Guida Alle Reti

Anno formativo 2007/08Mail: [email protected]: ferretto.massimo65Msn: [email protected]

Guida alle reti

• Concetti fondamentali di una rete (M1)• Switching (M2)• Routing (M3)• Reti wirless (M4)

Moduli

formatore: Ferretto Massimo 2aggiornamento: settembre 2007

Guida all’etichette

3

Etichetta Descrizione

Revisione di contenuti svolti

Descrizione degli aspetti teorici dell’argomento in svolgimento

Descrizione di una procedura da seguire

Esercitazione

Teoria

Ripasso

Procedura

Formatore Massimo Ferretto aggiornamento settembre 2007

Consegna

• Unità 1.1: Elementi di matematica• Unità 1.2: Modello ISO/OSI • Unità 1.3 : Il protocollo TCP/IP• Unità 1.4 : Elementi costitutivi di una rete• Unità 1.5 :Gli aspetti fisici di una rete• Unità 1.6: Gli aspetti logici di una rete

Unità didattiche modulo M1


• Il sistema di numerazione binario• Il sistema di numerazione esadecimale• Elementi di logica booleana• Unità di misura e conversione

Argomenti unità 1.1


Il sistema di numerazione binario

6formatore: Ferretto Massimo aggiornamento: settembre 2007

Teoria


• Vediamo il metodo di conversione da decimale a binario.– Supponiamo di voler trasformare il numero 145 in binario

• 128 sta nel 145 con l’avanzo di (145-128) 17• 64 non sta nel 17• 32 non sta nel 17• 16 sta nel 17 con l’avanzo di (17-16) 1• 8 non sta nell’ 1• 4 non sta nell’ 1• 2 non sta nell’ 1• 1 sta nell’ 1 con l’avanzo di 0

– Risultato della conversione 10010001

7aggiornamento: settembre 2007formatore: Ferretto Massimo

Teoria


• Vediamo il metodo di conversione da binario a decimale.– Supponiamo di voler trasformare il numero 10101011 in

decimale• 2^0 * 1 = 1 +• 2^1 * 1 = 2 +• 2^2 * 0 = 0 +• 2^3 * 1 = 8 +• 2^4 * 0 = 0 +• 2^5 * 1 = 32 +• 2^6 * 0 = 0 +• 2^7 * 1 = 128

– Risultato della conversione 171


Teoria

Il sistema di numerazione esadecimale

• L’utilizzo dei numeri esadecimali è comune dove si dovrebbero utilizzare troppe cifre binarie per esprimere un valore.

• Ad esempio nei router cisco il registro di configurazione è espresso attraverso una numerazione esadecimale.

• Ad esempio l’espressione binaria 0010000100000010 equivale a 2102 in esadecimale


Teoria


• Quattro cifre in binario sono espresse attraverso una sola cifra esadecimale che si rappresenta attraverso numeri da 0 a 9 e lettere da A a F

• Nella tabella seguente sono riportate le possibili combinazioni di quattro cifre binarie espresse in esadecimale.


Teoria



Teoria


• Per la conversione da esadecimale in binario, si divide il numero binario in gruppi da quattro cifre e attraverso la tabella precedente si effettua la conversione.


Teoria


• Ad esempio 10101110 lo si riduce a 1010 1110 che tradotto in esadecimale diventa AE


Teoria

Elementi di logica booleana

• L’uscitadell’operatoreprodotto logico sitrova a valore alto setutti gli ingressi sitrovano a valore alto.

aggiornamento: settembre 2007 14formatore: Ferretto Massimo

Teoria

• L’uscita dell’operatoresomma logica si trovaa valore alto se almenouno degli ingressi sitrova a valore alto.

aggiornamento: settembre 2007 15formatore: Ferretto Massimo

Elementi di logica booleana

Teoria

Unità di misura e conversione


Teoria

Fine unità 1.1

• Dalle reti locali alle reti globali• Architetture di rete stratificate e modello ISO/OSI• Protocolli Internet e loro relazioni con i livelli

ISO/OSI• Significato dei primi tre livelli ISO/OSI per le LAN• Limiti del modello ISO/OSI e nuove tecnologie di

