Concetti generali Flashcards
Definizione (concetto) di informazione
Cambiamento dello stato di un sistema, deve contenere incertezza per dire qualcosa
Definizione di comunicazione e telecomunicazione
Comunicazione: trasferimento di info cin convenzioni prestabilite
Telecomunicazioni: qualsiasi trasmissione o ricezione di segnali elettromagnetici
Funzioni di una rete di telecomunicazione (solo elenco)
Segnalazione, Commutazione, Trasmissione, Gestione
Funzione di segnalazione: cos’è e di che tipo può essere
Scambio di informazioni che riguardano l’apertura, il controllo e la chiusura di connessioni e la gestione di una rete di telecomunicazione. Serve per il trasferimento dell’informazione
ma non è l’informazione. La segnalazione può essere di utente o di rete.
Funzione di commutazione
processo di interconnessione di unità funzionali, canali di trasmissione e
circuiti di telecomunicazione per tutto il tempo necessario al trasferimento dei segnali. È il momento
in cui la rete individua le risorse necessarie per collegare gli utenti e stabilisce un circuito fisico o virtuale
Funzione di trasmissione
trasmissione dei dati effettivi quando il circuito è stato creato
Funzione di gestione
operazioni a breve o lungo termine per far funzionare il sistema. operazioni come: nuovi utenti (+ apparati o canali), evoluzione tecnologica con sostituzione di apparati, riconfigurazione per guasti, monitoraggio e controllo
Definizione di mezzo trasmissivo, qual è un suo parametro?
mezzo FISICO su cui viaggiano segnali; la capacità è la massima quantità di dati per periodo di tempo (∼ veloci-
tà) che un mezzo può sostenere nel trasmettere i dati, perciò dipende dalla tecnologia con
cui è realizzato ed è limitata superiormente dalla sua banda spettrale
Definizione di canale, da che parametri è caratterizzato?
uno o più mezzi trasmissivi e interconnette effettivamente i punti che comunicano. è caratterizzato da banda, capacità, velocità, traffico offerto e throughput
Parametri che caratterizzano un canale
banda: bit/secondi
capacità:
velocità
traffico offerto:
throughput: ≤ traffico offerto e ≤ capacità: min tra le capacità dei mezzi che lo compongono -> collo di bottiglia
Mediante quale struttura si definiscono le tipologie di rete?
grafo in cui i vertici sono i nodi e gli archi sono i canali
Quali tipologie di canale esistono?
Punto-punto, multi-punto, broadcast, stella attiva e passiva, bus attivo e passivo, anello, maglia completa, albero, maglia
Caratteristiche del canale punto-punto
può essere full-duplex o Half-duplex
Caratteristiche del canale multi-punto
Un nodo master e numerosi slave; asimmetria poichè gli slave devono avere l’autorizzazione del master per interagire con la rete.
Caratteristiche del canale broadcast
C’è un unico canale di comunicazione condiviso da tutti i nodi. L’informazione inviata da un nodo è ricevuta da tutti gli altri (a meno che non venga specificato l’indirizzo di un nodo destinazione $\rightarrow$ punto-punto)
Caratteristiche del canale a maglia completa
Ogni nodo è collegato con tutti gli altri. I canali sono molti e quindi il costo è elevato, ma la tolleranza ai guaasti è ottima. Ci sono molti percorsi possibili ma solo uno diretto. È usata solo nelle reti con pochi nodi, per esempio nei nodi di commutazione nazionale nella rete telefonica.
C = N(N-1) / 2
Caratteristiche del canale ad albero
- vulnerabile ai guasti
- ok a livello di costo
- C = N-1
Caratteristiche del canale a stella attiva
Il nodo centrale ha il compito di fornire la connettività tra i nodi periferici, quindi non fa parte del numero di nodi $N$. È vulnerabile ai guasti del centro stella. Il numero dei canali è basso e quindi anche il costo; il percorso possibile è singolo.
