Introduzione e architetture Flashcards
Cos’è internet? (tre definizioni)
1) Un’infrastruttura fisica fatta di componenti
2) Un’architettura di rete
3) Un servizio di comunicazione usato dalle applicazioni e i protocolli di comunicazione tra le componenti del sistema
Quali sono le componenti fisiche di internet?
Computer connessi alla rete chiamati host (detti terminali), sono sistemi in grado di inviare e ricevere informazioni per le loro applicazioni finali
Canali di comunicazione di diversi tipo (fibra, cavo, radio, satellite, …) link (detti collegamenti). Possono essere di natura fisica molto diversa (fibra ottica, cavi coassiali, doppini, radio, ecc.). Differiscono anche per tecnologia di trasmissione dell’informazione e per la velocità di trasmissione.
Nodi di rete chiamati router (detti nodi). I router che operano su unità di informazione (sequenze di bit) finite dette pacchetti. Esistono altri nodi di rete che a livello locale svolgono altre funzioni di collegamento (switch, access point, modem, …).
Quali sono alcuni dei metodi di accesso a internet?
1) Dialup:
– Fino a 56Kbps
– Accesso diretto al router del ISP mediante circuito telefonico
– Trasmissione del segnale in banda fonica
2) ADSL (Asymmetric digiatal subscriber line):
– Fino a 1 Mbps upstream, Fino a 20 Mbps downstream – Condivisione del doppino con la rete telefonica fino alla centrale (divisione di frequenza)
– Accesso al router del provider mediante rete dati ad alta velocità
3) FIBRA: – Sostituzione parziale o totale del doppino telefonico con fibra ottica. FTTH - Fiber To The Home FTTB - Fiber To The Basement FTTC - Fiber To The Curb FTTN - Fiber To The Neighborhood
4) RETE CELLULARE: – GPRS/EDGE ~ 200 kbps – HSPA ~ 14,5(down)/5,7(up) Mbps – LTE ~ 300(down)/85(up) Mbps – 5G ~ 100Gbs(down)/10Gbs(up) Mbps
Qual è il significato di “rete di reti”?
Internet è un puzzle di tante reti interconnesse..
Questo ha due risvolti importanti:
1) La tecnologia di Internet (IP - Internet Protocol) può essere usata per interconnettere sotto-reti di tipo eterogeneo.
2) L’intera rete Internet mondiale è composta da tante reti gestite da operatori indipendenti (ISP – Internet Service Provider) che si accordano per collegarle insieme.
Come può essere descritto internet (sistema di reti eterogenee)?
Le reti più piccoli sono le CN (costumer networks) che corrispondono a reti aziendali, domestiche, campus universitari. L’accesso ad internet a queste sotto-reti è fornito da ISP (Internet Service Provider) tramite dei PoP (Point of presence, che consistono in routers). Le ISP a loro volta appartengono o sono connesse a BSP (Backbone Service Provider) che a loro volta vengono interconnesse nelle NAP (Neutral Access Point). Questi collegamenti permetto alla rete mondiale di essere unica sebbene composta da reti eterogenee.
Quali sono le classificazioni di rete in base all’estensione geografica?
– LAN: Local Area Network
Impiegate in aree limitate (tipicamente edifici, campus)
– MAN: Metropolitan Area Network
Coprono estensioni fino ad alcune decine di km
– WAN: Wide Area Network
Hanno copertura ampia a piacere
Come mai internet è definito come un servizio di comunicazione?
La rete fornisce un servizio di comunicazione alle applicazioni per il trasporto delle informazioni tra processi remoti.
Il servizio di trasporto offerto dalla rete alle applicazioni può essere di vari tipo:
1 - Possono essere trasportati brevi messaggi in modo non affidabile (esempi: DNS, segnalazione, streaming ecc.)
2 - Possono essere trasportate sequenze anche lunghe di byte in modo affidabile (web, email, file transfer, ecc.)
Come può essere trasferita l’informazione in rete?
– Commutazione di circuito: circuito dedicato per chiamata
– Commutazione di pacchetto: dati inviati in rete con messaggi
Come può essere trasferita l’informazione in rete?
– Commutazione di circuito: circuito dedicato per chiamata (es. chiamata vocale)
– Commutazione di pacchetto: dati inviati in rete con messaggi
Cosa si intende per “protocollo di comunicazione”?
