Trasmissione

Codifica Elettrica I segnali si propagano su un mezzo fisico modulando onde elettromagnetiche variando voltaggi I dati binari devono essere codificati in segnali esempio: 0 come segnale “basso”, 1 come segnale “alto” codifica nota come NRZ (non-Return to Zero) Dati binari (bit) Segnale NRZ

Trasmissione Seriale e Parallela

Trasmissione Parallela Vengono trasmessi 8 bit contemporaneamente in ciascuno slot temporale

Trasmissione Seriale

Trasmissione Seriale Asincrona

Trasmissione Seriale Sincrona

Comunicazione Seriale Asincrona

Cenni su Reti di Calcolatori Cos’è una rete? Punto di vista logico: sistema di dati ed utenti distribuito Punto di vista fisico: insieme di hardware, collegamenti e protocolli che permettono la comunicazione tra macchine remote

Mezzi di trasmissione Velocita’ di trasmissione: bps=bit x sec Doppino telefonico ( bps) Cavo coassiale (10 alla 4~6 bps) Fibra ottica dove bit = assenza/presenza segnale luminoso (10 alla 9 bps) Onde elettromagnetiche (es via satellite)

Digitale-Analogico Informazione = digitale (seq. bit) Segnali = analogico (continuo) Il Modem (Modulatore-Demodulatore) si preoccupa di trasformare bit in segnali e viceversa Modulazione in frequenza=il modem altera in frequenza una sequenza portante 0=freq più bassa; 1=freq più alta...modulazione in ampiezza, fase, Es PC collegati ‘da casa’ attraverso un modem

Collegamenti Single-point: calcolatore-terminale Multi-point: calcolatore-vari terminali (uno solo comunica con il calcolatore) Linee Dedicate Linee Commutate Flusso dei dati: Simplex/Duplex/Half Duplex (alternato)

Reti Locali e Geografiche Terminali nella stessa stanza/edificio possiamo utilizzare collegamenti diretti (senza passare per reti pubbliche) Reti locale più diffuse: Ethernet e Fast Ethernet insieme di componenti hardware e software particolari che gestiscono la trasmissione dati in una rete locale

Rete Locale server pc LAN dorsale

Reti Geografiche Nodi distribuiti su medio-lunga distanza Possiamo usare la rete di comunicazione pubblica utilizzando modem o affittando linee di trasmissione Oppure reti digitali di trasmissione dati Trasmissione dati: attraverso messaggi

Topologia di una Rete A stella tutti i nodi sono collegati ad un elaboratore centrale (che smista i messaggi) Ad anello treno di messaggi A bus nodi disposti lungo un unico canale Irregolare attraverso host e nodi di trasmissione

Topologia a stella Ogni nodo ha un collegamento punto-punto con un centro stella. Il centro stella è in genere un HUB o uno Switch

Topologia ad albero C = N-1 Svantaggio: vulnerabilità ai guasti (solo un percorso tra due nodi) Vantaggio: basso numero di canali È usata per ridurre i costi e semplificare la stesura dei canali Esiste una sola scelta di percorso tra ogni coppia di nodi

Topologia a maglia N-1 < C < N(N-1)/2 Svantaggio: topologia non regolare Vantaggio: tolleranza ai guasti e numero di canali selezionabile a piacere Instradamento complesso: esiste un elevato numero di percorsi alternativi È la più usata (Internet, telefonia)

Topologie a maglia completa C = N(N-1)/2 Vantaggio: tolleranza ai guasti (molti percorsi tra due nodi) Svantaggio: elevato numero di canali Esistono molti percorsi alternativi, ma un solo percorso diretto (1 solo canale) Esiste una scelta ovvia di percorso a minima distanza È usata solo quando i nodi sono pochi (nodi di commutazione nazionali nella rete telefonica)

Topologia ad anello C=N per l’anello bidirezional e È molto usata in reti locali e metropolita ne

Topologia a bus C=1 per il bus Esiste una sola scelta possibile di percorso tra ogni coppia di nodi Usata in reti locali e metropolitane

Architettura di rete End System Intermediate System

Architettura di rete ES (End System) eseguono le applicazioni sono detti anche host o end node realizzano tutti i livelli OSI IS (Intermediate System) instradano i messaggi sulla rete sono detti anche router realizzano solo i primi tre livelli OSI Nodo o Sistema termine generico per ES e IS