Sono usate nelle reti locali, via satellite, radio e cellulari.
C = N
Caratteristiche del canale stella passiva
Il nodo centrale ha il compito di trasmettere ciò che ha ricevuto da un ingresso a tutti gli altri nodi periferici. Si tratta infatti di un \underline{unico canale broadcast}.
Come la stella attiva il numero dei canali è basso e quindi anche il costo; il percorso possibile è singolo.
È usata nelle reti locali.
C = 1
Caratteristiche del canale a maglia
generico, difficile trovare percorsi
canali da N-1 a N(N-1)/2
Caratteristiche del canale ad anello
puo essere unilaterale o bilaterale che è meglio per i guasti anche se ha capacità dimezzata
C per unilaterale è N/2
C per bilaterale è N
Caratteristiche del canale a bus attivo
Come nella stella esiste un solo possibile percorso tra ogni coppia. A differenza della stella passiva però, in cui tutti i nodi sono alla stessa distanza dal centro, i nodi nel bus sono a distanze differenti e questo implica tempistiche differenti e notevoli discrepanze.
Bus attivo: c’è un solo canale che attraversa tutti i nodi; è un caso particolare di albero.
C = N-1
Bus passivo: collegamento su cui si affacciano tutti i nodi
C = 1
Caratteristiche del canale a bus passivo
Come nella stella esiste un solo possibile percorso tra ogni coppia. A differenza della stella passiva però, in cui tutti i nodi sono alla stessa distanza dal centro, i nodi nel bus sono a distanze differenti e questo implica tempistiche differenti e notevoli discrepanze.
Bus attivo: c’è un solo canale che attraversa tutti i nodi; è un caso particolare di albero.
C = N-1
Bus passivo: collegamento su cui si affacciano tutti i nodi
C = 1
Cos’è la topologia fisica di un canale?
Tiene conto del percorso dei mezzi trasmessivi: di fatto si rappresentano nodi e canali come fatto fino ad ora.
Cos’è la topologia logica di un canale?
Definisce l’interconnessione e quindi la relazione che c’è tra nodi mediante canali: si rappresentano delle frecce per indicare quali nodi sono connessi (anche non direttamente).
Come può essere la rete in base al servizio che offre?
dedicata o integrata
Come possono essere i servizi offerti?
portanti o teleservizi
Quali sono i due modelli di accesso ai servizi?
P2P o client server
Come si può caratterizzare il tipo di trasmissione e ricezione in una rete?
trasmissione: analogica o digitale
e ancora può essere parallela o seriale ma in entrambi i casi c’è bisogno di un servizio di sincronizzazione
la ricezione può essere asincrona/burst mode o sincrona/continua
asincrona: ogni byte è trasmesso separatamente dagli altri e c’è bisogno di sincronizzazione a ogni byte infatti il segnale contiene bit di “avviso” come Start Bit e Parti Bit
sincrona: c’è sincronizzazione sono all’inizio della trama e rimane per tutta la trama -> ricezione continua
Come può avvenire il trasferimento di un segnale in generale?
condivisione di canale (-> multiplazione o accesso multiplo) o condivisione di noto (-> commutazione)
Come si realizza la condivisione di canale?
con la multiplazione se tutti i flussi accedono da uno stesso punto, altrimenti con l’accesso multiplo
Multiplazione di frequenza
- canale diviso in frequenze
- slot divisi da bande di guardia per gestire effetto Doppler
- banda di frequenza utilizzata proporzionale alla velocità di trasmissione
- necessario un controllore che gestisca le frequenze
Multiplazione di tempo
- canale diviso in slot temporali nel senso che vi si accede uno per volta e ognuno usa per uno slot di tempo tutto il canale
- ci sono tempi di guardia in cui nessuno trasmette
- più veloce della multiplazione di frequenza
Multiplazione di codice
- no limiti di tempo o di banda, ognuno usa tutto quando vuole
- info viene codificata così nessun altro la capisce
- problema: per uno spazio di dimensione n si hanno n codici disponibili perchè i segnali devono essere ortogonali
- vantaggio: resistente ai disturbi
Multiplazione di spazio
- territorio diviso in celle e in ognuna c’è un’antenna
- ogni cella utilizza la stessa frequenza ma non ci sono sovrapposizioni tra territori
- appena un ricevitore si sposta e si stacca da un’antenna si aggancia a un’altra
Multiplazione statistica
negli altri casi la multiplazione scelta è statica, fissa.
