Progettazione di reti locali

(1)

Progettazione di reti locali

basate su switch Switched LAN

Progettazione Progettazione

di reti locali di reti locali basate su

basate su switch switch Switched

Switched LAN LAN

(2)

Contenuti del corso Contenuti del corso

Æ La progettazione delle reti Æ La progettazione delle reti

Æ Il routing nelle reti IP Æ Il routing nelle reti IP

Æ Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza

Æ Analisi di traffico e dei protocolli applicativi

Æ Multimedialità in rete Æ Multimedialità in rete

Æ Tecnologie per le reti future

(3)

Contenuti del corso Contenuti del corso

Æ La progettazione delle reti Æ La progettazione delle reti

Æ Il routing nelle reti IP Æ Il routing nelle reti IP

Æ Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza

Æ Analisi di traffico e dei protocolli applicativi

Æ Multimedialità in rete Æ Multimedialità in rete

Æ Tecnologie per le reti future

(4)

Argomenti della lezione Argomenti della lezione

Î Criteri di progettazione Î Criteri di progettazione

Î Progettazione basata su ripetitori e switch

Î Tolleranza ai guasti Î Tolleranza ai guasti

Î Progettazione della dorsale in fibra

Î Progettazione della dorsale

in fibra

(5)

Una regola d’oro Una regola d’oro

La soluzione tollerante i guasti deve essere il più semplice

possibile e utilizzare il numero minimo di ridondanze

necessarie a garantire un “percorso” alternativo

a quello guasto

La soluzione tollerante i guasti deve essere il più semplice

possibile e utilizzare il numero minimo di ridondanze

necessarie a garantire un “percorso” alternativo

a quello guasto

(6)

Accorgimenti generali Accorgimenti generali

Î Per esempio centro stella Î Per esempio centro stella

Apparati ridondati devono avere alimentazioni indipendenti

Sistema di gestione e controllo della rete per il rilevamento

di anomalie e guasti

Sistema di gestione e controllo della rete per il rilevamento

di anomalie e guasti

Gruppi di continuità per i sistemi essenziali

Gruppi di continuità per i sistemi

essenziali

(7)

Î Anello: buon rapporto ridondanza/costo

Collegamenti ridondanti Collegamenti ridondanti

Î Percorsi fisici (canaline) Î Percorsi fisici (canaline)

Evitare condivisione di elementi critici Evitare condivisione di elementi critici

Preferire fibra ottica Preferire fibra ottica

Dorsale Dorsale

Î Terminazioni (pannelli)

(8)

Aspetti protocollari Aspetti protocollari

Percorsi alternativi sono problematici per gli switch

Spanning tree protocol IEEE 802.1d

Reti di calcolatori e applicazioni telematiche, lezione 24, trasparenze 48-51

Reti di calcolatori e applicazioni telematiche,

lezione 24, trasparenze 48-51

(9)

Spanning tree protocol Spanning tree protocol

Bridge Protocol Data Unit (BPDU) Bridge Protocol Data Unit (BPDU)

Elezione del root bridge Elezione del root bridge Selezione delle root port Selezione delle root port

Selezione delle designated port

(10)

Elezione del root bridge Elezione del root bridge

Î Proprio identificatore Î Proprio identificatore

Genera configuration BPDU (C-BPDU) contenenti

Ogni bridge si propone come root Ogni bridge si propone come root

Î Root priority

(11)

Elezione del root bridge Elezione del root bridge

Î C-BPDU prioritarie Î C-BPDU prioritarie

Fino a che riceve C-BPDU con priorità più bassa

Fino a che riceve C-BPDU con

priorità più bassa

(12)

Root Bridge Root Bridge

Root bridge Root bridge

Pri=1 Pri=1

Pri=2 Pri=2

Pri=4 Pri=4

Pri=3 Pri=3

B B D D

E E A A

LAN 5 LAN 5

LAN 1 LAN 1 LAN 4

LAN 4

LAN 2 LAN 2

LAN 3 LAN 3

LAN 6

C C

(13)

