CCNA 4 – NETWORK ACCESS ACCESS Il modello OSI divide le funzioni di una rete di dati in Layer, ogni layer coopera con il layer superiore e inferiore per trasmettere i dati. Il dispositivo mittente tramite il data link layer prepara i data per la trasmissione e controlla come i data accedono al media sico. •
Il physical layer codica in bits il data a seconda del mezzo trasmissivo impiegato impulsi elettrici, luminosi!. Il destinatario riceve sul p"ysical layer i bits tramite il media, li decodica in data e li passa al data link layer per l#accettazione e l#elaborazione.
$na connessione pu% essere &ired o &ireless &ireless'radio fre(uenza! per connettersi in &ireless una rete deve avere un )*+ )ireless *ccess +oint!. I router di casa sono c"iamati IS Integrated Service outers! perc"perc"- "anno svariate funzioni, sono s&itc", router, usano la t"ernet e la )*+. NIC sc"ede di rete!. /onnettono i dispositivi al router tramite un cavo t"ernet, se la
connessione 0 )L* la I/ 0 usata in modalit2 &ireless. *lcuni dispositivi "anno solo la I/ t"ernet, altri solo la )L* I/. * seconda del tipo di connessione abbiamo diverse prestazioni, un dispositivo in &ireless "a meno performance a seconda della distanza in cui si trova rispetto all#access point, la lontananza indebolisce il segnale, minore band&idt", a volte totalmente assente. Si pu% usare un wireless range extender per rigenerare il segnale &ireless permettendo ai dispositivi di connettersi in maniera soddisfacente anc"e da parti distanti della casa. $na connessione cablata invece non subisce degrado ma limita il movimento dei dispositivi di accesso c"e rimangono ssi in un punto. $n dispositivo &ireless condivide il )*+, )*+, signica c"e pi3 dispositivi &ireless sono attaccati allo stesso )*+ e minore sar2 la potenzialit2 di banda, band&idt". $n dispositivo &ired non condivide l#access point, lo "a individuale tramite un cavo t"ernet.
•
Physical ayer ' lo scopo purpose! del p"ysical layer 0 (uello di trasportare i
bits c"e compongono un data link frame attraverso il media, il p"ysical accetta un frame completo dal data link layer e lo codica in appositi segnali trasmissibili sul media, i bits codicati saranno ricevuti da un end device o da un dispositivo intermedio. Encaps!lati"n # $e%encaps!lati"n &' l" !ser !ser data data ( seg)entat" seg)entat" dal Transp"r Transp"rtt layer* i)pacchettat" dal Netw"r+ layer* e incaps!lat" in ,ra)e dal $ata in+ layer'
19
-' Il Physical Physical ayer ayer c"di.ca il ,ra)e ,ra)e e crea la rappresenta rappresenta/i"ne /i"ne in 0it 0it per il tip" di )edia !tili//at" 1electrical* "ptical*radi" wa2es3' ' I 0its 0its s"n" p"i in2iati in2iati s!l )edia )edia !n" !n" alla alla 2"lta' 2"lta' 4' Il Physical Physical layer layer del destinatari" destinatari" ric"n2erte ric"n2erte il segnale in ,ra)e e l" passa al data lin+ layer s"2rastante.
Tre tipi di netw"r+ )edia ' •
C"pper impulsi elettrici!.
•
Optical 5i0er impulsi ottici!.
•
Wireless radio trasmissione!.
Il p"ysical layer rispetta degli standards per l#"ard&are.Le l#"ard&are.Le codic"e per il i l tipo di media utilizzato sono denite e governate dalla ISO, 4I*5I*, I4$, *SI *merican ational Standards Institute!, I, 6// 6ederal 6ederal /ommunication /ommission! per gli Stati $niti, ed S4I uropean 4elecommunications Standards Institute! per l#uropa. sistono anc"e dei gruppi di standardizzazione c"e "anno delle specic"e di cablaggio regionali, come la canadese /S*, la /L/, e la giapponese 7S*57SI c"e sviluppano particolari tipologie di cablaggio locali.
