RETI DI CALCOLATORI
E APPLICAZIONI TELEMATICHE
Prof. PIER LUCA MONTESSORO Facoltà di Ingegneria
Università degli Studi di Udine
Questo insieme di trasparenze (detto nel seguito slide) è protetto dalle leggi sul copyright e dalle disposizioni dei trattati internazionali. Il titolo ed i copyright relativi alle slides (ivi inclusi, ma non limitatamente, ogni immagine, fotografia, animazione, video, audio, musica e testo) sono di proprietà dell’autore prof. Pier Luca Montessoro, Università degli Studi di Udine.
Le slide possono essere riprodotte ed utilizzate liberamente dagli istituti di ricerca, scolastici ed universitari afferenti al Ministero della Pubblica Istruzione e al Ministero dell’Università e Ricerca Scientifica e Tecnologica, per scopi istituzionali, non a fine di lucro. In tal caso non è richiesta alcuna autorizzazione.
Ogni altro utilizzo o riproduzione (ivi incluse, ma non limitatamente, le riproduzioni su supporti magnetici, su reti di calcolatori e stampe) in toto o in parte è vietata, se non esplicitamente autorizzata per iscritto, a priori, da parte degli autori.
L’informazione contenuta in queste slide è ritenuta essere accurata alla data della pubblicazione. Essa è fornita per scopi meramente didattici e non per essere utilizzata in progetti di impianti, prodotti, reti, ecc. In ogni caso essa è soggetta a cambiamenti senza preavviso. L’autore non assume alcuna responsabilità per il contenuto di queste slide (ivi incluse, ma non limitatamente, la correttezza, completezza, applicabilità, aggiornamento dell’informazione).
In ogni caso non può essere dichiarata conformità all’informazione contenuta in queste slide.
In ogni caso questa nota di copyright e il suo richiamo in calce ad ogni slide non
Nota di Copyright
Lezione 20
Introduzione all’internetworking,
i bridge
Lezione 20: indice degli argomenti
• Introduzione all’internetworking
• I bridge
• funzionamento dei bridge
• il problema dell’affidabilità: bridge su reti magliate
• spanning tree e source routing
• Translating bridge
• Bridge remoti
Introduzione all’internetworking
Limiti delle LAN
• Massima estensione fisica
• Massimo numero di stazioni
• Banda condivisa
• Si utilizzano bridge, switch e router per:
• partizionare una LAN
• interconnettere più LAN
Partizionare una LAN
10 Mb/s condivisi tra 10 stazioni
10 Mb/s condivisi tra 5 stazioni
10 Mb/s condivisi tra 5 stazioni
Interconnettere più LAN
I bridge
• Più propriamente detti MAC bridge:
operano al sottolivello MAC del livello 2 del modello ISO/OSI
• Hanno algoritmi di instradamento molto semplici
• Possono interconnettere reti omogenee (stesso MAC) o eterogenee (MAC
differenti), per esempio ethernet-FDDI, ethernet-token ring, token ring-FDDI
• Principalmente utilizzati in ambito locale
I bridge
livelli superiori
LLC MAC fisico
LAN 1 LAN 2
MAC fisico
MAC fisico
livelli superiori
LLC MAC fisico relay
I router
• Operano al livello 3 del modello ISO/OSI
• Hanno algoritmi di instradamento sofisticati
• Principalmente utilizzati per interconnessioni geografiche
• Fanno uso di indirizzi definiti in base a criteri gerarchici, consentendo la
gestione di reti di grandi dimensioni
I router
livelli superiori
fisico
LAN 1 LAN 2
fisico fisico fisico
relay data link
network
livelli superiori
data link network data link
network
data link network
Gli switch
• Sono dispositivi di rete ad alte
prestazioni con funzionalità di inoltro dei pacchetti realizzate in hardware
• Storicamente si tratta di bridge ad alte prestazioni
• Attualmente la stessa tecnologia è stata applicata ai router
• Molti prodotti operano sia al livello 2 che al livello 3
I gateway
• Operano al livello 7 del modello ISO/OSI
• Vengono utilizzati per interconnettere
architetture di rete diverse (ad es. SNA e TCP/IP)
• Esempio tipico: gateway per posta elettronica
I gateway
sessione trasporto network data link
fisico applicaz.
present.