Root bridge eletto Root bridge eletto

Î Tutti lo riconoscono come root Î Tutti lo riconoscono come root

A regime sulla rete ci sono C-BPDU generate da un unico bridge

C-BPDU prioritarie sono inoltrate su tutte le porte tranne quella

di ricezione

C-BPDU prioritarie sono inoltrate su tutte le porte tranne quella

di ricezione

(14)

Inoltro delle C-BPDU Inoltro delle C-BPDU

Î Root path cost Î Root path cost

Una C-BPDU contiene costo del percorso attraversato

Ogni bridge riceve da una o più porte C-BPDU generate dal root bridge

Il costo del percorso è incrementato del costo della porta di ricezione

Il costo del percorso è incrementato

del costo della porta di ricezione

(15)

Selezione della root port Selezione della root port

La porta da cui si riceve la C-BPDU con costo di percorso minore

Î Identificatore del bridge a monte Î Identificatore del bridge a monte

Esistono regole di decisione a parità di costo

Î Identificatore della porta a monte

(16)

Root Port Root Port

Root port

Costo delle porte: 10 RPC: root path cost Costo delle porte: 10 RPC: root path cost

RPC=10 RPC=10

RPC=10 RPC=10 RPC=20

(10 di D + 10 di E) RPC=20

(10 di D + 10 di E)

Root Port Root Port

Root Port Root Port Root Port

Root Port

RPC=0 RPC=0 RPC=0

RPC=0

RPC=10 RPC=10 RPC=10

RPC=10

B B

D D

E E A A

LAN 5LAN 5

LAN 1 LAN 1 LAN 4

LAN 4

LAN 2 LAN 2

LAN 3 LAN 3

LAN 6 LAN 6

Root Bridge Root Bridge

C C

(17)

Riceve traffico dal root bridge per il resto dell’albero

Ruolo della root port Ruolo della root port

Inoltra traffico verso il root bridge

(18)

Stato delle altre porte Stato delle altre porte

Le altre porte (oltre alla root) possono essere

Riceve e inoltra traffico Riceve e inoltra traffico

Designated Designated

Î Î

Î Non riceve e inoltra traffico Î Non riceve e inoltra traffico

In stato blocking In stato blocking

Î Da utilizzare in caso di guasto

(19)

Selezione delle designated port Selezione delle designated port

Î LAN foglia dello spanning tree Î LAN foglia dello spanning tree

Non si ricevono C-BPDU Non si ricevono C-BPDU

Î Porte del root bridge Î Porte del root bridge

Si ricevono C-BPDU con costo di percorso minore di quello

delle BPDU inoltrate

Si ricevono C-BPDU con costo di percorso minore di quello

delle BPDU inoltrate

(20)

Designated Designated Port

Port

Designated Port Designated Port Designated Port

Designated Port

Designated Designated Port Port

Designated port

Costo delle porte: 10 RPC: root path cost Costo delle porte: 10 RPC: root path cost

Root Port Root Port

B B D D

E E A A

LAN 5LAN 5

LAN 1 LAN 1 LAN 4

LAN 4

LAN 2 LAN 2

LAN 3 LAN 3

LAN 6 LAN 6

RPC=10 RPC=10

RPC=10 RPC=10 RPC=20

RPC=20

Root Port Root Port

Root Port Root Port Root Port

Root Port

RPC=0 RPC=0 RPC=0

RPC=0

RPC=10 RPC=10 RPC=10

RPC=10

C C Root Bridge

Root Bridge

Designated Port

(21)

Ruolo del designated port Ruolo del designated port

Î Verso il root bridge Î Verso il root bridge

Inoltra traffico Inoltra traffico

Î In altri sottoalberi Î In altri sottoalberi

Riceve traffico da un sottoalbero

(22)