Il +"ysical Layer si occupa dei Physical C")p"nents* Enc"ding e Signaling . Physical C")p"nents ' tutto l#"ard&are, i dispositivi, il media, i connettori c"e
trasportano i bit. Enc"ding' converte un 8usso di data bits in un code: codice! predenito,
interpretabile sia dal mittente c"e dal ricevente. el net&orking la codica 0 uno sc"ema di voltaggio o corrente c"e rappresentano i bit, ovvero gli ; e gli 1. Il +"ysical Layer crea anc"e dei codici per identicare l#inizio e la ne del frame. /omuni metodi di codica' •
6anchester Enc"ding ' in (uesta codica lo ; 0 rappresentato da una
transizione del voltaggio da alto a basso. /odica usata per le vecc"ie versioni di t"ernet, 6I< e ear 6ield /ommunication.
19
•
N"nret!rn t" 7er" 1NR738 (uesta codica assume solo due posizioni, ; o 1
senza nessun valore intermedio. Lo ; si rappresenta con un livello di voltaggio e l#1 con un altro livello di voltaggio sul media.
NOTA8 i 8ussi di dati molto veloci necessitano di una codica complessa come la 49:;9. Signaling' il +"ysical layer genera i segnali elettrici, ottici o &ireless c"e rappresentano gli ; e 1 e viaggeranno sul media. Signaling 6eth"d ' 0 il metodo con
cui vengono rappresentati i bit, ad esempio possiamo assegnare 1 ad un lungo impulso e ; ad un impulso breve anc"e il codice =orse 0 un Signaling =et"od!. I segnali possono essere trasmessi in maniera asincrona o sincrona. •
Asynchr"n"!s' i segnali c"e contengono i data sono trasmessi senza un clock,
il tempo c"e intercorre tra un data e l#altro 0 arbitrario, lo spazio non 0 standardizzato, in (uesto caso i frame necessitano di avere degli indicatori 8ag! di start and stop. •
Synchr"n"!s8 i segnali c"e contengono i data sono trasmessi in accordo con
un clock. $n metodo comune per trasmettere segnali 0 (uello di modularli, la modulazione 0 il processo per il (uale le caratteristic"e di un segnale the signal! modicano le caratteristic"e di un#altra onda the carrier!. •
56 5re
della portante varia in accordo con il segnale. •
A6 A)plit!de 6"d!lati"n ' una tecnica trasmissiva in cui l#ampiezza della
portante varia in accordo con il segnale. •
PC6 P!lse C"ded 6"d!lati"n ' il segnale analogico 0 campionato in segnale
digitale, si campiona l#ampiezza del segnale e si esprimono le diverse ampiezze con numeri binari. La fre(uenza di campionamento deve essere almeno il doppio della massima fre(uenza contenuta nel segnale.
19
Principi ,"nda)entali del layer & ' i diversi tipi di media supportano il trasferimento dei bit a velocit2 di>erenti. L#operazione di
misura del (uantitativo di dati c"e possono scorrere su un media in un tempo preciso. La band&idt" si misura in kilobits per second kb5s! o megabits per second =b5s!. La band&idt" di una rete 0 determinata da una combinazione di fattori, come le propriet2 sic"e del media, le tecnologie in uso e le leggi della sica.
Thr"!ghp!t8 0 la misura del trasferimento dei bit su un media in un determinato
periodo di tempo, ci sono molti fattori ad in8uenzare il t"roug"put, tra cui l#ammontare del tra?co, il tipo di tra?co, la latenza creata dai dispositivi di rete c"e il segnale incontra scorrendo tra la sorgente e la destinazione. /on il termine latenza ci si riferisce al tempo c"e impiega un data a viaggiare da una sorgente ad una destinazione. Il 4"roug"put non pu% essere pi3 veloce del link pi3 lento del percorso su cui viaggia, 0 il link pi3 lento a determinarne la velocit2, anc"e se la maggior parte dei componenti della rete "anno una band&idt" larga 0 su?ciente avere un elemento lento per creare un collo di bottiglia c"e determiner2 il totale troug"put della trasmissione. /i sono molti test online per determinare la t"roug"put di una connessione internet. =""dp!t8 misurazione del tra?co di data utile in un determinato periodo di tempo. Il
goodput 0 il 4roug"put meno il tra?co dei dati di controllo tra dispositivi, c"e comprende i controlli di acknoledgements e dell#encapsulation.
