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Reti di Calcolatori Protocolli data link layer per reti LAN
Reti broadcast multi-access ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Allocazione statica  (FDM o TDM) ,[object Object],[object Object],[object Object],Allocazione dinamica  (risoluzione dei conflitti di accesso)
Mezzo Condiviso Un mezzo condiviso tra tutte le stazioni per trasmettere e ricevere Solo una stazione alla volta può trasmettere Le stazioni operano a turni ,[object Object],[object Object],[object Object],hub hosts hosts Bus (cavo condiviso) Connessione da un host all’altro
[object Object],Collisione Trasmetti pacchetto Collisione? Attendi un tempo casuale si no ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
CSMA  [Carrier Sense Multiple Access] Protocolli con rilevamento della portante ( Carrier Sense - CS ) Migliorano l’utilizzo del canale perché evitano le collisioni quando il canale è già impegnato Trasmetti pacchetto Collisione? Attendi un tempo casuale si no Portante? no si CS Trasmetti pacchetto Collisione? Attendi un tempo casuale si no Portante? no si CS attesa casuale 1-persistente non persistente
Rilevazione della portante ,[object Object],[object Object],[object Object],Codifica binaria Codifica Manchester Codifica Manchester differenziale 1 0 la transizione codifica 0 la mancanza di transizione codifica 1 1  0  0  0  0  1  0  1  1  1  1
CSMA/CD   [Collision Detection] ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
CSMA/CD  [Collision Detection] ,[object Object],frame frame frame frame slot di contesa t 0 periodo di trasmissione periodo di contesa periodo morto ,[object Object],[object Object],[object Object]
CSMA/CD  [Collision Detection] ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Ritardi di linea e collisioni ,[object Object],[object Object],A B A B A B A B  t 0 t 0 +  -  t 0 +  t 0 +2  B inizia a trasmettere poco prima che l’inizio del pacchetto di A arrivi in B B rileva la collisione e sospende la trasmissione. Il disturbo generato dalla collisione si propaga verso A A rileva la collisione e sospende la trasmissione.  Il pacchetto deve durare più di 2  
Standard IEEE 802 ,[object Object],[object Object],[object Object],802.2 Logical Link 802.1 Bridging 802.1 Management 802 Overview & Architecture 802.10 Security & Privacy 802.6 802.3 802.4 802.5 802.9 802.7 Broadband LAN Data Link MAC Physical DQDB CSMA/CD (Ethernet) Token Bus Token Ring Integrated services 802.11 Wireless 802.12 Demand Priority Access
Il progetto IEEE 802 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Il progetto IEEE 802 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
IEEE 802.1 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
IEEE 802.1 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
IEEE 802.1 ,[object Object],[object Object],[object Object]
MAC ,[object Object],[object Object],[object Object]
MAC ,[object Object],[object Object],[object Object]
MAC ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
MAC ,[object Object],[object Object]
MAC PDU ,[object Object],[object Object],[object Object]
IEEE 802.2 LLC (Logical Link Control) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
IEEE 802.2 LLC (Logical Link Control) ,[object Object],[object Object]
IEEE 802.2 LLC (Logical Link Control) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Servizi LLC ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Relazioni tra L3, LLC e MAC ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Relazioni tra L3, LLC e MAC
IEEE 802.3 e Ethernet ,[object Object],[object Object],Cavo Ethernet (bus condiviso) Computer mittente trasmette i bit di un frame Computer destinazione riceve una copia di ciascun bit Il segnale si propaga lungo tutto il cavo
Formato del frame IEEE 802.3 Preambolo (7 byte)   Vengono trasmessi 7 byte 10101010 Produce un’onda quadra a 10MHz per 5.6   s (56 bit x 0.1   s/bit) Permette la sincronizzazione del clock del mittente e del ricevente Codifica Manchester Start of frame (1 byte)   Vale 10101011 Indica l’inizio del pacchetto 1 0 1 0 1 0 1