Un protocollo di comunicazione definisce l’insieme delle regole attraverso cui creare un linguaggio comune per lo scambio di messaggi tra apparecchiature eterogenee
- Insieme delle regole che gestiscono il colloquio tra entità dello stesso livello
- Formato dei messaggi
- Informazioni di servizio
- Algoritmi di trasferimento
- ecc.
Quali sono le caratteristiche delle risorse della commutazione a circuito?
Le risorse di rete (collegamenti) suddivise in “pezzi” (circuiti) tramite i quali l’informazione viene instradata, le risorse non vengono condivise e dunque rimangono inattive se non utilizzate
Quali sono i modelli di comunicazione internet?
• Modello client/server:
– client chiedono il servizio, i server lo forniscono
– I client fanno domande, i server rispondono
(Distinzione funzionale)
• Modello peer-to-peer:
– Tutti i terminali collaborano senza distinzione di ruoli (o quasi)
Cosa si intende per “tempo di trasmissione”?
Il tempo T per trasmettere L bits. Esso dipende dalla velocità di trasmissione R
T = L (numero di bits) /R (velocità di trasmissione)
Cosa si intende per “ritardo di propagazione”?
• Il tempo 𝜏 affinché un impulso trasmesso dal trasmettitore TX raggiunga il ricevitore RX dipende dalla distanza D (in m) e dalla velocità di propagazione
v (in m/s, prossima alla velocità della luce)
𝜏 = D (distanza percorso) /v (velocità di propagazione)
Com’è composto il modello di nodo in una commutazione a circuito?
La capacità dei canali in ingresso è pari alla capacità di quelli in uscita
Non ha necessità di memorizzare temporaneamente l’informazione
Quali sono le caratteristiche delle risorse della commutazione a pacchetto?
Il flusso di dati viene suddiviso in pacchetti
I pacchetti di tutti gli utenti condividono le risorse di rete
Ciascun pacchetto utilizza completamente il canale
Le risorse vengono usate a seconda delle necessità
Cosa si intende per “ritardo di propagazione”?
• Il tempo 𝜏 affinché un impulso trasmesso dal trasmettitore TX raggiunga il ricevitore RX dipende dalla distanza D (in m) e dalla velocità di propagazione
v (in m/s, prossima alla velocità della luce)
𝜏 = D (distanza percorso) /v (velocità di propagazione)
Com’è composto il modello di nodo nella commutazione a pacchetto?
Viene chiamato packet switcher o router.
Riceve asincronamente i pacchetti, la capacità (sia di ricezione che di trasmissione) è arbitraria
Possono esserci conflitti temporali per la trasmissione
Ha la necessità di memorizzare temporaneamente i pacchetti: all’ingresso per analizzare indirizzo destinazione e all’uscita per gestire conflitti
Cosa è lo “store and forward”?
Nelle telecomunicazioni, lo store and forward è una tecnica nella quale un pacchetto, nel suo percorso tra le singole stazioni della rete (routers), deve essere totalmente ricevuto, prima di poter essere ritrasmesso nel collegamento in uscita.
Cosa è il “cut-thought”?
Si tratta di una tecnica di commutazione in cui i dati cominciano a fluire sulla porta di uscita prima che il pacchetto a cui essi appartengono sia entrato per intero nella porta di ricezione. (Necessito solo dell’indirizzo di destinazione).
Coione metti immagini slide
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Cos’è la multiplazione statistica? E com’è collegata ai ritardi di accodamento?
Meccanismo o tecnica di trasmissione per cui più canali trasmissivi in ingresso condividono la stessa capacità trasmissiva disponibile in uscita ovvero combinando più segnali analogici o flussi di dati digitali (detti segnali tributari) in un solo segnale (detto multiplato) trasmesso in uscita su uno stesso collegamento fisico
Il ritardo di accodamento dipende dalla multiplazione statistica dovuto all’arrivo asincrono dei pacchetti alle code d’uscita
Quali vantaggi ha la commutazione a pacchetto rispetto a quella a circuito?
Quali sono gli svantaggi della commutazione a pacchetto?
