMERAZIONE Si introducono bit di numerazione tra le informazioni di controllo allinterno delle PDU

28 I protocolli a finestra usano generalmente due tipi di PDU: la PDU che permette di trasferire linformazione utile sul canale indicata con DT (dallinglese DaTa) la PDU che contiene la conferma dellavvenuta corretta ricezione indicata con ACK (ACKnowledgment) N.B. : La PDU DT contiene sempre un minimo di bit per il controllo del protocollo.

29 Tre tecniche ARQ Stop and wait (Alternating bit) Stop and wait (Alternating bit) Go back N Go back N Selective repeat Selective repeat

30 descriviamo le tre tecniche in un ambiente di comunicazione unidirezionale (il tx trasmette una PDU di tipo DT e il rx una PDU di tipo ACK) R PCI SDU PCI T

31 { bit di parità bit di parità N(T) N(T) numero dordine numero dordine indirizzi indirizzi PCI SDU T V(T) V(T) R V(R) V(R)

32 PCI { N(R) N(R) numero dordine atteso numero dordine atteso indirizzi indirizzi T V(T) V(T) R V(R) V(R)

33 Stop and wait il trasmettitore invia una PDU invia una PDU attiva un orologio (tempo di timeout) attiva un orologio (tempo di timeout) si pone in attesa della conferma di si pone in attesa della conferma di ricezione (acknowledgment - ACK) ricezione (acknowledgment - ACK) se scade il timeout prima dellarrivo se scade il timeout prima dellarrivo della conferma, ripete la trasmissione della conferma, ripete la trasmissione

34 Stop and wait il ricevitore riceve una PDU riceve una PDU controlla la correttezza della PDU controlla la correttezza della PDU controlla il numero di sequenza controlla il numero di sequenza se la PDU è corretta invia la conferma se la PDU è corretta invia la conferma di ricezione di ricezione

35 Inizializzazione V(T) = 0 al trasmettitore V(R) = 0al ricevitore T V(T)=0 V(T)=0 R V(R)=0 V(R)=0

36 Trasmissione di una PDU con N(T) = V(T) Avvio dell orologio T V(T)=0 V(T)=0 R V(R)=0 V(R)=0 N(T)=0 SDU N(T)=0 SDU

37 Ricezione di una PDU Controllo di correttezza Controllo di sequenza: N(T) = V(R) ? T V(T)=0 V(T)=0 R V(R)=0 V(R)=0 N(T)=0 SDU N(T)=0 SDU

38 Incremento di V(R) Trasmissione di un ACK con N(R) = V(R) N(R)=1 N(R)=1 T V(T)=0 V(T)=0 R V(R)=1 V(R)=1

39 Ricezione di un ACK Controllo di sequenza: N(R) = V(T) + 1 ? Arresto dell orologio N(R)=1 N(R)=1 T V(T)=0 V(T)=0 R V(R)=1 V(R)=1

40 Incremento di V(T) N(R)=1 N(R)=1 T V(T)=1 V(T)=1 R V(R)=1 V(R)=1

41 V(T) = 1 al trasmettitore V(R) = 1al ricevitore T V(T)=1 V(T)=1 R V(R)=1 V(R)=1

42 Trasmissione di una PDU con N(T) = V(T) Avvio dell orologio T V(T)=1 V(T)=1 R V(R)=1 V(R)=1 N(T)=1 SDU N(T)=1 SDU

43 Ricezione di una PDU Controllo di correttezza Controllo di sequenza: N(T) = V(R) ? T V(T)=1 V(T)=1 R V(R)=1 V(R)=1 N(T)=1 SDU N(T)=1 SDU

44 Incremento di V(R) Trasmissione di un ACK con N(R) = V(R) N(R)=2 N(R)=2 T V(T)=1 V(T)=1 R V(R)=2 V(R)=2

45 Ricezione di un ACK Controllo di sequenza: N(R) = V(T) + 1 ? Arresto dell orologio N(R)=2 N(R)=2 T V(T)=1 V(T)=1 R V(R)=2 V(R)=2

