5-1 Interconnessione di LAN Crediti Parte delle slide seguenti sono adattate dalla versione originale di J.F Kurose and K.W. Ross (© 1996-2003 All Rights.

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1 5-1 Interconnessione di LAN Crediti Parte delle slide seguenti sono adattate dalla versione originale di J.F Kurose and K.W. Ross (© 1996-2003 All Rights Reserved)

2 5-2 Interconnessione di LAN D: Perchè non ununica grande LAN? r Limite sulla quantità di traffico gestibile: in una singola LAN tutte le stazioni devono condividere la banda r Lunghezza limitata: IEEE 802.3 specifica lunghezza massima del cavo r Dominio di collisione esteso (molte stazioni possono interferire tra loro) r Numero limitato di stazioni: In IEEE 802.5 ritardo per il passaggio del token ad ogni stazione

3 5-3 Hub r Dispositivi a livello fisico: essenzialmente dei repeater operanti a livello di bit: ripetono i bit ricevuti da uninterfaccia su tutte le altre interfacce r Hub possono essere organizzati in una gerarchia a più livelli (multi-tier) con un hub backbone al livello più alto

4 5-4 Hub (cont.) r Ogni LAN connessa rappresenta un segmento di LAN r Hub non isolano i domini di collisione: un nodo può entrare in collisione con un altro nodo che risiede in uno qualunque dei segmenti di LAN r Vantaggi degli hub: m dispositivi semplici ed economici m Multi-tier fornisce un degrado contenuto: porzioni della LAN continuano ad operare se un hub non funziona m estendono massima distanza tra coppie di nodi (100m per hub)

5 5-5 Limiti degli Hub r Dominio di collisione singolo non permette incremento del throughput max m multi-tier throughput uguale a single segment throughput r Vincoli della singola LAN pone limiti sul numero dei nodi nello stesso dominio di collisione e sulla copertura geografica massima permessa r Non permettono la connessione di differenti tipi di Ethernet (es. 10BaseT e 100baseT)

6 5-6 Bridge r Dispositivo a livello Link m store & forward frame Ethernet m esamina header della frame header e selettivamente inoltra frame basandosi sullindirizzo MAC di destinazione m quando frame deve essere inoltrata in un segmento, usa CSMA/CD per accedere il segmento r Trasparenti m host ignorano la presenza dei bridge r Plug-and-play, auto-apprendimento m bridge non necessitano di essere configurati

7 5-7 Bridge: Isolamento traffico r Listallazione dei bridge spezza la LAN in segmenti di LAN r I bridge filtrano i pacchetti: m frame appartenenti allo stesso segmento di LAN non sono di solito inoltrate agli altri segmenti di LAN m segmenti diventano domini di collisione separati bridge collision domain collision domain = hub = host LAN (IP network) LAN segment

8 5-8 Inoltro Come determinare a quale segmento inoltrare la frame? Assomiglia ad un problema di routing...

9 5-9 Auto-apprendimento r Un bridge ha una bridge table r Entry nella bridge table: m (Indirizzo LAN, Interfaccia Bridge, Time Stamp) m entry vecchia viene eliminata (TTL di solito = 60 min) r I bridge apprendono quali host possono essere raggiunti attraverso quali interfacce m quando una frame è ricevuta, il bridge impara dove sta il sender: segmento LAN entrante m registra coppia sender/segmento LAN nella bridge table

10 5-10 Filtraggio/Inoltro Quando un bridge riceve una frame: index bridge table using MAC dest address if entry found for destination then{ if dest on segment from which frame arrived then drop the frame else forward the frame on interface indicated } else flood inoltra a tutte le interfacce tranne a quella da cui la frame è arrivata

11 5-11 Bridge: Esempio Ipotesi: C invia frame a D e D risponde a C con una frame r Bridge riceve frame da C m appunta nella bridge table che C è sullinterfaccia 1 m poichè D non è nella tabella, il bridge invia frame alle interfacce 2 e 3 r frame viene ricevuta da D

12 5-12 Bridge: Esempio (cont.) r D genera frame per C e la invia r bridge riceve frame m appunta nella bridge table che D è sullinterfaccia 2 m bridge sa che C è sullinterfaccia 1, così selettivamente inoltra frame allinterfaccia 1 C 1

13 5-13 Interconnessione senza backbone r Non raccomandato per due motivi: - singolo point of failure allhub di Computer Science - tutto il traffico tra EE e SE deve passare dal segmento di CS

14 5-14 Configurazione Backbone Raccomandato !

15 5-15 Bridge: Spanning Tree r Per aumentare laffidabilità, è desiderabile avere percorsi alternativi e ridondanti tra sorgente e destinazione r Con percorsi multipli risultano percorsi ciclici – i bridge possono moltiplicare e inoltrare frame per sempre r Soluzione: organizzare bridge in uno spanning tree disabilitando alcune interfacce Disabled

16 5-16 Bridge: Vantaggi r Isolano i domini di collisione aumentando il throughput totale max r Numero di nodi e copertura geografica senza limiti r Possono connettere diversi tipi di Ethernet (e altri tipi di LAN) r Trasparenti (plug-and-play): nessuna configurazione necessaria

17 5-17 Bridge vs. Router r Entrambi dispositivi store-and-forward m router: dispositivi network-layer (esaminano header del livello rete) m bridge: dispositivi link-layer r router gestiscono routing tables, implementano algoritmi di routing r bridge gestiscono bridge tables, implementano filtraggio, auto-learning e spanning tree

18 5-18 Router vs. Bridge Bridge + e - + Operazioni nei bridge più semplici e richiedono minor processamento del pacchetto + Bridge table si auto-costruiscono - Tutto iltraffico è confinato allo spanning tree, anche quando percorsi alternativi esisterebbero - Bridge non offrono protezioni dalle broadcast storm

19 5-19 Router vs. Bridge Router + e - + toplogie arbitrarie possono essere supportate, ciclicità limitata da campo TTL (e buoni protocolli di routing) + forniscono protezione contro broadcast storm - richiedono configurazione indirizzo IP (non plug&play) - necessitano di un più alto processamento di pacchetto r bridge vanno bene in reti medio-piccole (poche centinaia di host) mentre i router vanno usati nelle grandi reti (migliaia di host)

20 5-20 Switch (commutatori) Ethernet r Essenzialmente bridge multi-interfaccia r Inoltro e filtraggio a Livello 2 (frame) usando indirizzi LAN r Switching: A-to-A e B-to-B simultaneamente, nessuna collisione m Full-duplex r Grande numero di interfacce r Spesso: host singoli connessi a stella in uno switch m Ethernet ma senza collisioni!

21 5-21 Switch Ethernet r Cut-through switching: frame inoltrata dallinterfaccia di ingresso a quella di uscita senza aspettare di riassemblare lintera frame m leggera riduzione nel ritardo r Accesso dedicato allo switch (non condiviso con altri host) m nessun pericolo di collisioni r Switch permettono combinazioni di accessi dedicati e condivisi a interfacce a 10/100/1000 Mbps m devono saper gestire il throughput complessivo

22 5-22 LAN tipica (rete IP) Dedicated Shared