La commutazione a pacchetto consente la condivisione delle risorse di trasmissione tra tutti gli utenti che utilizzano la rete, nessun nodo rimane inattivo (in un esempio di commutazione a circuito come in una chiamata “spreco” risorse se non parlo, perché rimangono inattive), ed è dunque possibile trasferire informazioni più efficentemente.
Gli svantaggi sono i possibili ritardi e perdite di pacchetti.
Cos’è un servizio di comunicazione?
Date due o più entità remote possiamo descrivere il servizio di comunicazione per scambio di messaggi come un “fornitore del servizio di trasporto dell’informazione”
Quali sono le tipologie di commutazione a pacchetto
- Datagram: la scelta della porta d’uscita viene fatta sulla base del solo indirizzo di destinazione
- Circuito virtuale: In una prima fase di setup viene identificato e stabilito un percorso di instradamento tra i due host in comunicazione.
Dopo la fase di setup i pacchetti seguono tutti lo stesso percorso in rete perché sono instradati sulla base dell’identificativo del circuito virtuale
Primitive di servizio
Un servizio di comunicazione può essere descritto mediante delle chiamate di servizio dette primitive di servizio
Le primitive di servizio servono a descrivere il servizio, a richiederlo e a ricevere informazioni su di esso dal fornitore
Le primitive di servizio sono caratterizzate da parametri tra cui: – informazione da trasferire – indicazione del destinatario – caratteristiche del servizio richiesto – ecc.
Quali sono le modalita’ del servizio di comunicazione?
• Modalità a connessione: – instaurazione della connessione – trasferimento dell’informazione – rilascio delle connessione • Modalità senza connessione: – trasferimento dell’informazione
Cosa sono i livelli e che funzione svolgono in un servizio di comunicazione?
• Le entità che colloquiano in un servizio di
comunicazione possono anche offrire un servizio
di comunicazione a entità terze, dette di livello
superiore
• Il servizio di comunicazione offerto al livello
superiore è più ricco e complesso grazie alle
funzioni implementate dal livello inferiore
Cos’è una Packet Data Unit (PDU)?
Un protocollo utilizzato per regolare il colloquio tra entità dello stesso livello delle unità di trasferimento dati dette PDU (concretamente consiste nel posizionamento di un header specifico per livello)
Cos’è e che vantaggi ha un’architettura strati?
I servizi di comunicazione complessi, come internet, possono essere articolati a strati, ciò permette una facile identificazione dei servizi (implementazione, discussione), facile gestione ed update. Permette inoltre la modularità nell’implementazione delle funzionalità nei vari componenti hardware e software, permettendo di astrarre l’utente finale dalla complessità del servizio.
Quali sono esempi funzioni che svolte da un livello nell’archittettura TCP/IP?
- Funzione di Multiplazione e De-multiplazione
- Funzione di controllo d’errore
- Funzione di instradamento
Cosa sono le funzioni di Multiplazione?
Grazie alle funzioni di multiplazione molteplici entità di un livello possono condividere lo stesso servizio di comunicazione o livello sottostante.
Per poter separare le informazioni devo poter mettere una qualche etichetta che le distingua tra di loro (esempio: numero di porta)
Com’è suddiviso internet secondo il protocollo TCP/IP? (nome strato + nome pdu utilizzata)
Presenta 5 livelli diversi:
Application -> Messages Transport -> Segments Network -> Packets Data Link -> Frames Physical -> Bits
In cosa consiste la funzione di instradamento?
L’indirizzo del destinatario viene scritto nell’header perché possa essere instradato da altri nodi
L’entità instradante decide dove inoltrare (forwarding) il pacchetto sulla base di una tabella di instradamento che viene consultata usando l’indirizzo come parametro di ricerca
ATTENZIONE: Se il pacchetto arriva da una porta d’ingresso, non sale mai più in alto nei livelli salvo che non sia giunto alla destinazione finale
Cosa sono le funzioni controllo d’errore
E’ possibile garantire affidabilità delle comunicazioni anche in presenza di errori sul canale.
Al pacchetto inviato viene aggiunto un blocco che attraverso complessi algoritmi matematici riesce a stabilire se i pacchetti arrivati corrispondono a quelli ricevuti. In caso positivo il ricevente manda un pacchetto ACK, altrimenti il nodo trasmittente rimanda completamente l’informazione
La funzione di controllo si d’errore è di solito sono implementate a livello di Data Link (2) e Transport (4)