Indirizzamento Ethernet ,[object Object],[object Object],Il bit IG definisce se il frame è indirizzato ad una singola stazione ( unicast ) o a un gruppo di stazioni ( multicast ) Un indirizzo composto da tutti 1 è riservato per il  broadcast  (il frame è ricevuto da tutte le stazioni) Individuale = 0 Gruppo = 1 Globale = 0 Locale = 1 47 46
Indirizzi Ethernet Il bit 46 distingue gli indirizzi locali da quelli globali Gli indirizzi globali sono assegnati dalla IEEE per assicurare l’unicità degli indirizzi. Sono disponibili 2 46   7 x 10 13  indirizzi globali Tutte le stazioni vedono il frame e lo accettano se l’indirizzo destinazione è compatibile con quello a loro assegnato Se la trasmissione è unicast solo la stazione con l’indirizzo specificato nel campo destinazione del frame accetta il pacchetto. Le altre stazioni lo scartano Il riconoscimento dell’indirizzo è a livello hardware Se l’interfaccia è configurata in  modo promiscuo , accetta tutti i pacchetti (snoop di rete)
Lunghezza del frame ,[object Object],[object Object],[object Object],A B  A B  Per una LAN a 10 Mbps di 2.5 Km con 4 ripetitori un pacchetto deve durare almeno 51.2   s (64 byte) collisione
Exponential Back-off  ,[object Object],[object Object],frame frame slot di contesa Prima collisione: aspetta 0 o 1 slot Seconda collisione: aspetta 0,1,2 o 3 slot Collisione n: aspetta r slot  con r scelto in modo casuale nell’intervallo 0    r    2 k -1 dove k=min(n,10) Collisione 16: si notifica l’errore di trasmissione
Exponential Back-off  [continua] ,[object Object],[object Object],frame frame 16 slot 8 12 P(collisione)=1/16 Un intervallo di slot di attesa basso rende improbabile la risoluzione della collisione quando molte stazioni collidono 2 slot 100 stazioni P(non collisione) = (0.5) 99 99 su slot 0 e 1 su slot 1
Prestazioni Analisi approssimata a carico costante Probabilità costante p di ritrasmissione per ogni slot k stazioni sempre pronte a trasmettere  A è la probabilità che una stazione acquisisca il canale A = k p (1-p) k-1 A  è massima per p=1/k [ A = (1-1/k) k-1  ] La probabilità che si abbiano j slot di contesa è ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],A (1-A) j-1 ,[object Object],[object Object],[object Object]
Prestazioni  [continua] Il numero medio di slot di contesa è 1/A Ogni slot ha durata 2  , quindi l’intervallo medio di contesa è 2  /A Se un frame medio impiega P per la trasmissione, l’efficienza del canale è E = P/(P+ 2  /A) Diminuisce con la lunghezza della linea (  ) Aumenta con la dimensione F del frame (P=F/B) Decresce con il numero di stazioni pronte a trasmettere (carico) Più stazioni si aggiungono e più il traffico aumenta fino a saturare la LAN
Tecnologie Ethernet ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Ethernet a 10, 100, 1000, … Mb/s ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Ethernet a 10, 100, 1000, … Mb/s Collegamento, in cavo metallico o fibra ottica, tra “scatole”. Se le “scatole” sono switch, aumenta la banda, migliora la gestibilità, ma abbiamo una rete a commutazione di pacchetto non controllata. Protocollo Spanning Tree per eliminazione cicli e recupero guasti. 50% 25% 25%
Ethernet a 10, 100, 1000, … Mb/s ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Evoluzione di Ethernet 0.1  1  10  100  1000  Distanza [km] Capacità [Mb/s]   1  10  100  1,000  10,000 Ethernet Fast Ethernet Gigabit   Ethernet 10 Gigabit   Ethernet
10Base5 cuore controller spina a vampiro cavo del transceiver transceiver ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],AUI
10Base2 Controller+ transceiver Connettore BNC a T ,[object Object],[object Object],[object Object],BNC cavi BNC
AUI Transceiver
10BaseT Controller ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],RJ45 doppino Hub a 8 porte Livello Fisico HUB
Connettore RJ-45  [Doppino] A B NC 8 NC 7 Transmit Data (-) TxD (-) 6 NC 5 NC 4 Trasmit Data (+) TxD (+) 3 Receive Data (-) RxD (-) 2 Receive Data (+) RxD (+) 1 Description Signal Pin
