LE RETI DI COMPUTER - Istituto Paritario Michelangelo

LE RETI DI COMPUTER
Topologie di rete,
Tecniche di commutazione
TOPOLOGIE DI RETE
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TOPOLOGIA DI RETE
Con il termine topologia si fa riferimento alla disposizione degli
oggetti fisici nello spazio.
Definire la topologia di una rete, significa progettare nei particolari la
configurazione e l’u i azio e dei componenti della rete stessa (posizione
dei nodi e realizzazione dei collegamenti fisici).
Si può disegnare quindi un grafo con nodi e archi che rappresentano i
collegamenti:
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TIPI DI CONNESSIONI
Due nodi possono essere messi in comunicazione in due modi diversi:
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TOPOLOGIA DELLA RETE
La combinazione fra collegamenti fisici e logici, implementati in una rete
di comunicazione, definisce la topologia della rete.
I parametri più importanti da tenere in considerazione sono:
 Il numero di nodi
 Il numero di canali trasmissivi
 la ridondanza, cioè la possibilità di scegliere tra più strade alternative
per raggiungere la destinazione.
In una rete la presenza di collegamenti ridondanti è un aspetto molto
positivo perché migliora la fault tolerance (tolleranza ai guasti)
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TOPOLOGIE DI RETE CLASSICHE : RETI A STELLA
Caratteristiche:
n = numero di nodi
c = numero di canali = n-1
Basate su un nodo centrale al quale sono
connessi tutti gli altri nodi periferici.
La comunicazione tra due nodi passa
sempre dal nodo centrale
Al centro della stella, potrebbe trovarsi un elemento passivo (in genere
si trova un hub ) oppure un elemento attivo, i uest’ulti o aso esso
ostituis e il e t o ev algi o dell’i te o siste a.
La fault tolerance è inesistente! (nel caso in cui un canale si guasti, la
funzionalità della rete viene compromessa)
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TOPOLOGIE DI RETE CLASSICHE : RETI AD ANELLO
Caratteristiche:
n = numero di nodi
c = numero di canali = n
Basate su una linea chiusa alla quale
possono connettersi tutti i nodi della rete.
Unico canale condiviso : un nodo per
comunicare con un altro deve far scorrere
l’i for azio e fino a quando questa non giunge a destinazione : ogni
odo t as ette l’i fo azio e al suo vi i o. Pe uesto otivo o o e
assegnare ad ogni nodo un indirizzo.
La fault tolerance è inesistente!
Se si guasta un canale, la rete non funziona più.
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TOPOLOGIE DI RETE CLASSICHE : RETI A BUS
Caratteristiche:
Sono le reti più utilizzate
per le LAN di tipo Ethernet.
Un unico canale condiviso.
Sono reti di tipo broadcast, in quanto il messaggio trasmesso da un
nodo viene ricevuto da tutti gli altri nodi.
A differenza delle reti ad anello, un nodo non ha bisogno di
ritrasmettere un messaggio, in quanto le informazioni sono ricevute da
tutti i nodi.
La fault tolerance è inesistente!
In caso di guasto, risulta laborioso individuare il tratto guasto del
cablaggio che ha causato il malfunzionamento.
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TOPOLOGIE DI RETE CLASSICHE : RETI AD ALBERO
Caratteristiche:
n = numero di nodi
c = numero di canali = n-1
È la topologia magliata con il minor
numero di nodi , potrebbe quindi essere
la rete preferita per il cablaggio delle WAN  minor costo di cablaggio,
ma occorre considerare che
La fault tolerance è inesistente!
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TOPOLOGIA DI RETE CLASSICHE :
RETI PARZIALMENTE MAGLIATE
Caratteristiche:
Sono reti tipicamente geografiche,
in cui la tolleranza ai guasti dipende
dal numero dei canali implementati.
Si cerca di raggiungere un compromesso fra affidabilità della rete e
costo per realizzarla, poiché aumentando il numero di canali aumenta la
tolleranza ai guasti ma aumentano anche i costi.
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TOPOLOGIA DI RETE CLASSICHE :
RETI COMPLETAMENTE MAGLIATE
Caratteristiche:
Sono le reti che hanno la maggiore
tolleranza ai guasti e costi rilevanti.
Per ogni aggiunta di un nodo si devono
aggiungere n canali.
