Trasmissione

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
0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0
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 (2400-9600 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
pc
pc
LAN dorsale
pc
server
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

Messaggio

Pacchetto
• concepita per la telefonia
• concepita per i dati
• concepita per i dati
Commutazione di circuito
A
C
B
D
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
A
C
D
C
C
C
N1
C
C
C
N2
B
C
B
A
D
N3
N4
D D D
D
L'informazione è raggruppata in pacchetti.
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.