Fast Ethernet ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],100Base-T4   ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
100Base-TX e 100Base-FX  ,[object Object],100Base-TX   ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],100Base-FX   ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Gigabit Ethernet ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Gigabit Ethernet ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],standard tipo di fibra  diametro  (µm) BW modale (MHz  km) distanza minima (m) 1000BASE - SX (850 nm) MM MM MM MM 62.5 62.5 50 50 160 200 400 500 2 to 220 2 to 275 2 to 500 2 to 550 1000BASE - LX (1300 nm) MM MM MM SM 62.5 50 50 9 500 400 500 NA 2 to 550 2 to 550 2 t o 550 2 to 5000 SX:  short-wavelength   (850 nm) LX:  long-wavelength  (1300 nm)
Livelli Gigabit Ethernet 1000BASE-LX LWL Fiber Optic 1000BASE-SX SWL Fiber Optic  1000BASE-T UTP Category 5 MAC Layer Physical Layer 1000BASE-T Encoder/decoder Media Access Control (MAC) Gigabit Media Independent Interface (GMII) (optional) 1000BASE-CX Shielded Balanced  Copper  FibreChannel Encoder/Decoder (8B10B) SMF - 5km 50µ MMF - 550m 62.5µ MMF - 500m 50µ MMF - 550m 62.5µ MMF - 220-275m 25 m 100 m 802.3z physical layer 802.3ab physical layer Lo standard Gigabit Ethernet specifica anche altri livelli fisici per trasmissioni a corta distanza, come doppini e cavi coassiali
Modifiche al protocollo ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
“ Buffered Distributor” ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Tipici 1 Gigabit Optical XCVRs 1x9 GBIC SFF SFP Pluggable Pin in Hole
10 Gigabit Ethernet ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Obiettivi IEEE P802.3ae ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Layer Model Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Collegamento Fisico PMD PMA 64B/66B PCS PMD PMA 8B/10B PCS Reconciliation Sublayer (RS) MAC MAC Control LLC Higher Layers Modello di riferimento OSI MEDIUM MEDIUM Livelli P802.3ae XGMII XGMII MDI MDI MDI = Medium Dependent Interface XGMII = 10 Gigabit Media Independent Interface PCS = Physical Coding Sublayer PMA = Physical Medium Attachment PMD = Physical Medium Dependent WIS = WAN Interface Sublayer 10GBASE-R: collegamenti su fibra punto punto 10GBASE-W: compatibile con standard SONET 10GBASE-X: usa WDM, 4    a 2.5G in parallelo 10GBASE-R 10GBASE-X PMD PMA WIS 64B/66B PCS MEDIUM XGMII MDI 10GBASE-W
10G su fibra - 802.3ae 10GbaseF Media Access Control (MAC) Full Duplex ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Serial WAN PHY (64B/66B + WIS) Serial LAN PHY (64B/66B) WWDM LAN PHY (8B/10B) 10 Gigabit Media Independent Interface (XGMII) or 10 Gigabit Attachment Unit Interface (XAUI) WWDM PMD 1310 nm (LX4) Serial PMD 850 nm (SR) Serial PMD 1310 nm (LR) Serial PMD 1550 nm (ER) Serial PMD 850 nm (SW) Serial PMD 1310 nm (LW) Serial PMD 1550 nm (EW)
10G su fibra – lunghezze d’onda Device 10GBASE-SR 850nm Seriale 1310nm WWDM 1310nm Seriale 10GBASE-SW 10GBASE-LX4 10GBASE-LR 10GBASE-LW 10GBASE-ER 10GBASE-EW    1550nm Seriale     10GBASE-SR
10G su fibra – distanze supportate SR 850 nm LR 1310 nm ER 1550 nm LX4 1310 nm SM 50 MM 62.5 MM Fibre Nota : sono necessarie bretelle Mode conditioning per LX4 con fibre MM OM1 e OM2 - 82/110m 66m 33m 26m 10 Km - - - - - 40 Km - - - - - 10 Km 300m 240m 300m @500 MHz  Km - 500/Plus 400 200 MHz  Km 160
Primi 10 Gigabit Optical XCVRS XGXS FTRX  XENPACK
Ethernet  [Cablaggio] 2000m Ecco una tassonomia dei principali standards con le loro limitazioni nella distanza Nome Cavo Max segmento Nodi/ segmento 10Base5 coassiale grosso 500m 100 10Base2 coassiale sottile 200m 30 10Base-T doppino 100m 1024 10Base-FL fibra ottica 2000m 1024 Nome Cavo Max segmento 100Base-T4 4 doppini cat 3 100m 100Base-TX doppino cat 5 100m 100Base-FX fibra ottica 10 Mbps 100 Mbps (fast Ethernet) 500m Nome Cavo Max segmento 1000Base-T 4 doppini cat 5e 100m 1000Base-SX fibra ottica  multimode 220m 1000Base-LX fibra ottica multimode 1000 Mbps (Giga Ethernet) 10Km 1000Base-LX fibra ottica singlemode