LAN

Argomenti unità 1.2


Dalle reti locali alle reti globali

• DAN – Desktop Area Network (1 m)• PAN – Personal Area Network (10 m)• OAN – Office Area Network (100 m)• LAN – Local Area Network (1 km)• CAN – Campus Area Network (10 km)• MAN – Metro Area Network (100 km)• WAN - Wide Area Network (1000 km)• GAN - Global Area Network (10000 km)

N.B. --- I termini in rosso non sono degli standard


Teoria

Architetture di reti a strati

• Livello superiore: un'applicazione mette a disposizione dell'utente alcune funzionalita'

• Livello inferiore: un dispositivo fisico immette e/o estrae un segnale in un conduttore fisico

• Distanza eccessiva per "appoggiare" il livellosuperiore direttamente su quello inferiore

• Necessita' di inserire livelli intermedi per affrontare ilproblema per gradi (passo-passo)

• Individuare concetti (astrazioni) "naturali" chiaramente identificabili e riconoscibili


Teoria

Modello ISO/OSI

• ISO - International Standards Organization• OSI - Open Systems Interconnection• ISO 7498 - Basic Reference Model• Obbiettivi

– fornire base comune per sviluppo di standard per l'interconnessione di sistemiinformatici

– fornire un modello di riferimento rispetto al quale confrontare architetture direte proprietarie e non

• Non-obbiettivi– definire servizi o protocolli specifici e relativi standard

• Altri enti: ANSI, ETSI, IEEE, ITU-T (ex CCITT)


Teoria

Modello ISO/OSI: principi

• Architettura di comunicazione a livelli (layer)• Ogni entita' (entity) atta a comunicare e' univocamente

attribuita a un "suo" livello• Le entita' di livello N si interfacciano solo con quelle del

livello N-1 o con quelle del livello N+1 tramite i Service Access Point (SAP)

• Le entita' di livello N comunicano solo con quelle dilivello omologo (peer entities) come specificato daopportuni protocolli, a tal fine interfacciandosi con entita' di livello N-1

• Entita' di livello 1 comunicano direttamente usando icanali trasmissivi che le connettono


Teoria

Modello ISO/OSI: interfacciamento

Entita' di livello N Entita' di livello N

Entita' di livello N-1 Entita' di livello N-1

N-1 SAP N-1 SAP N-1 SAP

Interfaccia tra i livelli N e N-1


Teoria

Modello ISO/OSI: comunicazione tra sistemi

Interfaccia tra i livelli N+1 e N

Entita' di livello N Entita' di livello N

Interfaccia tra i livelli N e N-1

Entita' di livello N-1 Entita' di livello N-1

Interfaccia tra i livelli N-1 e N-2

Protocollo di livello N

Protocollo di livello N-1

SISTEMA A SISTEMA Bformatore: Ferretto Massimo 24aggiornamento: settembre 2007

Teoria

Modello ISO/OSI: i sette livelli

• Livello 7 - Applicazione• Livello 6 - Presentazione• Livello 5 - Sessione• Livello 4 - Trasporto• Livello 3 - Rete• Livello 2 - Dati• Livello 1 - Fisico

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

Fisico


Teoria

Livello fisico

• Compito: trasmettere sequenzebinarie sul canale trasmissivo

• Mezzo trasmissivo– cavo: materiale (metallo, vetro), struttura

(rivestimento, schermatura, numero diconduttori), lunghezza, sezione, attenuazione, impedenza, diafonia, apertura numerica, connettori, raggi di curvatura, tecniche di posa, etc.

– etere: antenna (tipo, forma, guadagno), forma dei lobi, distanza da ostacoli, etc.

• Segnali– frequenza, tensione, potenza, codifica,

modulazione (in banda base, di fase, difrequenza, di ampiezza), etc.

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

Fisico


Teoria

Livello dati

• Compito: trasmettere trame(frame) con "sufficiente" affidabilita' tra due entita' direttamente connesse, rilevareerrori di trasmissione e (atipico in LAN) eventualmente correggerli

• Trama– delimitazione, ordinamento dei bit, suddivisione

in campi, indirizzi, etc.

• Rilevazione e correzione errori– FCS (Frame Control Sequence), codici

autocorreggenti, ritrasmissione, etc.

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

Fisico


Teoria

Livello rete

• Compito: gestire l'instradamento ditrame attraverso sistemi intermedi, ed eventualmente trovare percorsialternativi in caso di guasti

• Algoritmi di instradamento– definizione e/o apprendimento (completo o parziale)

della topologia della rete, calcolo del percorso su base locale e/o globale, riconfigurazione in caso di guasti, etc.