in questo caso vengono allocate ma non utilizzate delle bande. per esempio una frequenza appartiene nominalmente a X ma può trasmetterci sopra anche Y quindi per una banda si possono avere più sorgenti.
Come può essere la condivisione di nodo?
commutazione di pacchetto o di circuito
Commutazione di circuito
- Si ricordi l’operatore che molto tempo fa doveva fare lo switch dei cavi per permettere le telefonate.
- La rete utilizza le risorse disponibili per allocare un circuito ad ogni richiesta di servizio
- Un circuito consiste nel collegamento fisico tra i due terminali utente.
- Nella commutazione di circuito, quest’ultimo è di uso esclusivo dei due utenti per tutta la durata della comunicazione
- risorse vengono rilasciate soltanto al termine della comunicazione, su indicazione degli utenti.
- c’è una fase di segnalazione per la creazione del circuito
- La segnalazione attiva una matrice di commutazione che mette in comunicazione la linea di ingresso con quella di uscita. La linea resta esclusiva.
- una volta finita la segnalazione i dati non si fermano più ad ogni nodo ma scorrono diretti e ad uso esclusivo
- diagramma spazio-temporale: la parte relativa all’impegno è la parte in cui l’utente inizia ad accordarsi con la rete tramite ripetute segnalazioni.
Vantaggi e svantaggi della commutazione di circuito
Vantaggi:
* Banda costante garantita
* Ritardi di trasferimento costanti, poiché escludendo i ritardi iniziali, una volta stabilito il collegamento il ritardo è costante
* Trasparenza del circuito: i nodi non possono modificare i dati o cambiare la velocità di trasmissione
* Bassi ritardi nell’attraversamento dei nodi perché i dati non si fermano in essi
Svantaggi:
* Risorse dedicate ad una sola comunicazione
* Efficienza buona solo per sorgenti non intermittenti
* Necessario del tempo per l’apertura del circuito
* Nessuna conversione di formati, velocità e protocolli
* Tariffazione in base al tempo di esistenza del circuito
Commutazione di pacchetto
- Non vengono allocate risorse per l’uso esclusivo di due o più utenti, ma le risorse vengono fornite per un breve periodo di tempo all’utente che ne ha bisogno
- Non viene tenuta memoria delle informazioni inviate, perciò ad ogni successivo invio bisogna ripetere il percorso
- L’informazione da trasferire è organizzata in un’unità dati, PDU = PCI+SDU
- A ogni trasferimento, il nodo i-esimo deve leggere la PCI del pacchetto per poterlo indirizzare-> si tratta del meccanismo store and forward.
- Non tutti i mezzi trasmissivi sostengono le stesse velocità e per questo si generano delle code al- l’uscita dei nodi. Per smaltirle è necessario un meccanismo di memorizzazione che può essere alle uscite, agli ingressi oppure su entrambe le parti.
- Le memorie e le code sono al contempo causa di perdita di informazioni: potrebbe non esserci più spazio nel buffer per l’eccessiva lunghezza della coda
- diagramma spazio-temporale: è notevolmente diverso da quello della commutazione. Definiamo tempo di trasmissione t_TX = lunghezza pacchetto/velocità
e tempo di propagazione t_P = lunghezza del percorso/velocità della luce
Vantaggi e svantaggi della commutazione di pacchetto
Vantaggi:
* utilizzazione efficiente delle risorse anche in presenza di traffico intermittente
* possibilità di controllo di correttezza lungo il percorso
* possibilità di conversioni di velocità, formati, protocolli
* tariffazione in funzione del traffico trasmesso (volume di trasmissione, a differenza del tempo di trasmissione)
Svantaggi:
* difficile ottenere garanzie di banda
* elaborazione di ogni pacchetto in ogni nodo
* ritardo di trasferimento variabile: accodamento, numero di nodi. La commutazione di pacchetto non è conveniente per un tipo di traffico che richiede queste garanzie.
