La storia dell’Ethernet Università degli Studi di Torino Facoltà di Fisica La storia dell’Ethernet Relatore Pollarolo Giovanni Candidato Amoroso Jacopo

La storia dell’Ethernet dal 1970 ad oggi La storia dell’Ethernet Trasmissione dati L’architettura

La storia 1970 - Abramson sviluppa ALOHA 1972 - Abramson connette ALOHAnet con ARPAnet tramite un IMP 1972 - Metcalfe progetta l’ALTO ALOHA NETWORK successivamente chiamato ETHERNET La prima rete che ottenne con successo un collegamento tra le varie postazioni sparse nelle isole Hawaii sfruttando ponti radio. Il segnale utilizzato era di tipo broadcast e ogni postazione assolveva alle funzioni di server e di client 1975 - Xerox implementa EXPERIMENTAL ETHERNET Rete sviluppata dall’agenzia governativa ARPA (Advanced Research Project Agency), per mandato del Dipartimento della Difesa Americana per soddisfare l’esigenza di una rete di computer di controllo e di comando per far fronte ad un’eventuale guerra nucleare contro l’allora URSS Interface Message Processor prima interfaccia per il collegamento dei computer in ARPAnet 1979 - Digital Xerox e Intel rete usata per connettere oltre 100 stazioni su un cavo di 1 km a 2.94 Mbps usando il protocollo CSMA/CD. nasce il BLUEBOOK versione 1 contenete le specifiche del primo ethernet 10Base5 1983 - IEEE standardizza la rete Ethernet in 802.3 1983-2010 - Sviluppo tecnologico Ethernet

Architettura ethernet e tipica implementazione Layer network Data Link (incapsulamento framing relevamento errori) Fisico (voltaggio, fisica e meccanica dei connettori)

Apparati di rete 10base5 • 10 Velocità di trasmissione 10 Mbps • Base Segnale tipo baseband 5 Lunghezza di un segmento 500m • Numero massimo di segmenti: 5. • Numero massimo di stazioni per segmento: 100. • Numero massimo di stazioni sulla rete: 1023. • Distanza minima tra due stazioni : 2.5 m.

La prima rete 10base5 Impedenze da 50 ohm per evitare la riflessione del segnale inserita in uno slot del pc è responsabile di trasmettere e ricevere i frame dal transceiver Connette il transceiver al NIC Lunghezza max 50m Medium Attachment Unit è un ricetrasmettitore tra cavo coassiale e la NIC trasmette e riceve i segnali della rete; • rileva la portante ed eventuali collisioni; • invia la sequenza di jamming quando viene rivelata una collisione Cavo coassiale tipo thick (rigido) Impedenza 50 Ohm Lunghezza 500mt Ogni 2.5 mt ha una tacca dove inserire i terminali E’ il connettore che buca il cavo coassiale, ogni 2.5 m, e arriva fino al corpo centrale del cavo dove instaura la connessione

CS MA / CD Sistema di accesso alla rete: CARRIER SENSE MULTIPLE ACCESS COLLISION DETECT L’ascolto di tutte le stazioni del segnale nel mezzo trasmissivo Il mezzo trasmissivo è condiviso da ogni stazione Le stazioni rilevano le collisioni dovute alla trasmissione simultanea Ogni stazione che trasmette, ascolta il bus e decide di trasmettere solo se questo è libero Tutte le stazioni hanno la stessa facoltà di trasmettere a condizione di accertarsi prima che la linea sia libera La probabilità di questo evento è aumentata dal fatto che il tempo di propagazione dei segnali non è nullo, e quindi una stazione può credere che il mezzo sia ancora libero anche quando un’altra ha già iniziato la trasmissione.

Ascolto del canale Inizia la trasmissione La stazione trasmittente sospende la trasmissione e invia una sequenza di jamming Verifica di collisioni Tutte le stazioni della rete ricevono la sequenza di jamming e interrompono qualunque tipo di trasmissione la stazione trasmittente ritrasmette dopo un tempo random per un numero di volte non superiore a 16

Codifica Manchester CODIFICA SELF-CLOCKING Presuppone che venga generata un onda quadra, la portante, che oscilla tra due valori di tensione predefiniti, uno positivo e l'altro negativo. permette un'accurata sincronizzazione del flusso dati in cui ogni bit viene trasmesso in un intervallo di tempo costante Bit 1 -- transizione di voltaggio dall’alto al basso Bit 0 -- transizione di voltaggio dal basso all’alto

Frame Ethernet 64 bit alternati 0 - 1 Consente al ricevitore di sincronizzare il suo clock con quello del trasmettitore Contiene il MAC Address del destinatario 1°bit --- 0 destinazione unità singola 1°bit ---1 destinazione gruppo di unità Contiene il MAC Address del mittente identifica la tipologia di dati che viene trasmesso e il protocollo necessario per il processo del dato Controllo Ridondanza Ciclica: consente di effettuare il controllo degli errori sul frame utilizzando un codice ciclico Dati da trasmettere e Pad Range: 46 -1500 ottetti Max 1500 ottetti: dato viene frazionato in diversi frame Min di 46 ottetti: viene riempito il campo con dei byte supplementari (pad) Garantisce il minimo totale del frame completo di 64 byte soglia minima per l’individuazione delle collisioni

geometria del collegamento degli apparti di rete Topologie geometria del collegamento degli apparti di rete BUS: un unico cavo coassiale forma un segmento di rete tipo bus al quale si inseriscono gli apparati di rete PRO il malfunzionamento di un apparato non pregiudica il funzionamento della rete CONTRO struttura blindata-possibili collisioni STELLA ogni stazione è connessa direttamente ad un controller, switch, che smista il flusso dei dati in arrivo PRO utilizzo controller - facilità di implementazione, manutenzione ed espansione della rete CONTRO il malfunzionamento dello switch, pregiudica il funzionamento della reteTopologia tipo delle LAN aziendali ALBERO insieme di strutture a Stella con i vari Router collegati tra loro. Permette di espandere l’idea di LAN a MAN o WAN Topologia utilizzata per Internet

Obiettivi Non Raggiunti Obiettivi Raggiunti Obiettivi Non Raggiunti ARCHITETTURA A LIVELLI ISO/OSI FLESSIBILITÀ DI VELOCITÀ la velocità del canale è fissata a 10Mbps ALTA VELOCITÀ la rete opera con efficienza a 10Mbps SICUREZZA Il livello data link non ha meccanismi di sicurezza, livelli più alti possono averli BASSO RITARDO a un dato livello di traffico la rete risponde con il minor livello di ritardo possibile STABILITÀ Il traffico offerto non decresce in maniera monotona rispetto al traffico totale CONTROLLO DEGLI ERRORI è possibile controllare gli errori solamente dovuti al canale fisico e alle collisioni. Il completo controllo è rimandato ai livelli superiori del modello ISO/OSI FLESSIBILITÀ DI INDIRIZZAMENTO versatilità nell’indirizzamento verso un singolo, un gruppo o tutti i nodi della rete MANUTENZIONE il design Ethernet permette la pianificazione e manutenzione della rete

Grazie per l'attenzione