Porte in stato blocking Porte in stato blocking

Blocking Blocking

Blocking Blocking Root Port

Root Port

B B D D

A A

LAN 5LAN 5

LAN 1 LAN 1 LAN 4

LAN 4

LAN 2 LAN 2

LAN 3 LAN 3

LAN 6 LAN 6

RPC=10 RPC=10

RPC=10 RPC=10 RPC=20

RPC=20

Root Port Root Port

Root Port Root Port Root Port

Root Port

RPC=0 RPC=0 RPC=0

RPC=0

RPC=10 RPC=10 RPC=10

RPC=10

C C

Designated Designated Port

Port Designated Port Designated Port Designated Designated Port Port

Designated Port Designated Port Designated Port

Designated Port Root Bridge Root Bridge

E E

(23)

Riconfigurazione dello spanning tree Riconfigurazione dello spanning tree

Reazione a guasti Reazione a guasti

Tempo impiegato: 50 sec

(24)

Limitazioni dello

spanning tree protocol Limitazioni dello

spanning tree protocol

Lentezza di riconfigurazione Lentezza di riconfigurazione

Î Può essere superato modificando i time-out

Massimo 7 bridge in cascata Massimo 7 bridge in cascata

Î Risorse sottoutilizzate Î Risorse sottoutilizzate

Unico albero di instradamento

(25)

Superare le limitazioni dello spanning tree protocol

Î Riconfigurazione in 10 ms Î Riconfigurazione in 10 ms

Rapid spanning tree protocol – IEEE 802.1w

Î Superamento dei limiti di dimensione Î Superamento dei limiti di dimensione

Multiple spanning tree protocol – IEEE 802.1s

Î Gerarchia di alberi

(26)

Progettazione dello spanning tree protocol

Stabilire il root bridge Stabilire il root bridge

Î Subentra al root bridge in caso di malfunzionamento

Stabilire il backup root bridge Stabilire il backup root bridge

Î Porte in stato blocking Î Porte in stato blocking

Progettazione dei dettagli dell’albero

(27)

Progettazione dello spanning tree protocol

Î Studio dell’albero ottimale in condizioni normali

Come minimo Come minimo

Î Studio dell’albero in condizioni di guasto

Î Diametro massimo 7 switch Î Diametro massimo 7 switch

Eventualmente, taratura time-out

(28)

Ridondanza del centro stella

(29)

La rete e lo spanning tree La rete e lo spanning tree

Root bridge Root bridge

Porta root Porta root

Porta designated Porta designated

Porta blocking Porta blocking

LEGENDA LEGENDA S1-S1-PP

24576

24576 S1-S1-SS 28672 28672

S2S2 32768 32768

S3S3 32768 32768

S4S4 32768 32768

S5S5 32768 32768

S6S6 32768 32768

S7S7 32768 32768

Bridge

priority Bridge

priority

(30)

Topologia attiva senza guasti Topologia attiva senza guasti

S1-S1-SS 28672 28672

S2S2 32768 32768

S3S3 32768 32768

S4S4 32768 32768

S5S5 32768 32768

S6S6 32768 32768 S1-S1-PP

24576 24576

S7S7 32768 32768

(31)

Reazione ai guasti Reazione ai guasti

S1-S1-PP 24576

24576 S1-S1-SS 28672 28672

S2S2 32768 32768

S3S3 32768 32768

S4S4 32768 32768

S5S5 32768 32768

S6S6 32768 32768

S7S7 32768 32768 Porta root

Porta root

LEGENDA LEGENDA

Guasto Guasto

(32)

Reazione ai guasti Reazione ai guasti

S1-S1-PP 24576

24576 S1-S1-SS 28672 28672

S2S2 32768 32768

S3S3 32768 32768

S4S4 32768 32768

S5S5 32768 32768

S6S6 32768 32768 Gua

sto Gua

sto

S7S7 32768 32768 Porta root

Porta root

(33)

Reazione ai guasti Reazione ai guasti

S1-S1-PP 24576

24576 S1-S1-SS 28672 28672

S2S2 32768 32768

S3S3 32768 32768

S4S4 32768 32768

S5S5 32768 32768

S6S6 32768 32768

S7S7 32768 32768

Root bridge Root bridge

Guasto Guasto

Porta root Porta root

(34)

