Maggio ‘06 Alessandro Memo FORTIC2 Moduli 5 e 6: Conoscenze fondamentali sulle reti Hardware di rete PRIMA PARTE – modelli e standard - Maggio ‘06 Alessandro Memo

1. Modelli e standard Che cos’è una rete Classificazione delle reti in LAN, MAN e WAN Organizzazione a livelli Modello di riferimento OSI Modello TCP/IP Modello client/server Topologie di rete locale

Che cos’è una rete ? Rete: insieme di nodi di elaborazione autonomi, connessi tra loro mediante un sistema di comunicazione, in grado di interagire mediante scambio di messaggi per condividere le risorse comuni

Classificazione PAN Personal Area Network LAN Local Area Network MAN Metropolitan Area Network WAN Wide Area Network W-LAN Wireless LAN

A. Memo - Progettazione di reti Local Area Network estensione inferiore al chilometro ambito di un edificio e comunque senza attraversamento di suolo pubblico alta velocità e bassa probabilità di errore assenza di nodi preferenziali proprietà privata ed accessi conosciuti architettura omogenea e finalizzata agli obiettivi Marzo 1999 A. Memo - Progettazione di reti

Wide Area Network ambito nazionale o mondiale il proprietario dei mezzi non coincide con quello della rete problemi di tariffazione velocità medio/basse problemi di internetworking e di sicurezza

Esempi di reti BRIDGE ROUTER RTG ROUTER MULTIPLEXER

Organizzazione a livelli host A host B Ln protocollo di livello n Ln interfaccia n-1 / n } interfaccia 2 / 3 } L2 protocollo di livello 2 L2 interfaccia 1 / 2 } L1 protocollo di livello 1 L1 interfaccia mezzo fisico }

Modello di riferimento OSI Iniziato nel 1977 e terminato nell’84, finalizzato alla standardizzazione si basa su sette livelli descrive le funzionalità dei vari livelli e dei loro servizi, ma non propone implementazioni il progetto è praticamente fallito

imbustamento

Livello fisico ha il compito di gestire direttamente il mezzo fisico, assicurando il passaggio sicuro dei singoli bit; definisce caratteristiche meccaniche, elettriche e funzionali; standard più diffusi RS-232-C ed X-21 affronta i problemi relativi alla trasmissione (analogica o digitale), alla multiplazione (TDM o FDM), alla commutazione (di circuito, di pacchetto o a circuito virtuale) ed ai mezzi trasmissivi deve rendere invisibile il mezzo ai livelli superiori.

Livello collegamento dati ha il compito di trasferire senza errori blocchi di dati detti trame (frame), suddividere e ricomporre i messaggi in trame, gestirne il controllo di flusso introduce un indirizzamento flat per la consegna ‘locale’ delle trame rende invisibile la topologia dei collegamenti sottostanti protocolli standard: HDLC, PPP/SLIP, Ethernet

Livello rete (1) ha il compito di trasferire i messaggi attraversando anche reti diverse svolge funzioni di indirizzamento, instradamento, controllo del flusso (congestione) rende invisibile la tecnologia di commutazione Protocolli standard: X.25 PLP, IP, IPX, ARP, DHCP, ICMP, RIP, IGRP

Livello rete (2) tecniche di instradamento: network address label swapping implementazione mediante tabelle calcolate staticamente dinamicamente metodi globali, locali e distribuiti

Livello trasporto ha il compito di rendere invisibile all’utente il collegamento sottostante, assicurando il trasporto privo di errori fornisce molteplicità verso l’alto e verso il basso è di competenza del fornitore del servizio è il primo dei livelli end-to-end standard diffusi: TCP, UDP ed SPX

Livelli sessione e presentazione presentazione: ha il compito di gestire una sessione di trasferimento dati, cioè un modulo operativo strutturato suddivisibile in attività e unità di dialogo delimitate da opportuni punti di sincronizzazione sessione: ha il compito di rendere possibili ed efficienti i trasferimenti tra sistemi diversi: offre funzioni di traduzione di sintassi, di crittografia e di compressione.

Livello applicazione fornisce servizi comuni alle applicazioni, quali la gestione della sessione (compimento bifase, recupero, ripristino), e servizi specifici richiesti solo da qualche applicazione, quali servizio di terminale remoto, di trasferimento file e di posta elettronica protocolli comuni più diffusi: DNS, SMTP e POP3 (e-mail), FTP e TFTP (trasferimento file), TELNET (terminale remoto), HTTP (www)

Modello TCP/IP alla base di Internet, quin-di collaudato e diffuso non si cura dei primi due livelli, che denomina semplicisticamente Host To Network ignora totalmente i livelli sessione e presentazione di OSI 4 applicazione 7 6 5 3 trasporto 4 2 rete 3 host to network 2 1 1 TCP/IP OSI

Livello Internet equivalente al livello rete di OSI, offre servizi non connessi e non confermati i pacchetti possono arrivare disordinati e per strade diverse paragone con il servizio postale ed un gruppo di cartoline (trasparenza del percorso) protocollo principale: IP (Internet Protocol)

Livello trasporto equivalente al livello trasporto di OSI vi operano almeno due protocolli: TCP, da Transmission Control Protocol, offre servizi connessi e confermati UDP, da User Datagram Protocol, offre servizi non connessi e non confermati

Livello applicazione equivalente al livello applicazione di OSI vi operano molti protocolli: TELNET FTP SMTP e POP3 HTTP DNS

Architettura TCP/IP TCP IP IEEE 802 TELNET FTP SMTP HTTP applicazione UDP trasporto ARP ICMP RARP BOOTP DHCP IP RIP RIPv2 IGRP EIGRP OSPF rete SLIP PPP host -to network IEEE 802 RS-232

Modello client/server (1) È una modalità di interazione tra host in rete elaborazione diretta:ad esempio se A vuole modificare un file presente nell’host B A richiede a B il possesso del file B lo spedisce ad A A lo modifica A lo restituisce a B

Modello client/server (2) elaborazione client/server: A invia a B la richiesta di modifica B esegue la modifica sul file B avvisa A che l’operazione è riuscita più veloce, più sicuro più affidabile troppo accentrato, sensibile ai guasti del server ed agli errori di comunicazione, più difficile da programmare

Modello client/server (3) In una rete locale possono essere presenti più sistemi server: file server, per la gestione dei file print server, per la gestione delle stampanti dataBase server, per la gestione dei dataBase communication server, per la gestione delle comunicazioni remote (internet, bbs,…) application server, per applicazioni distribuite

Topologia delle reti topologia fisica topologia logica dipende dal cablaggio e dai dispositivi utilizzati bus, stella, anello a stella, ad albero topologia logica dipende dal metodo con cui i nodi di elabora-zione si passano le informazioni classificazione anche in base ai tipi di collegamento (punto-punto e multipunto)

Reti a bus (multipunto) rete a bus (linear bus) facilmente espandibile cablaggio ridotto sensibile al guasto del cavo adatta ad am-bienti limitati std. Ethernet terminatore giunti a “T”

Reti a stella (punto-punto) rete a stella (star) semplice da instal-lare e cablare insensibile al gua-sto di un satellite sensibile al guasto del concentratore più costoso e meno diffuso del bus concentratore

Reti ad anello (punto-punto) rete ad anello (token ring) simile alla stella cablatura consistente sensibile al guasto del MAU meno diffuso del bus standard Token Ring MAU

Reti ad albero (miste) rete ad albero rete a bus + rete a stella facilità di espansione, anche di blocchi connessione punto-punto tra host ed hub cablaggio abbastanza critico backbone HUB