Come viene scelta la dimensione dei pacchetti?
- possibilità di pipeline: se sono brevi è comodo per mandarli in parallelo -> si riduce il tempo di latenza nell’attraversare i nodi (non si forma una sola coda)
- ritardo di pacchettizzazione: store and forward -> lo store è più lungo se il pacchetto è grande
- percentuale di PCI
- probabilità di errore: se i pacchetti sono grandi hanno più probabilità di avere errore
Quali sono le due modalità di trasferimento dei pacchetti?
pacchetti -> commutazione di pacchetto
datagram
- commutazione dii pacchetto vista in generale -> non tutti i pacchetti seguono lo stesso percorso
- sorgente e destinazione vengono guardati a ogni nodo
circuito virtuale
- si parla di una connessione che viene aperta e chiusa prima e dopo il trasferimento quindi avviene SEGNALAZIONE
-> accordo preliminare ma non allocazione di tutte le risorse
seguono lo stesso percorso con COMMUTAZIONE DI ETICHETTA
- sorgente e destinazione vengono guardati solo ad apertura della connessione
- è sufficiente identificare solo il circuito virtuale
Vantaggi e svantaggi del circuito virtuale
(S)vantaggi rispetto al datagram:
– mantenimento della sequenza
– minor variabilità dei ritardi
– instradamento solo in fase di apertura di connessione
Di cosa fa parte il circuito virtuale?
commutazione di pacchetto: datagram o circuito virtuale
Come possono essere le tecniche di segnalazione?
- di utente
- di rete
(canale controllante: informazione di segnalazione
canale controllato: info di utente)
- associate al canale (in banda o fuori banda): corrispondenza biunivoca tra canale controllante e controllato
- a canale comune: un canale di segnalazione controlla più canale di utente
Come può variare il traffico nel tempo?
Constant Bit Rate – CBR
Variable Bit Rate – VBR
caratteristiche di una rete CBR
caratterizzata da velocità, durata e processo di generazione delle chiamate
Caratteristiche di una rete VBR
caratterizzata da
- velocità di picco (b/s) e velocità media (b/s)
- grado di intermittenza = velocità di picco / velocità media
- durata (s)
- processi di generazione delle chiamate
Cosa sono gli indici di qualità e quali sono?
aiutano a capire la prestazione della rete
- ritardo (valor medio, percentile, tempo reale) o velocità
- probabilità di errore
- probabilità di perdita
- probabilità di blocco
Quali sono le caratteristiche della Telefonia a livello di PKI?
- CBR
- ritardo massimo fino a qualche decimo di secondo
- velocità fino a 64 kb/s
- probabilità di errore non superiore a qualche unità percentuale
- probabilità di blocco bassa
Quali sono le caratteristiche del video on demand a livello di PKI?
- ritardo massimo fino a qualche secondo
- velocità da ~100 kb/s fino a qualche Mbit/s
- probabilità di errore non superiore a qualche unità percentuale
- probabilità di blocco molto bassa
Quali sono le caratteristiche della posta elettronica a livello di PKI?
VBR
- ritardo massimo fino a diversi minuti
- velocità bassa
o probabilità di errore e di blocco molto basse
come sono le segnalazioni associate al canale?
sono canali LOGICI
- in banda: controllato e controllante coincidono ma sono usati in tempi diversi quindi stesse frequenze ma tempi diversi
- fuori banda: controllato e controllante sono distinti e vengono usati contemporaneamente quindi tempi uguali ma frequenze diverse