S1-S1-PP 32768

32768 S1-S1-SS

32768 32768 S3S3

32768 32768

S2S2 32768

32768 S5S5 32768

32768 S6S6 32768

32768 S4S4 32768

32768 S7S7 32768 32768

Topologia attiva con cattiva configurazione

Root bridge

(35)

Progettazione delle

dorsali in fibra ottica Progettazione delle

dorsali in fibra ottica

(36)

Le dorsali in fibra ottica Le dorsali in fibra ottica

Î Progettazione spesso trascurata Progettazione spesso trascurata Î

Î Prima degli standard trasmissivi ad alta velocità

Æ Margine di tolleranza grazie a basse velocità

Æ Divisione netta tra progettista di cablaggio e progettista parte attiva

Æ Divisione netta tra progettista

di cablaggio e progettista parte

attiva

(37)

Le dorsali in fibra ottica Le dorsali in fibra ottica

Al confine di domini di responsabilità

Î Progettista del cablaggio non è

aggiornato su standard protocollari recenti

Î Progettista del cablaggio non è

aggiornato su standard protocollari recenti

Î Progettista di livello 2 assume cablaggio appropriato

Progettista di livello 2 assume cablaggio appropriato

Î

(38)

Terminologia Terminologia

Canale o optical channel:

canale trasmissivo tra due apparati attivi Canale o optical channel:

canale trasmissivo tra due apparati attivi

Power budget massima attenuazione ammessa sul canale

Misurata in dB Misurata in dB

Optical Channel

(39)

Minimo canale ottico Minimo canale ottico

Attenuazione di canale o Channel Insertion Loss:

attenuazione sulle parti passive minime

Attenuazione di canale o Channel Insertion Loss:

attenuazione sulle parti passive minime

Optical Channel Accopp

Accopp.. ottico

ottico Accopp.Accopp. ottico ottico

Bretella ottica Bretella

ottica Tratta cavo fibra

ottica

Tratta cavo fibra ottica

(40)

Accoppiamento ottico Accoppiamento ottico

Bussola SC Bussola SC Connettore SC

Connettore SC

Bussola SC Bussola SC Connettore SC

Connettore SC Connettore SCConnettore SC attenuazione max 0,75 db attenuazione max 0,75 db

(41)

Accoppiamento ottico Accoppiamento ottico

Optical Channel

Accopp Accopp..

ottico

ottico AccoppAccopp.. ottico ottico

Cassetto ottico Cassetto

ottico

Bretella ottica Bretella ottica

Bussola SC montata a

pannello Bussola SC

montata a pannello

Connettore SC Connettore SC multifibraCavoCavo

multifibra

(42)

Rilancio Rilancio

Dorsale di comprensorio Dorsale di comprensorio

Cavo multifibra

(43)

Punto di rilancio Punto di rilancio

Rilancio

(44)

Cassetto ottico passante Cassetto ottico passante

Pig-tail Pig-tail

Cavo uscente Cavo uscente Cavo entrante

Cavo entrante

Fibra uscente sul Fibra uscente sul

pannello frontale pannello frontale

Fibre passanti Fibre passanti

Splice-organizer Splice-organizer

Splice Splice

(45)

In generale In generale

L’attenuazione di canale è data da L’attenuazione di canale è data da

L

_T

· a + N

_a

· 0,75 + N

_g

· 0,3 L

_T

· a + N

_a

· 0,75 + N

_g

· 0,3

= lunghezza tratte in fibra [km]

L

_T

L

_T

(46)

In generale In generale

L’attenuazione di canale è data da L’attenuazione di canale è data da

L

_T

· a + N

_a

· 0,75 + N

_g

· 0,3 L

_T

· a + N

_a

· 0,75 + N

_g

· 0,3

= lunghezza tratte in fibra [km]

L

_T

L

_T

= attenuazione della fibra [dB/km]

