Prof. PIER LUCA MONTESSORO Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine

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RETI DI CALCOLATORI

Prof. PIER LUCA MONTESSORO Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine

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Nota di Copyright

Lezione 17

Il livello data-link (II parte):

protocolli per reti locali

Lezione 17: indice degli argomenti

• La condivisione del canale trasmissivo

• Il problema dell’allocazione dinamica di un canale condiviso

• Il progetto IEEE 802

• Il sottolivello LLC

• Il sottolivello MAC

La condivisione del canale trasmissivo

t

Trasmissione dati in una rete locale

• Trasmissione “a burst”: richiede elevata velocità per brevi periodi

MUMBLE MUMBLE...

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stazione A

stazione B

stazione C

stazione D

Condivisione del canale trasmissivo

t

Condivisione del canale trasmissivo

• Il numero di mittenti è elevato e varia continuamente

• Il traffico è altamente irregolare

• Tecniche di allocazione statica (TDM, FDM) non sarebbero efficienti

• È necessaria l’allocazione dinamica del canale

Assunzioni di base

• N stazioni indipendenti e paritetiche (assenza di “master”, per ragioni di affidabilità)

• Canale singolo per trasmettere e ricevere dati e informazioni di controllo

Altre assunzioni

• Il comportamento delle stazioni può essere asincrono, cioè il tempo può non essere diviso in intervalli discreti

• Le stazioni possono rilevare una

“portante”, individuando una trasmissione già in corso sul canale

• Le stazioni possono rilevare le “collisioni”, sovrapposizione di due o più trasmissioni sul canale (sistemi detti “a contesa”)

Canale broadcast

• Tutte le reti locali si basano su un canale broadcast

• fisico (mezzo trasmissivo broadcast)

• logico (anello, stella, albero)

• In entrambi i casi:

• serve un meccanismo di arbitraggio del canale

• tutte le stazioni ricevono tutti i pacchetti:

serve un meccanismo di indirizzamento

Canale fisicamente broadcast

BLA BLA BLA ...

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Canale fisicamente broadcast

BLA BLA BLA ...

Canale logicamente broadcast

BLA BLA BLA ...

Canale logicamente broadcast

BLA BLA BLA ...

HUB (concentratore, repeater)

Il progetto IEEE 802

IEEE 802 e le architetture di rete

sessione trasporto network

data link fisico applicazione presentazione 5

4 3 2 1 7 6

OSI

trasporto (TCP e UDP) network (IP, ARP, ecc.)

host - rete applicazione (telnet, FTP, SMTP,

DNS, HTTP, ecc.)

TCP/IP IEEE

802

IEEE 802

Il progetto IEEE 802

(Local and Metropolitan Area Network)

802.2 Logical Link Control ISO 8802.2 LLC

MAC

tecnologie trasmissive differenziate 802.3

CSMA/

CD ISO 8802.3

802.4

TOKEN SU BUS ISO 8802.4

802.5

TOKEN SU ANELLO ISO 8802.5

FDDI ISO 9314 interfaccia unificata verso il livello network

data linkfisico

...

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Considerazioni su IEEE 802

• Inizialmente gli standard mescolavano gli aspetti di protocollo e gli aspetti di cablaggio

• Oggi sono separati:

• sottolivello MAC (802.x)

• cablaggio strutturato (ISO/IEC 11801, EN50173, ecc.)

Sottolivelli LLC e MAC

• Sottolivello LLC (Logical Link Control)

• interfaccia di tutte le LAN verso il livello network

• servizi e protocolli descritti nello standard 802.2

• Sottolivello MAC (Medium Access Control)

• gestisce la condivisione del mezzo trasmissivo e il formato delle trame

IEEE 802.1

• IEEE 802.1 è lo standard che contiene le specifiche generali del progetto 802

• IEEE 802.1 è uno standard composto da molte parti tra cui:

• 802.1 Part A: overview and architecture

• 802.1 Part B: addressing internetworking and network management

• 802.1 Part D: MAC bridges

Alcuni standard IEEE 802

• 802.3u, 802.3z, 802.3ae : Fast Ethernet, Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet

• 802.11: wireless LAN

• 802.1q: VLAN (reti locali virtuali)

• 802.10: sicurezza sulle reti locali

• 802.5: Token Ring

• 802.6: DQDB (reti metropolitane)

• 802.4: Token Bus

• 802.12: “100VG AnyLAN”,

rete locale a 100 Mb/s

Il sottolivello LLC

• Versione semplificata di HDLC

• non deve occuparsi dei problemi di trasmissione

• fornisce al livello network la stessa interfaccia delle WAN

• LLC-PDU:

destination (LLC-DSAP)

source

(LLC-SSAP) control information 1 ottetto 1 ottetto 1 o 2 ottetti m ottetti

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Indirizzi LLC

• Servono a gestire la convivenza di più protocolli di livello 3

sottolivello LLC livello 3

OSI

livello 3 TCP/IP

livello 3 di un’altra architettura

sottolivello MAC

scelta basata su LLC-DSAP

Servizi LLC

• Tipo 1: “Unacknowledged Connectionless Service”

• tipicamente utilizzato nelle reti TCP/IP

• Tipo 2: “Connection Oriented Service”

• frame numerati, controllo di flusso

• spesso usato nella architetture di rete IBM

• Tipo 3: “Semireliable Service”

• non connesso, ma con conferma

• pensato per applicazioni di fabbrica

Il sottolivello MAC

Il pacchetto MAC

destination (LLC-DSAP)

source

(LLC-SSAP) control information LLC-PDU

MAC-PDU indirizzo

destinatario

indirizzo

mittente dati (LLC-PDU) FCS

Indirizzi MAC

• 6 byte (48 bit), rappresentati come 6 coppie di cifre esadecimali

• Unici a livello mondiale

• primi 3 byte: vendor code o OUI (Organization Unique Identifier)

• restanti 3 byte: numero progressivo assegnato dal costruttore

• Esempio:

08 - 00 - 2B - 3C - 44 - 1F

Indirizzi MAC

• Singlecast

• il primo bit trasmesso sul canale è 0 (primo byte pari), indica una singola stazione

• Multicast

• il primo bit trasmesso sul canale è 1 (primo byte dispari), indica un gruppo di stazioni

• Broadcast

• tutti i bit a 1 (FF-FF-FF-FF-FF-FF), indica tutte le stazioni

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Indirizzi MAC

• Il primo bit trasmesso sul canale permette di distinguere tra indirizzi

• singoli (singlecast)

• di gruppo (multicast, broadcast)

• Il secondo bit trasmesso sul canale permette di distinguere tra indirizzi

• universali (unici a livello mondiale)

• locali (ridefiniti via software)

“Il pacchetto è per me?”

• Broadcast

• sì, sempre

• Multicast

• soltanto se l’indirizzo è stato inserito dal software applicativo in una apposita tabella nella RAM della scheda di rete

• Singlecast

• se l’indirizzo è quello della scheda di rete oppure se è uguale a quello, valido solo localmente, scritto dal software

Indirizzi multicast

• Alcuni indirizzi multicast sono predefiniti dall’IEEE e riservati per applicazioni specifiche

• Esempi

• 01-80-C2-00-00-00 (BPDU del protocollo spanning tree per il funzionamento di bridge su reti magliate)

• 01-00-5E-xx-xx-xx (indirizzo IP multicast all’interno di un indirizzo MAC multicast - RFC1112)

Primitive di servizio

MA.DATA.request MA.DATA.confirm LLC sublayer

MA.DATA.indication correspondent

LLC sublayer MAC

sublayer

usato in 802.3:

si conferma l’avvenuta trasmissione del pacchetto

Primitive di servizio

MA.DATA.request

MA.DATA.confirm LLC sublayer

MA.DATA.indication correspondent

LLC sublayer MAC

sublayer

usato in 802.4, 802.5, FDDI, wireless LAN:

si conferma l’avvenuta consegna del pacchetto

Bibliografia

• “Reti di Computer”

• Capitolo 4

• Libro “Reti locali: dal cablaggio all’internetworking”

contenuto nel CD-ROM omonimo

• Capitolo 5

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