Tipi di Physical 6edia' C"pper # 5i0er%Optic C"pper' il rame 0 un media poco costoso, facile da installare ed 0 un buon conduttore
di corrente, il contro del rame 0 la distanza c"e pu% percorrere un segnale senza degradarsi e le interferenze sul segnale. I data sono trasferiti sul cavo di rame sotto forma di impulsi elettrici, maggiore 0 la distanza c"e deve percorrere il segnale e maggiore 0 il deterioramento del segnale stesso c"e subisce un#attenuazione. I copper media (uindi "anno delle distanze massime da rispettare specicate dagli standards. I valori di 4iming e di voltaggio degli impulsi sono suscettibili alle interferenze, due tipi di disturbi' •
E6I e R5I ' interferenze elettromagnetic"e =I! ed interferenze da radio
fre(uenze 6I!, c"e creano distorsione ed errori sul segnale. +er contenere i
19
possibili disturbi causati da =I e 6I i cavi sono avvolti in sc"ermature metallic"e e necessitano di una messa a terra. •
Cr"sstal+ ' disturbi causati da campi
elettrici o magnetici c"e si creano su un cavo e c"e disturbano il segnale sul cavo adiacente. ella telefonia abbiamo il crosstalk ovvero (uando sentiamo parte di un#altra conversazione telefonica, di un altro circuito adiacente. @uando la corrente 8uisce attraverso un conduttore si crea un piccolo campo magnetico circolare attorno al cavo c"e pu% disturbare un cavo vicino. +er contenere il crosstalk alcuni cavi "anno delle coppie di cavi intrecciati assieme c"e impediscono il vericarsi del crosstalk. Si pu% contenere la suscettibilit2 dei cavi di rame ai disturbi selezionando il tipo di cavo pi3 idoneo per l#ambiente in cui andremo ad installarlo, 0 anc"e utile progettare un tipo di cablaggio c"e limita le potenziali sorgenti di disturbo mantenere le distanze da possibili pericoli!, ed 0 necessario maneggiare correttamente i cavi e usare i corretti connettori.
Tre tipi di ca2" di ra)e per le reti8
•
•
>TP 1>nshielded Twisted%Pair3'
•
STP 1Shielded Twisted%Pair3'
•
C"axial.
>TP' 0 il cavo pi3 comune, usa connettori 7ABC, gli $4+ sono composti da
(uattro paia di cavi codicati per colore e c"e sono stati attorcigliati assieme ed avvolti in una guaina plastica di protezione. L#attorcigliamento dei cavi aiuta a proteggere i cavi dalle possibili interferenze di segnale. I cavi $4+ "anno (uattro paia di cavetti da DD5DB di calibro, il diametro di tutto il cavo 0 di circa ;,BE cm ;,1F pollici!,una misura ridotta c"e lo rende versatile durante l#installazione.Gli $4+ non usano lo s"ielding per evitare gli e>etti dannosi da 6I e =I, per evitare il crosstalk usano due metodi' & % Cancellati"n ' i cavi elettrici creano un campo magnetico, (uando due cavi
elettrici in un circuito elettrico sono vicini annullano vicendevolmente il campo magnetico evitando i disturbi da =I e 6I. - % Att"rciglia)ent i t&ists!' in aggiunta alla cancellation, le coppie di cavi vengono
intrecciate fra di loro, ogni coppia di cavi 0 intrecciata diversamente e il numero di avvolgimenti deve essere rispettato, l#attorcigliamento riduce il degrado del segnale perc"- funziona da selfAs"ield.