• Non necessariamente garantisce– affidabilita' della trasmissione delle trame, non

duplicazione alla destinazione, rispetto alladestinazione del loro ordine di invio

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

Fisico


Teoria

Livello trasporto

• Compito: trasferire l'informazioneend-to-end affidabilmente e trasparentemente, ottimizzandol'uso delle risorse

• Affidabilita'– tutte le trame arrivano a destinazione, in copia unica

e in ordine

• Trasparenza– "forma" dell'informazione qual'era alla sorgente

conservata a destinazione

• Ottimizzazione– traffico riparito sui canali disponibili, prevenzione

della congestione della rete

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

Fisico


Teoria

Livello sessione

• Compito: gestire il dialogo end-to-end tra due programmi applicativiche debbono comunicare

• Dialogo– garantire la mutua esclusione nell'utilizzo di risorse

condivise, intercalare domande e risposte garantendola consequenzialita'

• Sincronizzazione– stabilire punti intermedi nella comunicazione rispetto

ai quali entrambe le parti abbiano la garanzia chequanto accaduto "prima" sia andato a buon fine

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

Fisico


Teoria

Livello presentazione

• Compito: gestire la sintassidell'informazione lungo l'interopercorso end-to-end, convertendol'uno nell'altro i vari formati

• Sintassi astratta– definizione formale dei dati scambiati dagli applicativi

• Sintassi concreta locale– come i dati sono rappresentati sui singoli sistemi

• Sintassi concreta di trasferimento– come i dati sono rappresentati lungo il percorso

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

Fisico


Teoria

Livello applicazione

• Compito: definire i servizi attraversocui l'utente (non necessariamenteumano) utilizza la rete, con tutte le relative interfacce di accesso

• Servizi di utente– terminale virtuale, trasferimento di file, posta

elettronica, servizi di directory, etc.

• Servizi di sistema operativo– risoluzione di nomi, localizzazione di risorse,

sincronizzazione degli orologi tra sistemi diversi, controllo di diritti di accesso, etc.

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

Fisico


Teoria

Protocolli internet e relazioni con il modelloISO/OSI

Application

Presentation

Session

Transport

Network

Data Link

Physical Link

Transport

Internetwork

Network

Application


Teoria

Application

Presentation

Session

Transport

Network

Data Link

Physical Link

TCP

IP

Network

FTP, TELNET,RSH, RCP

RLOGIN, etc.


Protocolli internet e relazioni con il modelloISO/OSI

Teoria

Protocolli Internet: livello trasporto

• TCP (Transmission Control Protocol) Protocolloconnesso, affidabile; mette a disposizione flussibidirezionali di byte simili ai file e alle pipe di Unix

• UDP (Universal Datagram Protocol) Protocollo nonconnesso, inaffidabile; mette a disposizione unservizio di invio di datagram (una "promozione" alivello trasporto dei pacchetti IP)


Teoria

Significato dei primi tre livelli ISO/OSI nelle LAN

• Primi tre livelli: significato end-to-end limitato o nullo nel modello ISO/OSI tradizionale

• Sistemi intermedi che operano ai soli primi tre livellisono "invisibili" ai livelli superiori

• Possibilita' di segmentare ai livelli 1-3 le reti a tecnologia omogenea

• Possibilita' di raccordare ai livelli 2-3 (e 7) le reti a tecnologia eterogenea


Teoria

Comunicazione peer to peer: livello uno

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

Fisico

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

FisicoBits


Teoria

Comunicazione peer to peer: livello due

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

Fisico

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

FisicoFisico Fisico

Frames


Teoria

Comunicazione peer to peer: livello tre

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

Fisico

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

Fisico

Dati

Fisico

Dati

Fisico

Packets


Teoria

Limiti del modello ISO/OSI

• Modello sviluppato quando i canali eranorelativamente lenti e inaffidabili: conveniente ilcontrollo/correzione errori per ogni tratta

• Oggi i canali sono veloci e affidabili: assai piu' conveniente confinare "ai bordi" della rete ilcontrollo e la correzione degli errori

• Avviata da tempo la “rimozione” di tutto ciò che stasotto il Livello 3 (soprattutto WAN)

– P.es. IP-over-WDM, IP-over-SDH, IP-over-MLDS, etc.


Teoria

Fine unità 1.2

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