Dipendente dalla lunghezza d’onda

= attenuazione della fibra [dB/km]

Dipendente dalla lunghezza d’onda

a a

(47)

In generale In generale

L’attenuazione di canale è data da L’attenuazione di canale è data da

L

_T

· a + N

_a

· 0,75 + N

_g

· 0,3 L

_T

· a + N

_a

· 0,75 + N

_g

· 0,3

= lunghezza tratte in fibra [km]

L

_T

L

_T

= attenuazione della fibra [dB/km]

Dipendente dalla lunghezza d’onda

= attenuazione della fibra [dB/km]

Dipendente dalla lunghezza d’onda a a

= numero di accoppiamenti ottici

= numero di accoppiamenti ottici N

_a

N

_a

(48)

In generale In generale

L’attenuazione di canale è data da L’attenuazione di canale è data da

L

_T

· a + N

_a

· 0,75 + N

_g

· 0,3 L

_T

· a + N

_a

· 0,75 + N

_g

· 0,3

= lunghezza tratte in fibra [km]

L

_T

L

_T

= attenuazione della fibra [dB/km]

Dipendente dalla lunghezza d’onda

= attenuazione della fibra [dB/km]

Dipendente dalla lunghezza d’onda a a

= numero di accoppiamenti ottici

= numero di accoppiamenti ottici N

_a

N

_a

= numero di giunzioni

= numero di giunzioni N

_g

N

_g

(49)

Margine di sicurezza Margine di sicurezza

Î Sul power budget Sul power budget Î

Î Tiene in conto attenuazione aggiuntiva dovuta a

Æ Sporcizia sulle teste dei connettori Æ Sporcizia sulle teste dei connettori

Æ Difetti nella smerigliatura della fibra

Æ Difetti nella saldatura della fibra

(50)

Ethernet 10 e 100 Mb/s su fibra ottica

MMF 62.5 µm MMF 62.5 µm

160160 10,510,5 20002000

99 11 0,50,5

200200 10,510,5 20002000

99 11 0,50,5

500500 1111 20002000

4,54,5 11 5,55,5

Banda Passante (

^MHz*Km

) Banda Passante (

^MHz*Km

)

Power Budget di canale (

^dB

) Power Budget di canale (

^dB

)

Distanza massima (

^m

) Distanza massima (

^m

)

Attenuazione di canale (

^dB

) Attenuazione di canale (

^dB

)

Margine di sicurezza (

^dB

) Margine di sicurezza (

^dB

)

Budget rimanente (

^dB

) Budget rimanente (

^dB

)

Parametri

850 nm850 nm 10B-FL

10B-FL 1300 nm1300 nm 100B-FX 100B-FX

(51)

Ethernet 10 e 100 Mb/s su fibra ottica

500500 6,56,5 10001000

5,255,25 11 0,250,25

500500 77 20002000

4,54,5 11 1,51,5 MMF 50 µm MMF 50 µm 850 nm

850 nm 10B-FL

10B-FL 1300 nm1300 nm 100B-FX 100B-FX

Banda Passante (

^MHz*Km

) Banda Passante (

^MHz*Km

)

Power Budget di canale (

^dB

) Power Budget di canale (

^dB

)

Distanza massima (

^m

) Distanza massima (

^m

)

Attenuazione di canale (

^dB

) Attenuazione di canale (

^dB

)

Margine di sicurezza (

^dB

) Margine di sicurezza (

^dB

)

Budget rimanente (

^dB

) Budget rimanente (

^dB

)

Parametri

(52)

Attenuazione di canale in 10GBASE-E Attenuazione di canale in 10GBASE-E

Attenuazione minima

Attenuazione ideale

Attenuazione massima

Attenuazione minima

Attenuazione ideale

Attenuazione massima

0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 14 16 16

14 12 10 8 6 4 2 0 16 14 12 10 8 6 4 2 0

Attenuazione del canale o tratta Attenuazione del canale o tratta

CaratteristicheattenuatoreCaratteristicheattenuatore

(53)