19
Lo standard $4+ 0 regolamentato dalla 4I*5I*, organizzazioni di standardizzazione c"e deniscono il tipo di cavo, la sua lung"ezza, il tipo di connettori, le terminazioni del cavo e il metodo per testare il cablaggio. Le caratteristic"e elettric"e del cablaggio in rame sono regolamentate dalla I ed i cavi sono categorizzati a seconda della loro band&idt". /atC /ategory C! si usa per il 6ast t"ernet. /atCe n"anced category C! 0 il minimo standard accettabile oggigiorno perc"- 0 preferibile utilizzare il /at H nei nuovi cablaggi degli edici. siste anc"e la /*4Ha e alcuni produttori c"iamano i cavi /atHa con il nome di /atF.
I cavi $4+ possono essere di tipo Straight%Tr"!gh , Cr"ss"2er, R"ll"2er. Lo Straig"t 0 il pi3 comune, si usa per collegare un "ost allo s&itc" e lo s&itc" ad un router. Il /rossover 0 un cavo meno comune c"e si usa per connettere dei dispositivi uguali, come uno s&itc" ad uno s&itc" o un +/ ad un +/ o un router con un router. ollover, tipo di cavo proprietario della /isco usato per connettersi alla porta /onsole di un router o a uno s&itc". $sare il cavo sbagliato per connettere i dispositivi non danneggia i dispositivi ma non permette la comunicazione fra essi. $n cavo $4+ si testa tramite un tester, si testa la )ire =ap, la /able Leng"t, la perdita di segnale a causa dell#attenuazione e il /rosstalk. •
STP' protegge meglio dal rumore rispetto al cavo $4+,"a il connettore 7ABC ma
0 pi3 costoso e di?cile da installare, un cavo S4+ "a sia la tecnologia s"ielding c"e protegge dalla =I e 6I e l#attorcigliamento del cavo c"e evita il crosstalk. I cavi S4+ "anno anc"e dei particolari connettori s"ielded, se il cavo non "a una corretta messa a terra lo s"ield pu% comportarsi come un#antenna e recuperare dei segnali di disturbo. /i sono due tipi di cavi S4+, il pi3 comune "a lo s"ield sull#intero gruppo di cavi, l#altro tipo "a lo s"ield per ogni coppia di cavetti attorcigliati c"e sono poi racc"iusi in un#unica maglia metallica. I cavi S4+ venivano usati nelle reti 4oken ing.
STP
19
•
C"axial' deve il nome al fatto c"e ci sono due conduttori c"e condividono la
stessa asse. Il coassiale 0 formato da' &' !n c"nd!tt"re di ra)e che tras)ette i segnali elettr"nici' -' Il c"nd!tt"re di ra)e ( is"lat" tra)ite !n" strat" di )ateriale plastic" ?essi0ile' ' Il )ateriale is"lante ( racchi!s" in !na )aglia di ra)e che ,!n/i"na da sec"nd" ca2" del circ!it" c")e shield per il c"nd!tt"re principale' @!est" sec"nd" c"nd!tt"re " shield rid!ce le inter,eren/e elettr")agnetiche pr"2enienti dalla)0iente estern"' 4' T!tt" il ca2" ( ric"pert" da !n ri2esti)ent" che l" pr"tegge dal danneggia)ent" .sic"'
/i sono diversi tipi di connettori usati col cavo coassiale, il coassiale veniva usato per la televisione trasmetteva in una sola direzione! e per le prime installazioni t"ernet. Oggigiorno il coassiale 0 stato rimpiazzato dall#$4+ per le moderne installazioni t"ernet. Il coassiale 0 stato adattato per essere utilizzato' •
Wireless Installati"ns ' nelle
installazioni &ireless i cavi coassiali connettono le antenne ai dispositivi &ireless,permettendo il passaggio delle radio fre(uenze 6/!. •
Ca0le Internet installati"ns ' i fornitori dei servizi via cavo stanno
convertendo i sistemi oneA&ay in sistemi t&oA&ay per poter o>rire Internet alla clientela. *lcune parti della rete via cavo e dell#amplicazione sono sostituite con cavi a bra ottica anc"e se la connessione nale al cliente 0 sempre di tipo cable. @uest#uso combinato di cable e bra ottica si c"iama By0rid 5i0er C"ax 1B5C3'
4utti i tre tipi di cavi in rame sono suscettibili al fuoco e ai pericoli elettrici electrical "azards!, l#isolamento del cavo potrebbe essere inammabile e produrre fumi tossici (uando surriscaldato o bruciato. I pericoli elettrici sono molteplici, un dispositivo di rete difettoso pu% condurre corrente allo c"assis di altri dispositivi di rete, i cavi possono avere di>erenti voltaggi (uando la massa 0 diversa, ed eventuali fulmini possono condurre voltaggi enormi ad un dispositivo tramite il cavo in rame. Il risultato di voltaggi e correnti indesiderate 0 il danneggiamento dei dispositivi di rete e i computer ad essi connessi e possono ferire le persone.