TCP e UDP IP, ARP, ecc.
host - rete telnet, FTP, SMTP, DNS,
HTTP, ecc.
TCP e UDP IP, ARP, ecc.
host - rete telnet, FTP, SMTP, DNS,
HTTP, ecc.
sessione trasporto network data link
fisico applicaz.
present.
rete OSI rete TCP/IP gateway
I bridge
Inoltro (“forwarding”) dei pacchetti
• IEEE 802.1D “transparent spanning-tree bridge”
• routing isolato
• osservazione degli indirizzi MAC nei pacchetti (“backward learning”)
• Source routing bridge (Token Ring)
• la stazione mittente introduce nel pacchetto le “routing information”
Bridge IEEE 802.1D
Esempio di funzionamento
08-00-2B-3A-11-40
08-00-2B-F5-76-CD
LAN 1 LAN 2
08-00-5A-02-55-FB
08-00-5A-78-D2-90
BRIDGE
porta 2 porta 1
A
B
C
D
Trasmissione da A a B
08-00-2B-3A-11-40
08-00-2B-F5-76-CD
LAN 1 LAN 2
08-00-5A-02-55-FB
08-00-5A-78-D2-90
BRIDGE
porta 2 porta 1
A
B
C
SSAP D
08-00-2B-3A-11-40
DSAP
08-00-2B-F5-76-CD
... ...
Trasmissione da A a B
08-00-2B-3A-11-40
08-00-2B-F5-76-CD
LAN 1 LAN 2
08-00-5A-02-55-FB
08-00-5A-78-D2-90
BRIDGE
porta 2 porta 1
A
B
C
D
Trasmissione da A a B
08-00-2B-3A-11-40
08-00-2B-F5-76-CD
LAN 1 LAN 2
08-00-5A-02-55-FB
08-00-5A-78-D2-90
BRIDGE
porta 2 porta 1
A
B
C
D
A È SULLA PORTA 1
Trasmissione da A a B
08-00-2B-3A-11-40
08-00-2B-F5-76-CD
LAN 1 LAN 2
08-00-5A-02-55-FB
08-00-5A-78-D2-90
BRIDGE
porta 2 porta 1
A
B
C
D
filtering database
address port 1 08-00-2B-3A-11-40
Trasmissione da A a B
08-00-2B-3A-11-40
08-00-2B-F5-76-CD
LAN 1 LAN 2
08-00-5A-02-55-FB
08-00-5A-78-D2-90
BRIDGE
porta 2 porta 1
A
B
C
D
NON SO DOV’È B:
INOLTRO IL PACCHETTO
Trasmissione da B ad A
08-00-2B-3A-11-40
08-00-2B-F5-76-CD
LAN 1 LAN 2
08-00-5A-02-55-FB
08-00-5A-78-D2-90
BRIDGE
porta 2 porta 1
A
B
C
D
SSAP
08-00-2B-F5-76-CD
DSAP
08-00-2B-3A-11-40
... ...
Trasmissione da B ad A
08-00-2B-3A-11-40
08-00-2B-F5-76-CD
LAN 1 LAN 2
08-00-5A-02-55-FB
08-00-5A-78-D2-90
BRIDGE
porta 2 porta 1
A
B
C
D
Trasmissione da B ad A
08-00-2B-3A-11-40
08-00-2B-F5-76-CD
LAN 1 LAN 2
08-00-5A-02-55-FB
08-00-5A-78-D2-90
BRIDGE
porta 2 porta 1
A
B
C
D
filtering database
address port 1 08-00-2B-3A-11-40
1 08-00-2B-F5-76-CD
Trasmissione da B ad A
08-00-2B-3A-11-40
08-00-2B-F5-76-CD
LAN 1 LAN 2
08-00-5A-02-55-FB
08-00-5A-78-D2-90
BRIDGE
porta 2 porta 1
A
B
C
D
SO DOV’È A, NON INOLTRO IL PACCHETTO
Filtering database
filtering database address port
1 08-00-2B-3A-11-40
1 08-00-2B-F5-76-CD
2 08-00-5A-02-55-FB
action forward forward forward
MAX AGEING TIME (AD ESEMPIO 5 MIN.)