RPR IEEE 802.17 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Tecnologia convergente Optical Transmission Choice (Ethernet, SONET,…new ones)  Ring Operations (Forwarding, Topology,  Fairness, Protection) Service Intelligence (Adaptation, QoS, protocols) Vendor Specific 802.17 Specific PHY Specific Mantenere gli standard di RPR semplici e lasciare ai costruttori la possibilità di differenziare i prodotti Mantenere le operazioni indipendenti dal livello fisico Data TDM Video Bound Scope
Resilient Packet Ring ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Resilient Packet Ring ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Resilient Packet Ring ,[object Object],PTQ: primary transmission queue STQ: secondary transmission queue RX PTQ STQ local traffic A B C TX logic
Controllo di equità ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],RPR: il meglio dai due mondi SONET Ethernet RPR Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y
RPR Alliance
IEEE 802.5 (Token Ring) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Token Ring Non utilizza un mezzo broadcast ma un insieme di collegamenti punto-punto associati in successione per realizzare una topologia ad anello stazioni interfaccia dell’anello Anello unidirezionale
Interfaccia Token Ring Ogni bit che raggiunge l’interfaccia è copiato in un buffer di 1 bit Il bit viene ritrasmesso sull’anello dopo un’eventuale controllo ( ascolto ) o modifica ( trasmissione ) Si ha un ritardo di 1 bit per ogni interfaccia Ascolto Idle Trasmissione Ritardo di 1 bit
Il Token Il  token   è una sequenza particolare di bit che circola sull’anello quando tutte le stazioni sono inattive Quando una stazione vuole trasmettere, si impossessa del token e lo rimuove dall’anello Una sola stazione può trasmettere (quella che possiede il token) SD AC ED 1  1  1 byte Token Starting delimiter Access control Ending delimiter Il token è acquisito semplicemente cambiando un bit nel byte Access Control
La lunghezza dell’Anello J K 0 0 K J 0 0 P P P T M R R R K J 1 J K I E 1 SD AC ED Token bit L’anello deve avere un ritardo sufficiente per contenere un token completo circolante quando tutte le stazioni sono inattive La velocità di propagazione tipica è di 200m/  s Se la velocità di trasmissione è di RMbps, ogni bit occupa 200/R m I byte di start e end hanno dei bit che corrispondono a violazioni della codifica Manchester differenziale (J,K)
Gestione dell ’ accesso Traffico scarso Il token gira sull’anello La stazione che ha un pacchetto da trasmettere preleva il token e trasmette il pacchetto Alla fine del pacchetto la stazione rimette il token nell’anello Traffico intenso Non appena una stazione termina la trasmissione e reimmette il token nell’anello, la stazione successiva pronta a trasmettere prende possesso del token Il permesso di trasmissione circola lungo l’anello implementando una politica  round-robin
Il frame SD AC FC destination source checksum FS ED data 1  1  1  6  6  no limit  4  1  1 La quantità di dati contenuta in un frame è limitata dal  tempo di possesso del token  (10ms) indirizzi Frame control Frame status Il byte  Frame Status  permette di gestire l’ack della ricezione (per questo è al termine del frame) Il ricevente indica se ha ricevuto e/o memorizzato i dati modificando opportunamente due bit ( A =ack e  C =copy) Quando il frame ha terminato il giro dell’anello e torna al mittente, viene verificato l’ack della trasmissione
Manutenzione dell’anello L’anello ha una  stazione monitor controlla che il token non vada perso (utilizza un timer) gestisce le situazioni in cui l’anello si spezza ripulisce l’anello da frame corrotti o orfani (frame prodotti da stazioni che sono disattivate prima di ritirarlo) introduce ritardi se l’anello non riesce a contenere i 24 bit del token Ogni stazione può funzionare da monitor Se una stazione si accorge che non c’è monitor, trasmette un frame di controllo  Claim Token . Se il frame ritorna, essa diviene il monitor Il monitor annuncia periodicamente la sua presenza con un frame di controllo  Active Monitor Present .