19
•
5i0er%Optic' il cavo in bra ottica 0 diventato molto popolare perc"- permette
di trasmettere dati tramite connessioni sempre pi3 lung"e e con una band&idt" maggiore rispetto a (ualsiasi altro media sico. La bra ottica 0 costituita da un sottilissimo e 8essibilissimo cavo di vetro puro silice!, non pi3 grande di un capello umano i bit sono codicati in impulsi luminosi e la bra ottica funziona come un lig"t pipe c"e porta i segnali luminosi tra i due terminali con una minima perdita di intensit2 ed 0 immune ai disturbi da 6I ed =I. I cavi a bra ottica si usano in (uattro tipi di situazioni' •
Enterprise netw"r+s ' si usano per le reti aziendali.
•
5TTB 6iber 4o 4"e Jome!e access net&orks' si usano per la connessione
al&aysAon sia per situazioni domestic"e c"e di piccola azienda. 644J supporta un accesso ad Internet piuttosto veloce ed a?dabile. •
"ng%Ba!l netw"r+ s' reti a lungo trasporto terrestre in bra ottica c"e
connettono paesi e citt2, sono reti c"e si estendono dalle poc"e dozzine sino a migliaia di km e trasportano sino a 1;Gpbs. •
S!0)arine Netw"r+s' cavi speciali in bra c"e si installano nelle profondit2
marine e coprono distanze transoceanic"e, permettono connessioni a?dabili e ad altissima velocit2. $na bra ottica 0 molto sottile e composta da due tipi di vetro C"re e Cladding!e di uno strato protettivo ac+et!. Il vetro del core e del cladding 0 trattato a livello molecolare per renderlo pi3 forte. C"re' 0 la parte di bra c"e trasporta il segnale luminoso ed 0 fatta di vetro puro. Cladding' 0 il vetro c"e ricopre il core e funziona come uno specc"io, gli impulsi di luce si propagano lungo il core mentre il cladding li ri8ette, (uesto fenomeno di lavoro combinato si c"iama T"tal Internal Re?ecti"n . ac+et' 0 il rivestimento in +K/ c"e protegge il core e il cladding. +u% includere del materiale forticante e un bu>er c"e proteggono il vetro da sfregi e umidit2. Gli impulsi luminosi sono generati dai asers e dai E$ Lig"t mitting
S65 1Single%6"de 5i0er38 "a un
core piccolissimo ed impiega una tecnologia laser molto costosa per inviare un singolo raggio di luce, si usa per le situazioni in cui 0 necessario coprire grandi distanze nell#ordine di centinaia di km telefonia longA"aul e la 4K via cavo!.
