RETI LOCALI Parte Terza LAN E PROGETTO IEEE 802 Gianfranco Prini DSI - Università di Milano gfp@dsi.unimi.it

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ARGOMENTI Definizione di LAN secondo IEEE 802 Progetto IEEE 802 e sua articolazione Standard IEEE 802.1 e sua articolazione Trame, buste, PDU e indirizzi IEEE 802 Sottolivello MAC IEEE 802 Indirizzi MAC IEEE 802 e loro tipologia MAC IEEE 802: principali standard Sottolivello LLC IEEE 802.2 Header LLC IEEE 802.2: SAP, Control, SNAP

DEFINIZIONE DI LAN SECONDO IEEE 802 "Una LAN è un sistema di comunicazione che consente ad apparecchiature indipendenti di comunicare tra di loro entro un'area delimitata utilizzando un canale fisico a velocità elevata e a basso tasso di errore."

PROGETTO IEEE 802 Varato all'inizio degli anni '80 da IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ISO ha fatto propria la quasi totalità degli standard proposti da IEEE, utilizzando la numerazione '8802' laddove ISO utilizza '802' ISO ha fatto propri anche alcuni standard [p.es. FDDI] proposti da altri enti [p.es ANSI (American National Standards Institute) che rappresenta gli USA in ambito ISO], per i quali utilizza una numerazione diversa [p.es. 9314]

COMITATI IEEE 802 802.1 - Overview, Architecture, Bridging, Management 802.2 - Logical Link Control 802.3 - CSMA/CD 802.4 - Token Bus 802.5 - Token Ring 802.6 - Metropolitan Area Networks - DQDB 802.7 - Broadband Technical Advisory Group 802.8 - Fiber-optic Technical Advisory Group 802.9 - Integrated Data and Voice Networks 802.10 - Network Security 802.11 - Wireless Networks 802.12 - 100VG AnyLAN 801.13 - Cable-TV Based Broadband Networks

STANDARD IEEE 802.1 Riassume le specifiche generali del progetto IEEE 802 e le caratteristiche comuni agli altri standard IEEE 802.x E' composto di vari sottostandard IEEE 802.1A - Overview and Architecture IEEE 802.1B - Addressing, Internetworking and Network Management IEEE 802.1D - MAC Bridges Suddivide il Livello 2 del modello ISO/OSI in LLC - Logical Link Control (802.2 - comune a tutte le LAN) MAC - Media Access Control (distinto per ciascuna LAN)

RELAZIONI TRA IEEE 802.1 E MODELLO ISO/OSI Network Network Data Link L L C Data Link IEEE 802.2. Logical Link Control ISO 8802.2 M A C IEEE 802.3 ISO 8802.3 IEEE 802.5 ISO 8802.5 ANSI X3T9.5 ISO9 9314 IEEE 802.11 ISO 8802.11 IEEE 802.12 ISO 8802.12 Physical CSMA/CD Token Ring FDDI Wireless AnyLAN

TRAME E BUSTE IEEE 802.1 Ciascuno dei sottolivelli LLC e MAC definisce un proprio formato di trama, con relativo imbustamento Network Data Link LLC MAC Network Header Transport PDU LLC Header Network PDU MAC Header LLC Protocol Data Unit FCS Clock sync MAC Prodotol Data Unit Frame delim.

SAP E INDIRIZZI IEEE 802 SAP (Service Access Point) per i livelli MAC e Network sono indirizzi di interfacce di rete (un sistema può averne più d'una) detti DSAP (Destination SAP) e SSAP (Source SAP) SAP per il livello LLC consente di discriminare protocolli al livello Network (è possibile la coesistenza di più protocolli diversi sulla stessa LAN) FCS: CRC per controllo di integrità della trama Livello Network (DoD) IP SSAP (4 byte) IP DSAP (4 byte) ... TCP/UDP PDU Sottolivello LLC DSAP (1 byte) SSAP (1 byte) Control (1-2 byte) ... Network PDU Sottolivello MAC DSAP (6 byte) SSAP (6 byte) ... LLC PDU FCS (4 byte)