FDDI:  Fiber Distributed Data Interface ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
FDDI ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
FDDI ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
FDDI La massima distanza tra due stazioni è 2 km per i LED e 40 km per i laser topologia a doppio anello R x PLL T x Medium Access Control Local 100 MHz clock Elastic store Queue T x /R x T x /R x T x /R x T x /R x
FDDI ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Formato del pacchetto FDDI ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],PA SD FC SA Data FCS DA ED FS Data Frame PA SD FC ED Token Frame
Codifica di linea ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],codific. di linea (k,n) canale decodif. di linea (k,n) k  bits n  bits n  bits k  bits
Fibre Channel ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Scenario di uso
Modello di riferimento Fibre Channel IPI SCSI HIPPI FC-1 Encode/Decode FC-4 FC-2 Framing Protocol/Flow Control FC-3 Common Services FC-0 Networks Channels 802.2 IP ATM Physical Data Link Transport ISO/OSI 133 Mb/s 266 Mb/s 531 Mb/s 1062 Mb/s
FC-0 layer ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
FC-1 layer ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
FC-2 Layer ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
FC-2 Layer ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
FC-2: Formato di trama 4 bytes Start of Frame 24 bytes Frame header 4 bytes End of Frame 4 bytes CRC Error Check 2112 bytes Data Field 64 bytes Optional header 2048 bytes Payload CTL Source Address Destination Address Type Seq_Cnt Seq_ID Exchange_ID
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],FC-3 and FC-4 Layer
Topologie Fibre Channel ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Topologia punto-punto ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],N_port N_port
Topologia  “ Arbitrated Loop ” ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],L_port L_port L_port L_port
Schema di arbitraggio ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Inizializzazione degli indirizzi dinamici ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Gli AL_PA sono assegnati dinamicamente
Address initialization – 2 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Indirizzamento ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Topologia con Fabric ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],N_port N_port N_port N_port F_port F_port F_port F_port
Controllo di flusso ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Controllo di flusso ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Classi di servizio possibili ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Classi di Servizio Class 1 Dedicated circuit-switched connection Full bandwidth available, no multiplexing End-to-end flow control Video, voice Class 2 Connectionless with notification Allow multiplexing; No guarantee (out of order) Both B-to-B and E-to-E flow control Like LAN Class 3 Datagram service (no notification) Allow multiplexing; No guarantee B-to-B flow control Used for SCSI service Class 4 Fractional bandwidth allocation Virtual Circuit like class of service Usable only if a fabric is present Class 5 Isochroous service Not yet defined Class 6 Multicast support Allow replication (RAID configuration) Usable only if a fabric is present
HIPPI, ESCON, FICON, GeoPlex ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

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DataLink LAN

  • 1. Reti di Calcolatori Protocolli data link layer per reti LAN
  • 2.
  • 3.
  • 4.
  • 5. CSMA [Carrier Sense Multiple Access] Protocolli con rilevamento della portante ( Carrier Sense - CS ) Migliorano l’utilizzo del canale perché evitano le collisioni quando il canale è già impegnato Trasmetti pacchetto Collisione? Attendi un tempo casuale si no Portante? no si CS Trasmetti pacchetto Collisione? Attendi un tempo casuale si no Portante? no si CS attesa casuale 1-persistente non persistente
  • 6.
  • 7.
  • 8.
  • 9.
  • 10.
  • 11.
  • 12.
  • 13.
  • 14.
  • 15.
  • 16.
  • 17.
  • 18.
  • 19.
  • 20.
  • 21.
  • 22.
  • 23.
  • 24.
  • 25.
  • 26.