19
665 16!lti)"de 5i0er38 core pi3 largo ed impiega emettitori a L< per inviare gli impulsi
luminosi, la luce di un L< si inserisce in una bra multimode da tanti angoli di>erenti, la ==6 0 molto usata perc"- i L< possono anc"e essere poco costosi e forniscno una band&idt" sino a 1 Gbps attraverso una lung"ezza di connessione sino a CC; metri. *nc"e nel cavo ==6 il raggio luminoso 0 uno solo. $na delle maggiori di>erenze tra i due tipi di cavi 0 l#ammontare della dispersione, con il termine dispersione ci riferiamo all#irraggiamento di un impulso luminoso nel tempo. Il laser "a meno dispersione. sistono svariati connettori per bra ottica, oggigiorno ne sono in uso una settantina. I tre pi3 comuni sono' •
ST 1Straight%Tip3 ' un vecc"io connettore a baionetta c"e si usava sia sulla ==6 c"e
sulla S=6. •
SC 1S!0scri0er C"nnect"r3' detto anc"e s(uare connector o standard connector,
largamente utilizzato per le L* e le )* e c"e "a un meccanismo pus" and pull per il corretto inserimento, si usa sia su ==6 c"e su S=6. •
C 1!cent C"nnect"r3' detto anc"e piccolo connettore o connettore locale, sta
crescendo in popolarit2 grazie alle sue dimensioni ridotte, si usa per la S=6 ma supporta anc"e la ==6. NOTA8 altri tipi di connettori per bra, come l# 5C 15er!le C"nnect"r3 e lo S6A 1S!0 6iniat!re A3 non si usano per le L* e le )*. sistono anc"e i vecc"i c"nnett"ri 0ic"nici e i $4.
La luce viaggia in una sola direzione lungo una bra ottica (uindi 0 necessario avere due bre ottic"e per la trasmissione in fullAdupleM. =olti cavi in bra ottica incorporano due bre con due singoli connettori separati. *lcuni connettori detti dupleM connector invece accettano sia la trasmissione c"e la ricezione. NOTA8 anc"e se poco utilizzata, 0 possibile avere una trasmissione t&oA&ay su un cavo S=6
trasmettendo a diverse lung"ezze d#onda attraverso la bra da ogni capo del cavo. I dispositivi di rete sono interconnessi dai 5i0er Patch C"rds ' SC%SC )!lti)"de patch c"rd* C%C single%)"de patch c"rd, ST%C )!lti)"de patch c"rd, SC%ST single%)"de patch c"rd. I connettori dei cavi in bra si proteggono con cappucci (uando non in uso, il colore del cavo distingue un cavo S=6 da un ==6, S=6 sono gialli mentre gli ==6 sono o arancioni o azzurri, come deniti dalle specic"e standard 4I*. Testare i ca2i in .0ra8 tre c")!ni err"ri nella pr"d!/i"ne dei ca2i s"n"8 6isaligne)ent8 il cavo in bra non 0 perfettamente allineato, sbagliata la connessione. End =ap8 il media non tocca completamente al terminale del connettore. End 5inish8 la ne del media non 0 perfettamente rinita o 0 sporca
Si pu% velocemente testare il funzionamento di un cavo in bra inserendo una fonte luminosa da un capo del cavo e vedere se raggiunge l#altro capo, se la luce 0 visibile signica c"e il cavo conduce anc"e se non ne garantisce il corretto funzionamento, 0 utile per vericare se una bra 0 interrotta. N possibile usare un tester ottico OT$R Optical 4ime
19
approssimativamente la distanza in cui si trova il problema sul cavo. N molto pi3 vantaggioso usare un cavo in bra rispetto ad un cavo in rame, i cavi in bra non sono conduttori di elettricit2 e (uindi il media 0 immune alle interferenze elettromagnetic"e e non pu% nemmeno condurre correnti indesiderate a causa di una mal funzionante messa a terra. Le bre ottic"e sono anc"e sottili e "anno poc"issima dispersione di segnale c"e permette di impiegarle per distanze molto elevate senza bisogno di dover rigenerare il segnale. I contro della bra sono il costo superiore rispetto al cavo in rame, "a bisogno di diverse capacit2 tecnic"e e diversi strumenti per terminare e suddividere i cavi, "a bisogno di una manipolazione pi3 delicata rispetto al cavo in rame. La connessione in bra si usa prettamente per le connessioni aziendali ad alto tra?co di dati.