La commutazione Circuito concepita per la telefonia Messaggio concepita per i dati Pacchetto concepita per i dati

Commutazione di circuito A A D D B B C C I commutatori creano dei circuiti punto-punto

Commutazione di circuito Bassa utilizzazione del canale trasmissivo il canale è occupato anche quando non si trasmette Canale di trasmissione dati trasparente La qualità del canale peggiora all'aumentare della distanza Fatturazione a tempo

Commutazione di pacchetto L'informazione è raggruppata in pacchetti. A D B C N3N4 N2N1 CCD CC DDDCA CC D B

Commutazione di pacchetto Solo trasmissione digitale I pacchetti vengono instradati dagli IS I circuiti sono condivisi da tutti i nodi. Miglior sfruttamento della capacità trasmissiva del canale La qualità della trasmissione non dipende dalla distanza Gli IS controllano e possono recuperare errori di trasmissione Tariffazione a volume

Classificazione geografica delle reti Reti personali: Personal Area network (PAN) Reti locali: Local Area Network (LAN) Reti estese (o geografiche): Wide Area Network (WAN) In alcuni casi sono introdotte classi intermedie tra LAN e WAN, come le Reti di Campus Campus Area Network (CAN) o le Reti Metropolitane Metropolitan Area Network (MAN) quando esistono cablaggi (o strutture wireless) dedicati a livello di campus o cittadino (es. fibre ottiche, Wi-max)

Personal area network (PAN) Rete informatica costituita da computer, periferiche e i diversi dispositivi collegati (telefono, personal digital assistants, ecc ) vicini a un singolo utente. Il raggio di azione di una PAN e tipicamente di alcuni metri. Una PAN può essere realizzata con collegamenti via cavo come per esempio USB o FireWire. Oppure si possono utilizzare soluzioni wireless come Bluetooth (piconet) o InfraRossi.

LAN Local Area Network (reti locali) Una LAN connette computer localizzati vicino tra loro. (stanza, edificio) - Elevata velocità di trasmissione dei dati, bassi ritardi - Realizzate su supporto privato

WAN Wide Area Network (reti estese o geografiche) Una WAN connette computer localizzati lontano tra loro. Es. Due o più computer collegati tra loro e posti a grande distanza. Due o più LAN collegate tra loro e poste a grande distanza (Internetwork). Velocità medio-bassa e ritardi Realizzate su supporto pubblico Richiedono elaboratori dedicati alla comunicazione (router, gateway)

Indirizzamento e commutazione Indirizzamento è un servizio fornito da una rete di comunicazione che consente di indirizzare un messaggio ad un singolo destinatario Commutazione indica la modalità con la quale la rete opera per fornire il servizio di indirizzamento Commutazione di circuito Commutazione di pacchetto

Commutazione In generale una rete non è completa Per collegare due nodi occorre stabilire un collegamento tra questi Nel caso di reti a commutazione di circuito il collegamento è realizzato in maniera fisica Nel caso di reti a commutazione di pacchetto il collegamento e “virtuale”

Commutazione di circuito Quando un nodo A chiede un collegamento con un nodo B viene creato un circuito fisico che collega A a B

Commutazione di pacchetto In fase di trasmissione la rete non forma alcun collegamento diretto tra due nodi.... ma si limita a inviare i messaggi scambiati lungo i collegamenti della rete dal mittente al destinatario Messaggi diversi possono prendere strade diverse

Reti a commutazione di pacchetto: servizi forniti Le reti a commutazione di pacchetto forniscono due tipi di servizi: Servizi a datagramma Non viene creato alcun circuito tra mittente e destinatario Il singolo messaggio viene gestito indipendentemente dai precedenti e dai successivi Servizi a circuito virtuale Viene stabilito un circuito virtuale tra mittente e destinatario Viene mantenuto l’ordinamento tra messaggi diversi inviati lungo tale circuito virtuale Messaggi diversi inviati lungo lo stesso circuito virtuale possono comunque compiere strade diverse lungo la rete per raggiungere il destinatario

Protocollo di comunicazione In una rete di calcolatori il protocollo di comunicazione stabilisce tutti gli aspetti della comunicazione dagli aspetti fisici...Esempio: supporto fisico, meccanismo di segnalazione)... agli aspetti più eminentemente logici Esempio: meccanismo di commutazione, regole di codifica dell’informazione, ecc.