SOTTOLIVELLO MAC IEEE 802 Offre un CLNS immediatamente al di sopra del livello fisico (con il quale è co-definito per ciascuna tecnologia di LAN specifica) Trasmissione comunque di tipo broadcast Intrinsecamente broadcast (mezzo trasmissivo condiviso, ciascuna stazione "vede" esattamente lo stesso segnale di tutte le altre) Logicamente broadcast (collegamenti punto-punto, ma l'informazione viene ritrasmessa di stazione in stazione sostanzialmente immutata) Consente di rilevare ma non di correggere gli eventuali errori di trasmissione (assunzione: canale sufficientemente affidabile)

PRINCIPALI FUNZIONI DEL MAC DI UNA STAZIONE Trasmissione Assegnare/concedere l'utilizzo del canale alla stazione Immettere nella rete i messaggi della stazione Ricezione Estrarre dalla rete tutti i messaggi che vi transitano Determinare quali messaggi sono destinati alla stazione in base al suo indirizzo

INDIRIZZI MAC IEEE 802 Lunghezza: 6 byte (o, meglio, 6 ottetti = 48 bit) Rappresentazione standard: 6 coppie di cifre hex separate da '-' (p.es. 08-00-2b-5c-57-3a) Unici a livello globale, vengono assegnati a lotti, identificati dai primi 3 byte da sinistra, detti OUI (Organization Unique Identifier) OUI assegnato ai costruttori da IEEE (p.es. 08-00-2b è assegnato a DEC) Rimanenti 3 byte assegnati a discrezione del costruttore (p.es. numerazione progressiva, in ordine cronologico di produzione)

INDIRIZZI MAC: AMBIGUITA' In IEEE 802.3 e 802.4 viene trasmesso per primo il bit meno significativo del primo byte In IEEE 802.5 e FDDI viene trasmesso per primo il bit più significativo del primo byte Nella scrittura si adotta la scelta IEEE 802.3 08-00-2b-5c-57-3a (formato hex, notazione canonica) 000010000000000000101011010111000101011100111010 (formato binario corrispondente alla notazione canonica) 000100000000000011010100001110101110101001011100 (formato binario corrispondente a ordine di trasmissione) 10-00-d4-3a-ea-5a (formato hex in ordine di trasmissione) Vedi il problema "degli indiani" nelle CPU

INDIRIZZI MAC: TIPOLOGIA Indirizzo unicast (o singlecast) Individua una stazione singola il pacchetto che lo contiene come DSAP viene passato alla stazione ricevente solo se il suo indirizzo è DSAP Indirizzo multicast (ff-ff-ff-[8:f]x-xx-xx) Individua un gruppo di stazioni il pacchetto che lo contiene come DSAP viene passato alla stazione ricevente se la ricezione è stata abilitata dal software, che si incaricherà poi di stabilire se la stazione appartiene o meno al gruppo associato Indirizzo broadcast (ff-ff-ff-ff-ff-ff) Individua tutte le stazioni connesse alla rete il pacchetto che lo contiene come DSAP viene sempre e comunque passato alla stazione ricevente

BROADCAST E MULTICAST: ESEMPI DI UTILIZZO Broadcast: scambio di informazioni con nodi adiacenti senza sapere quali essi siano Solicitation: la stazione che necessita di un servizio invia un messaggio broadcast per chiedere se esiste una stazione adiacente che lo eroga (e questa risponde) Advertisement: la stazione che offre un servizio trasmette periodicamente un messaggio broadcast per informare tutte le stazioni adiacenti che quel servizio è disponibile Multicast: invio delle stesse informazioni a più stazioni simultaneamente Esempio: una conferenza audioovideografica può essere iniziata da una stazione master che definisce un indirizzo multicast ad hoc, e tutte le altre stazioni che intendono partecipare (apprendono e) utilizzano lo stesso indirizzo