  • 27. Relazioni tra L3, LLC e MAC
  • 28.
  • 29. Formato del frame IEEE 802.3 Preambolo (7 byte) Vengono trasmessi 7 byte 10101010 Produce un’onda quadra a 10MHz per 5.6  s (56 bit x 0.1  s/bit) Permette la sincronizzazione del clock del mittente e del ricevente Codifica Manchester Start of frame (1 byte) Vale 10101011 Indica l’inizio del pacchetto 1 0 1 0 1 0 1
  • 30.
  • 31. Indirizzi Ethernet Il bit 46 distingue gli indirizzi locali da quelli globali Gli indirizzi globali sono assegnati dalla IEEE per assicurare l’unicità degli indirizzi. Sono disponibili 2 46  7 x 10 13 indirizzi globali Tutte le stazioni vedono il frame e lo accettano se l’indirizzo destinazione è compatibile con quello a loro assegnato Se la trasmissione è unicast solo la stazione con l’indirizzo specificato nel campo destinazione del frame accetta il pacchetto. Le altre stazioni lo scartano Il riconoscimento dell’indirizzo è a livello hardware Se l’interfaccia è configurata in modo promiscuo , accetta tutti i pacchetti (snoop di rete)
  • 32.
  • 33.
  • 34.
  • 35.
  • 36. Prestazioni [continua] Il numero medio di slot di contesa è 1/A Ogni slot ha durata 2  , quindi l’intervallo medio di contesa è 2  /A Se un frame medio impiega P per la trasmissione, l’efficienza del canale è E = P/(P+ 2  /A) Diminuisce con la lunghezza della linea (  ) Aumenta con la dimensione F del frame (P=F/B) Decresce con il numero di stazioni pronte a trasmettere (carico) Più stazioni si aggiungono e più il traffico aumenta fino a saturare la LAN
  • 37.
  • 38.
  • 39. Ethernet a 10, 100, 1000, … Mb/s Collegamento, in cavo metallico o fibra ottica, tra “scatole”. Se le “scatole” sono switch, aumenta la banda, migliora la gestibilità, ma abbiamo una rete a commutazione di pacchetto non controllata. Protocollo Spanning Tree per eliminazione cicli e recupero guasti. 50% 25% 25%
  • 40.
  • 41. Evoluzione di Ethernet 0.1 1 10 100 1000 Distanza [km] Capacità [Mb/s] 1 10 100 1,000 10,000 Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet 10 Gigabit Ethernet
  • 42.
  • 43.
  • 45.
  • 46. Connettore RJ-45 [Doppino] A B NC 8 NC 7 Transmit Data (-) TxD (-) 6 NC 5 NC 4 Trasmit Data (+) TxD (+) 3 Receive Data (-) RxD (-) 2 Receive Data (+) RxD (+) 1 Description Signal Pin
  • 47.
  • 48.
  • 49.
  • 50.
  • 51. Livelli Gigabit Ethernet 1000BASE-LX LWL Fiber Optic 1000BASE-SX SWL Fiber Optic 1000BASE-T UTP Category 5 MAC Layer Physical Layer 1000BASE-T Encoder/decoder Media Access Control (MAC) Gigabit Media Independent Interface (GMII) (optional) 1000BASE-CX Shielded Balanced Copper FibreChannel Encoder/Decoder (8B10B) SMF - 5km 50µ MMF - 550m 62.5µ MMF - 500m 50µ MMF - 550m 62.5µ MMF - 220-275m 25 m 100 m 802.3z physical layer 802.3ab physical layer Lo standard Gigabit Ethernet specifica anche altri livelli fisici per trasmissioni a corta distanza, come doppini e cavi coassiali
  • 52.
  • 53.
  • 54. Tipici 1 Gigabit Optical XCVRs 1x9 GBIC SFF SFP Pluggable Pin in Hole
  • 55.
  • 56.