Si utilizzano solo in reti di piccole dimensioni, dove l’affida ilità e le
prestazioni sono fattori determinanti.
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TOPOLOGIA DI RETE CLASSICHE : riepilogo caratteristiche
Utilizzi comuni :
LAN : reti ad anello, a bus e a stella
WAN : topologie magliate.
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TECNICHE DI COMMUTAZIONE
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LE TECNICHE DI COMMUTAZIONE
Nelle reti, per mettere in comunicazione due utenti, esistono
fondamentalmente due tecniche:
 la commutazione di circuito
di derivazione dal sistema telefonico, che crea un
reale collegamento fisico dedicato;
 la commutazione di pacchetto
di derivazione informatica, che utilizza la tecnica
dell’i st ada e to.
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COMMUTAZIONE DI CIRCUITO
In passato le centrali telefoniche funzionavano
manualmente : le operatrici telefoniche erano
incaricate di creare connessioni tra i vari utenti che
desideravano effettuare una telefonata.
Oggi, con le centrali automatiche, la stessa operazione viene svolta da
dispositivi elettronici attivati auto ati a e te dall’appa e hio
dell’ute te.
Nella commutazione di circuito si crea un vero
collegamento fisico tra i due utenti che resta
stabile e riservato per tutta la durata della
comunicazione
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COMMUTAZIONE DI CIRCUITO
La commutazione di circuito prevede tre fasi distinte :
1. Attivazione del circuito
si sta ilis e la o essio e fisi a f a l’u ità hia a te e
l’u ità hia ata (es. telefono: si è composto il numero e si attende
he l’alt a pa te ispo da)
2. Utilizzo del canale trasmissivo
trasmissione dei dati (es. telefono: i due interlocutori stanno
comunicando fra loro)
3. Svincolo
la connessione viene chiusa (es. telefono: si ripone il ricevitore
nella propria sede)
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COMMUTAZIONE DI PACCHETTO
Questa tecnica permette un migliore utilizzo dei mezzi trasmissivi ed è
asata su siste i digitali sia pe l’instradamento che per la
trasmissione dei dati.
Ogni volta che si effettua una trasmissione, è necessario indicare
alcuni dati aggiuntivi con cui si definisce il mittente e il destinatario,
analogamente a ciò che accade per le spedizioni postali. (operazione
di imbustamento per creare pacchetti pronti per essere inviati)
header
payload
Un pacchetto è costituito da due parti fondamentali: la parte di
intestazione (header) e la parte vera e propria dei dati (payload).
La modalità di imbustamento e dimensione massima dei pacchetti
dipe do o dall’i f ast uttu a della ete.
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COMMUTAZIONE DI PACCHETTO : segmentazione
In alcuni casi, visto che i pacchetti hanno dimensione massima, il
messaggio viene spezzettato in più segmenti e ricomposto durante la
ricezione.
header
payload
Nell’i testazio e è spe ifi ato u numero progressivo attribuito al
pacchetto durante la scomposizione e serve per la ricomposizione da
parte del destinatario del messaggio originale.
In questo modo il pacchetto è svincolato dal percorso fisico dei dati!
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COMMUTAZIONE DI PACCHETTO : segmentazione
 i pacchetti sono instradati nella rete e ognuno di essi potrà seguire
percorsi differenti verso la destinazione;
 il nodo destinatario potrà ricevere i pacchetti anche in ordine
diverso da quello di trasmissione; il messaggio originario viene
ricostruito sfruttando la numerazione dei pacchetti ;
 In una rete geografica si possono distinguere due tipi di nodi :
quelli intermedi e quelli finali. Quelli intermedi svolgono la
funzione di instradamento, ioè i ase all’i di izzo di
destinazione, decidono il percorso più breve.
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Come vengono trasferiti i dati in
commutazione di pacchetto:
Invio dei file
Ogni vagone
dispone di
1. Un numero
d’ordine
2. Un indirizzo
di partenza
3. Un indirizzo
di arrivo
Un clic per vedere il cammino dei pacchetti
Arrivo del file
COMMUTAZIONE DI PACCHETTO : vantaggi
Questa modalità di trasmissione offre un duplice vantaggio:
• o se te altissime velocità nella trasmissione delle
informazioni in quanto ogni pacchetto viaggia in modo
autonomo nella rete individuando la via più breve per
giungere a destinazione
• e de possi ile l'attivazio e di molteplici connessioni
contemporaneamente.