CONSENTE DI ELIMINARE INFORMAZIONI OBSOLETE
age 3 4 1
Bridge multiporta
• Estensione del bridge a 2 porte
...
filtering database address port
1 08-00-2B-3A-11-40
4 08-00-2B-F5-76-CD
action forward forward
age 4 2
se l’indirizzo
non è presente, il pacchetto
viene inoltrato BRIDGE
p.N p.1 p.2 p.3 ...
Esempio di impiego di un bridge
amministrazione produzione
LAN
Esempio di impiego di un bridge
LAN 1
BRIDGE
porta 2 porta 1
amministrazione produzione
LAN 2
Il problema dell’affidabilità:
bridge su reti magliate
• Il routing isolato dei bridge 802.1D funziona soltanto su reti ad albero
• In presenza di maglie si innescano dei loop che in pochi attimi bloccano l’intera rete
Bridge su reti magliate
LAN 1
LAN 2
A
B
C
LAN 3
E
D
BRIDGE 1
BRIDGE 2
BRIDGE 3
???
Protocollo per lo spanning tree
• Riduce una rete magliata ad un albero
• Controlla lo stato dei collegamenti ogni 2 secondi
• Rileva un guasto in 20 secondi
• Riconfigura automaticamente la rete in caso di guasto in meno di un minuto
• Fa uso di “Configuration BPDU”
(Configuration Bridge PDU)
Spanning tree
LAN 4 LAN 2
LAN 3
porte in stato di blocco
BRIDGE A BRIDGE B BRIDGE C
LAN 5 LAN 1
Bridge “source routing”
Bridge “source routing”
• Derivano dalla rete Token Ring
• Non hanno tabelle di instradamento locali
• Richiedono che le stazioni mantengano le tabelle di instradamento e scrivano nel pacchetto la sequenza delle LAN da
attraversare
• Quando una stazione deve imparare l'instradamento verso un'altra stazione invia un pacchetto di “route location”
Pacchetto Token Ring
6 6
0 ÷ 30
1 1 1
ottetti (byte)
1 4 ÷ 17749 4 1
DSAP SSAP dati
(LLC-PDU)
RI FCS
FC AC
SD ED FS
routing information:
informazioni di instradamento
attraverso i bridge viene posto a 1 il bit
I/G (indirizzo multicast) per indicare che è
presente il campo RI
Source routing
BRIDGE A
BRIDGE B
BRIDGE C RI = R1,A,R3,B,R5
pacchetto
R1
R2
R3
R5
R4
Translating bridge
Translating bridge
• Hanno interfacce differenti sulle diverse porte
• Consentono di interconnettere LAN di tipo differente (per esempio Ethernet - Token Ring)
• Devono tradurre il formato della trama di livello 2
• Gli indirizzi MAC continuano ad essere univoci e restano invariati
Translating bridge
Token Ring Ethernet
BRIDGE
DSAP SSAP dati
RI FCS
FC AC
SD ED FS
DSAP SSAP dati
(LLC-PDU)
pre. SFD len pad FCS
Bridge remoti
Bridge remoti
livelli superiori
LLC MAC fisico
LAN 1
MAC fisico
LAN 2
MAC fisico
livelli superiori
LLC MAC fisico relay
fisico
imbustamento nel protocollo
di linea
relay
fisico
imbustamento nel protocollo
di linea collegamento
punto-punto
Bridge remoti
• Linee punto-punto:
• linee telefoniche
• fasci di microonde
• trasmissioni radio spread spectrum
• raggi laser
• Frame Relay, ATM, ecc.
• Protocolli di linea:
• proprietari derivati da HDLC
• standard PPP
Lezione 20: riepilogo
• Introduzione all’internetworking
• I bridge
• funzionamento dei bridge
• il problema dell’affidabilità: bridge su reti magliate
• spanning tree e source routing
• Translating bridge
• Bridge remoti
Bibliografia
• “Reti di Computer”
• Parte del capitolo 4
• Libro “Reti locali: dal cablaggio all’internetworking”
contenuto nel CD-ROM omonimo
• Capitolo 10
Come contattare il prof. Montessoro
E-mail: montessoro@uniud.it Telefono: 0432 558286
Fax: 0432 558251
URL: www.uniud.it/~montessoro