46 Incremento di V(T) N(R)=2 N(R)=2 T V(T)=2 V(T)=2 R V(R)=2 V(R)=2

47 V(T) = 2 al trasmettitore V(R) = 2al ricevitore T V(T)=2 V(T)=2 R V(R)=2 V(R)=2

48 V(T) = 0 V(T) = 1 V(T) = 2 V(R) = 0 V(R) = 1 V(R) = 2 N (T) = 0 N (R) = 1 N (T) = 1 N (R) = 2 T V(T) V(T) R V(R) V(R)

49 La numerazione delle PDU e` indispensabile indispensabile ciclica ciclica Poiché il campo riservato alla numerazione è costituito da un numero finito di bit, i numeri di sequenza possono appartenere solo ad un insieme finito quindi si ripetono ciclicamente. Questo è valido in generale.

50 In questo caso basta un solo bit per la numerazione Alternating bit protocol Alternating bit protocol (il tx trasmette una PDU alla volta; così il rx)

51 V(T) = 0 V(T) = 1 V(T) = 0 V(R) = 0 V(R) = 1 V(R) = 0 N (T) = 0 N (R) = 1 N (T) = 1 N (R) = 0 T V(T) V(T) R V(R) V(R)

52 V(T) = 0 V(T) = 1 V(T) = 0 V(R) = 0 V(R) = 1 V(R) = 0 T V(T) V(T) R V(R) V(R) N (T) = 0 N (R) = 1 N (T) = 1 N (R) = 0

53 Vediamo il caso di mancata ricezione di una PDU dal tx (ad es. per ritardi o errori sul canale)

54 T V(T) V(T) R V(R) V(R) V(T) = 0 V(R) = 0 V(R) = 1 N (T) = 0 N (R) = 1 V(T) = 1 V(R) = 1 V(R) =_ N (T) = 1

55 T V(T) V(T) R V(R) V(R) V(T) = 1 V(T) = 0 V(R) = 1 V(R) = 0 N (T) = 1 N (R) = 0

56 La regolazione del timeout e` molto delicata

57 Vediamo ora il caso di perdita di una conferma (ad es. perché scatta il timeout e non è giunto lACK dal rx)

58 T V(T) V(T) R V(R) V(R) V(T) = 0 V(R) = 0 V(R) = 1 N (T) = 0 N (R) = 1 V(T) = 1 V(R) = 1 V(R) = 0 N (R) = 0 N (T) = 1

59 T V(T) V(T) R V(R) V(R) V(T) = 1 V(T) = 0 V(R) = 1 V(R) = 0 N (T) = 1 N (R) = 0 N (T) = 1 scartata

60 Esistono molte altre combinazioni possibili di ritardi e di errori sul canale che potrebbero dare luogo a errori di protocollo. Un altro caso particolare è quello che accade quando abbiamo un Canale Non Sequenziale : Il canale non mantiene la sequenza delle PDU trasmesse.

61 Si verificano malfunzionamenti perdita di PDU perdita di PDU duplicazione di PDU duplicazione di PDU

62 Canale non sequenziale : esempio le reti a commutazione di pacchetto Il protocollo stop-and-wait non va bene.

63 Il protocollo si blocca e quindi servono meccanismi per ripartire

64 Usando un maggior numero di bit un maggior numero di bit per la numerazione per la numerazione un tempo di vita massimo un tempo di vita massimo per le PDU e gli ACK per le PDU e gli ACK si riducono le possibilità di malfunzionamenti

65 Il protocollo Stop and wait è in genere poco efficiente perché il trasmettitore deve fermarsi ad ogni PDU inviata per attendere la risposta del ricevitore, lasciando il canale inutilizzato per un tempo che può essere anche lungo.