  • 57. Layer Model Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Collegamento Fisico PMD PMA 64B/66B PCS PMD PMA 8B/10B PCS Reconciliation Sublayer (RS) MAC MAC Control LLC Higher Layers Modello di riferimento OSI MEDIUM MEDIUM Livelli P802.3ae XGMII XGMII MDI MDI MDI = Medium Dependent Interface XGMII = 10 Gigabit Media Independent Interface PCS = Physical Coding Sublayer PMA = Physical Medium Attachment PMD = Physical Medium Dependent WIS = WAN Interface Sublayer 10GBASE-R: collegamenti su fibra punto punto 10GBASE-W: compatibile con standard SONET 10GBASE-X: usa WDM, 4  a 2.5G in parallelo 10GBASE-R 10GBASE-X PMD PMA WIS 64B/66B PCS MEDIUM XGMII MDI 10GBASE-W
  • 58.
  • 59. 10G su fibra – lunghezze d’onda Device 10GBASE-SR 850nm Seriale 1310nm WWDM 1310nm Seriale 10GBASE-SW 10GBASE-LX4 10GBASE-LR 10GBASE-LW 10GBASE-ER 10GBASE-EW    1550nm Seriale     10GBASE-SR
  • 60. 10G su fibra – distanze supportate SR 850 nm LR 1310 nm ER 1550 nm LX4 1310 nm SM 50 MM 62.5 MM Fibre Nota : sono necessarie bretelle Mode conditioning per LX4 con fibre MM OM1 e OM2 - 82/110m 66m 33m 26m 10 Km - - - - - 40 Km - - - - - 10 Km 300m 240m 300m @500 MHz  Km - 500/Plus 400 200 MHz  Km 160
  • 61. Primi 10 Gigabit Optical XCVRS XGXS FTRX XENPACK
  • 62. Ethernet [Cablaggio] 2000m Ecco una tassonomia dei principali standards con le loro limitazioni nella distanza Nome Cavo Max segmento Nodi/ segmento 10Base5 coassiale grosso 500m 100 10Base2 coassiale sottile 200m 30 10Base-T doppino 100m 1024 10Base-FL fibra ottica 2000m 1024 Nome Cavo Max segmento 100Base-T4 4 doppini cat 3 100m 100Base-TX doppino cat 5 100m 100Base-FX fibra ottica 10 Mbps 100 Mbps (fast Ethernet) 500m Nome Cavo Max segmento 1000Base-T 4 doppini cat 5e 100m 1000Base-SX fibra ottica multimode 220m 1000Base-LX fibra ottica multimode 1000 Mbps (Giga Ethernet) 10Km 1000Base-LX fibra ottica singlemode
  • 63.
  • 64. Tecnologia convergente Optical Transmission Choice (Ethernet, SONET,…new ones) Ring Operations (Forwarding, Topology, Fairness, Protection) Service Intelligence (Adaptation, QoS, protocols) Vendor Specific 802.17 Specific PHY Specific Mantenere gli standard di RPR semplici e lasciare ai costruttori la possibilità di differenziare i prodotti Mantenere le operazioni indipendenti dal livello fisico Data TDM Video Bound Scope
  • 65.
  • 66.
  • 67.
  • 68.
  • 69.
  • 71.
  • 72. Token Ring Non utilizza un mezzo broadcast ma un insieme di collegamenti punto-punto associati in successione per realizzare una topologia ad anello stazioni interfaccia dell’anello Anello unidirezionale
  • 73. Interfaccia Token Ring Ogni bit che raggiunge l’interfaccia è copiato in un buffer di 1 bit Il bit viene ritrasmesso sull’anello dopo un’eventuale controllo ( ascolto ) o modifica ( trasmissione ) Si ha un ritardo di 1 bit per ogni interfaccia Ascolto Idle Trasmissione Ritardo di 1 bit
  • 74. Il Token Il token è una sequenza particolare di bit che circola sull’anello quando tutte le stazioni sono inattive Quando una stazione vuole trasmettere, si impossessa del token e lo rimuove dall’anello Una sola stazione può trasmettere (quella che possiede il token) SD AC ED 1 1 1 byte Token Starting delimiter Access control Ending delimiter Il token è acquisito semplicemente cambiando un bit nel byte Access Control
  • 75. La lunghezza dell’Anello J K 0 0 K J 0 0 P P P T M R R R K J 1 J K I E 1 SD AC ED Token bit L’anello deve avere un ritardo sufficiente per contenere un token completo circolante quando tutte le stazioni sono inattive La velocità di propagazione tipica è di 200m/  s Se la velocità di trasmissione è di RMbps, ogni bit occupa 200/R m I byte di start e end hanno dei bit che corrispondono a violazioni della codifica Manchester differenziale (J,K)