MAC: PRINCIPALI STANDARD Denominazione IEEE 802.3 CSMA/CD IEEE 802.5 Token Ring ISO 9314 FDDI/CDDI Topologia Bus Anello Anello Cablaggio Bus o stella Stella Anello o stella Arbitraggio del canale Contesa Token passing Token passing Tipologia del protocollo Non deterministico Deterministico Deterministico Tempo di attesa Non limitato superiormente Limitato superiormente Limitato superiormente Velocità di trasmissione 10 Mbps con evoluzioni verso 100 e 1000 Mbps 4 e 16 Mbps con evoluzioni a 100 Mbps 100 Mbps Throughpput massimo 4 Mbps nella versione a 10 Mbps 3 o 12 Mbps nelle due versioni a 4 e 16 Mbps 80 Mbps

SOTTOLIVELLO LLC IEEE 802.2 Una sorta di HDLC, "alleggerito" per le LAN Unico per tutti gli standard di MAC IEEE 802 Offre CLNS e CONS immediatamente al di sopra del sottolivello MAC del livello Data Link (ma CONS raramente usati nelle LAN) Tipo 1 - Unacknowledged Connectionless Service Tipo 2 - Connection Oriented Service Tipo 3 - Semireliable (Connectionless) Service Consente la coesistenza di protocolli diversi al livello Network, discriminandoli per mezzo dei propri SAP (che non sono indirizzi in LLC)

TIPO 1 - UNACKNOWLEDGED CONNECTIONLESS SERVICE Non va creata alcuna connessione prima che il mittente invii un messaggio al destinatario Alla ricezione di un messaggio il destinatario non invia alcun acknowledge al mittente A questo livello non si tenta in alcun modo di correggere gli eventuali errori di trasmissione (messaggio perduto, messaggio corrotto) Non viene effettuato alcun controllo di flusso (trame non numerate, quindi non riordinabili se arrivano al destinatario fuori sequenza) Trasmissione unicast, multicast o broadcast

HEADER DI LLC IEEE 802.2: CAMPI DSAP, SSAP, CONTROL Campi DSAP e SSAP di formato fisso (1 byte) I primi due bit (quelli meno significativi) sono riservati I rimanenti 6 bit individuano un protocollo (assegnazione a cura di ISO, ma solo per i protocolli definiti da comitati di standardizzazione) Alcune assegnazioni standard di DSAP/SSAP 06 (hex) - protocollo IP di Internet (DoD) 42 (hex) - protocollo di Spanning Tree (IEEE 802.1D) AA (hex) - SNAP PDU (vedere prossima slide) Campo Control di formato variabile (1-2 byte) Il formato a 2 byte è riservato ai CONS di Tipo 2 e 3 Nelle LAN viene normalmente posto uguale a 03 (hex), il codice dei CLNS di Tipo 1 (Unnumbered Information)

SNAP PDU DI LLC IEEE 802.2 SNAP (Subnetwork Access Protocol): sorta di "escape" che consente di utilizzare protocolli proprietari (non riconosciuti da ISO) con LLC DSAP e SSAP vengono entrambi posti al valore AA (hex) Il campo Control viene posto a 03 (hex) come visto sopra Allo header di LLC si aggiungono due campi OUI (Organization Unique Identifier): codice che identifica l'organizzazione che ha definito il protocollo Protocol Type: codice che identifica il protocollo con cui interpretare il contenuto della Network PDU (ma Protocol Type interpretato come in Ethernet v2.0 se OUI=000000) AA AA 03 Organization Unique Identifier (3 byte) Protocol Type (2 byte) Network PDU

SNAP PDU DI LLC: ESEMPI Protocollo IP di Internet con e senza SNAP Protocollo EtherTalk con e senza OUI di Apple AA AA 03 00 00 00 0800 IP PDU 06 06 03 IP PDU AA AA 03 08 00 07 809B AppleTalk PDU AA AA 03 00 00 00 809B AppleTalk PDU

ETHERNET E IEEE 802.3+SNAP MAC DSAP MAC DSAP MAC SSAP MAC SSAP Payload Proto Type Lenght AA AA 03 OUI Proto Type Payload FCS FCS