66 Permettere la trasmissione di piu` di una PDU prima di fermarsi in attesa delle conferme migliora le prestazioni Go back N Go back N

67 Go back N il trasmettitore invia fino ad N PDU invia fino ad N PDU attiva un orologio per ogni PDU attiva un orologio per ogni PDU si pone in attesa delle conferme di si pone in attesa delle conferme di ricezione (ACK) ricezione (ACK) se scade un timeout prima dellarrivo se scade un timeout prima dellarrivo delle conferme, ripete la trasmissione delle conferme, ripete la trasmissione di tutte le PDU non ancora confermate di tutte le PDU non ancora confermate

68 Go back N il ricevitore riceve una PDU riceve una PDU controlla la correttezza della PDU controlla la correttezza della PDU controlla il numero di sequenza controlla il numero di sequenza se la PDU è corretta invia la conferma se la PDU è corretta invia la conferma di ricezione di ricezione

69 Protocolli a finestra n PDUconfermatePDU in attesa di conferma PDU che possono essere trasmesse PDU che non possono ancora essere trasmesse WTWTWTWT

70 n WRWRWRWR WTWTWTWT Go-back-N perché il tx può tornare indietro (per ritrasmettere) fino a un numero di PDU pari alla dimensione di W T

71 La numerazione delle PDU anche qui è ciclica. Se si stabiliscono : k bit di numerazione, allora k bit di numerazione, allora la numerazione delle unità è max N = la numerazione delle unità è max N =

72 Go back N il trasmettitore e` significativamente piu` complesso rispetto al caso dello Stop and wait memoria memoria orologi orologi algoritmi algoritmi

73 Si possono usare conferme cumulative orologio al ricevitore orologio al ricevitore

74 La finestra di trasmissione non può avere dimensioni arbitrarie

75 Il protocollo Go back N quindi e` piu` efficiente dello Stop and wait ma richiede : memoria memoria piu` orologi piu` orologi algoritmi piu`complicati algoritmi piu`complicati al trasmettitore

76 La complessita` del ricevitore rimane inalterata La finestra di ricezione ha ancora dimensione 1 Gli ACK cumulativi pero` richiedono un orologio

77 Nel protocollo Go back N il ricevitore può accettare solo PDU in sequenza Accettare PDU corrette, ma fuori sequenza, migliorerebbe ulteriormente le prestazioni: Selective repeat Selective repeat

78 Il protocollo Selective repeat usa finestra di trasmissione finestra di trasmissione finestra di ricezione finestra di ricezione di dimensioni maggiori di 1

79 In questo caso si dimostra che deve essere

80 il trasmettitore invia fino ad N PDU invia fino ad N PDU attiva un orologio per ogni PDU attiva un orologio per ogni PDU si pone in attesa delle conferme di si pone in attesa delle conferme di ricezione (ACK) ricezione (ACK) se scade un timeout prima dellarrivo se scade un timeout prima dellarrivo della conferma, ripete la trasmissione della conferma, ripete la trasmissione della PDU della PDU Selective repeat

81 il ricevitore riceve una PDU riceve una PDU controlla la correttezza della PDU controlla la correttezza della PDU controlla il numero di sequenza controlla il numero di sequenza

82 il ricevitore se la PDU è corretta ed in sequenza se la PDU è corretta ed in sequenza invia un ACK invia un ACK Selective repeat

83 il ricevitore se la PDU e` se la PDU e` - corretta - corretta - non in sequenza - non in sequenza - entro la finestra di ricezione - entro la finestra di ricezione la memorizza ed invia un ACK relativo la memorizza ed invia un ACK relativo all ultima PDU ricevuta in sequenza all ultima PDU ricevuta in sequenza Selective repeat

84 Si possono usare conferme negative (NAK)

85 L uso del NAK puo` avvantaggiare anche Stop and Wait Stop and Wait Go back N Go back N

86 Il protocollo Selective repeat consente una maggiore efficienza rispetto ai protocolli precedenti ma al prezzo di una maggiore quantità di memoria e di una elaborazione supplementare sulle PDU. Spesso i prezzi da pagare in termini di memoria e elaborazione sono tali che si preferisce usare comunque il protocollo Go-back-N, che rappresenta fra i tre un buon compromesso.


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