  • 76. Gestione dell ’ accesso Traffico scarso Il token gira sull’anello La stazione che ha un pacchetto da trasmettere preleva il token e trasmette il pacchetto Alla fine del pacchetto la stazione rimette il token nell’anello Traffico intenso Non appena una stazione termina la trasmissione e reimmette il token nell’anello, la stazione successiva pronta a trasmettere prende possesso del token Il permesso di trasmissione circola lungo l’anello implementando una politica round-robin
  • 77. Il frame SD AC FC destination source checksum FS ED data 1 1 1 6 6 no limit 4 1 1 La quantità di dati contenuta in un frame è limitata dal tempo di possesso del token (10ms) indirizzi Frame control Frame status Il byte Frame Status permette di gestire l’ack della ricezione (per questo è al termine del frame) Il ricevente indica se ha ricevuto e/o memorizzato i dati modificando opportunamente due bit ( A =ack e C =copy) Quando il frame ha terminato il giro dell’anello e torna al mittente, viene verificato l’ack della trasmissione
  • 78. Manutenzione dell’anello L’anello ha una stazione monitor controlla che il token non vada perso (utilizza un timer) gestisce le situazioni in cui l’anello si spezza ripulisce l’anello da frame corrotti o orfani (frame prodotti da stazioni che sono disattivate prima di ritirarlo) introduce ritardi se l’anello non riesce a contenere i 24 bit del token Ogni stazione può funzionare da monitor Se una stazione si accorge che non c’è monitor, trasmette un frame di controllo Claim Token . Se il frame ritorna, essa diviene il monitor Il monitor annuncia periodicamente la sua presenza con un frame di controllo Active Monitor Present .
  • 79.
  • 80.
  • 81.
  • 82. FDDI La massima distanza tra due stazioni è 2 km per i LED e 40 km per i laser topologia a doppio anello R x PLL T x Medium Access Control Local 100 MHz clock Elastic store Queue T x /R x T x /R x T x /R x T x /R x
  • 83.
  • 84.
  • 85.
  • 86.
  • 88. Modello di riferimento Fibre Channel IPI SCSI HIPPI FC-1 Encode/Decode FC-4 FC-2 Framing Protocol/Flow Control FC-3 Common Services FC-0 Networks Channels 802.2 IP ATM Physical Data Link Transport ISO/OSI 133 Mb/s 266 Mb/s 531 Mb/s 1062 Mb/s
  • 89.
  • 90.
  • 91.
  • 92.
  • 93. FC-2: Formato di trama 4 bytes Start of Frame 24 bytes Frame header 4 bytes End of Frame 4 bytes CRC Error Check 2112 bytes Data Field 64 bytes Optional header 2048 bytes Payload CTL Source Address Destination Address Type Seq_Cnt Seq_ID Exchange_ID
  • 94.
  • 95.
  • 96.
  • 97.
  • 98.
  • 99.
  • 100.
  • 101.
  • 102.
  • 103.
  • 104.
  • 105.
  • 106. Classi di Servizio Class 1 Dedicated circuit-switched connection Full bandwidth available, no multiplexing End-to-end flow control Video, voice Class 2 Connectionless with notification Allow multiplexing; No guarantee (out of order) Both B-to-B and E-to-E flow control Like LAN Class 3 Datagram service (no notification) Allow multiplexing; No guarantee B-to-B flow control Used for SCSI service Class 4 Fractional bandwidth allocation Virtual Circuit like class of service Usable only if a fabric is present Class 5 Isochroous service Not yet defined Class 6 Multicast support Allow replication (RAID configuration) Usable only if a fabric is present
  • 107.

Editor's Notes

  1. 83 74
  2. 83 74
  3. AGGIUNTA DA STANDARD LAN LONG
  4. AGGIUNTA DA STANDARD LAN LONG
  5. AGGIUNTA DA STANDARD LAN LONG
  6. AGGIUNTA DA STANDARD LAN LONG
  7. ijoi