Wireless 6edia ' il &ireless trasporta i segnali elettromagnetici c"e rappresentano i
bit tramite le radio fre(uenze o le microonde. •
C"2erage Area' la tecnologia &ireless lavora bene negli spazi aperti (uindi
alcuni materiali costruttivi possono limitare l#e>ettiva copertura &ireless. •
Inter,erence' il &ireless 0 suscettibile alle interferenze e pu% essere disturbato
dai telefoni cordless, da alcuni tipi di lampadine 8uorescenti, dai forni a microonde e svariati altri tipi di dispositivi. •
Sec!rity8 la copertura &ireless non ric"iede l#accesso tramite un media sico
(uindi alcuni dispositivi non autorizzati potrebbero accedere al &ireless, per tale motivo l#aspetto della sicurezza 0 vitale. IEEE D-'&& WAN 1Wireless AN38 anc"e detta )iA6i c"e usa il CS6A:CA /arrier Sense =ultiple *ccess /ollision *voidance! ovvero
accesso multiplo tramite rilevamento della portante con evitamento delle collisioni, 0 un protocollo di accesso multiplo c"e utilizza il rilevamento della portante ma in cui i nodi tentano di evitare a priori il vericarsi delle collisioni. IEEE D-'&; WPAN 1Wireless PAN38 detta anc"e 0l!et""th, permette
ai dispositivi di connettersi fra loro attraverso distanze sino a 1;; metri. IEEE D-'&F Wi6AG )orld&ide Interoperability =icro&ave *ccess!' usa
una topologia pointAtoAmultipoint per fornire un accesso &ireless a banda larga. NOTA' )iA6i 0 un marc"io di fabbrica della )iA6i *lliance.
19
WAN' una )L* necessita di un )ireless *ccess +oint *+ e di una )ireless I/
*dapter. L#*+ concentra il segnale &ireless proveniente dall#utente e lo connette ad t"ernet tramite outer con access point!. La sc"eda di rete )ireless permette la comunicazione in )iA6i. I vantaggi del &ireless sono molteplici, grande risparmio evitando i cavi e o>re la possibilit2 di potersi muovere con i dispositivi, per contro gli accessi in &ireless "anno bisogno di elevata sicurezza per prevenire gli accessi indesiderati. Lo standard ;D.11 "a svariate varianti' •
IEEE D-'&&a '0 lo standard con banda di fre(uenza di CAG"z e velocit2 sino a CB =bps,
lavora ad alte fre(uenze, "a un#area di copertura limitata e maggiore di?colt2 a penetrare le infrastrutture degli edici. I dispositivi sviluppati per usare ;D.11a non possono lavorare con le ;D.11b e ;D.11g in (uanto la fre(uenza di lavoro non 0 compatibile. •
IEEE D-'&&0 ' lavora ad una fre(uenza di D,B G"z e velocit2 sino a 11 =pbs. I
dispositivi c"e usano (uesto standard "anno una lunga portata e riescono a penetrare meglio le infrastrutture. •
IEEE D-'&&g ' lavora ad una fre( di D,B G"z, (uesti dispositivi lavorano alla stessa
fre(uenza di lavoro della ;D.11b D,B G"z!ma "anno la band&idt" della ;D.11 CB =bps!. •
IEEE D-'&&n' opera sia a D,B G"z di fre( sia a C G"z ad una velocit2 c"e va dai 1;;
=bps ai H;; =bps ed una distanza di F; metri. # uno standard retroAcompatibile c"e pu% essere utilizzato da dispositivi c"e implementano ;D.11a5b5g. •
IEEE D-'&&ac ' pu% lavorare simultaneamente sulle due fre(uenze D,B G"z e C G"z con
una velocit2 sino a BC; =bps e 1,E Gbps 1E;; =bps!. N retroAcompatibile con i dispositivi ;D.11a5b5g5n. •
IEEE D-'&&ad ' anc"e detto )iGig 0 uno standard triband c"e lavora a D,B G"z, C G"z
e H; G"z con una velocit2 teorica sino a F Gbps.
$ATA INK AHER PROTOCOS
Subito sopra il +"ysical Layer c#0 il
Tras)issi"ne ' assembla i dati di un frame con i campi di indirizzo e rilevamento errori.
•
Rice/i"ne' disassembla i frame e riconosce l#indirizzo ed eventuali errori.
•
C"ntr"ll"'controlla l#accesso al media di trasmissione della rete locale
•
Inter,accia)ent"' si interfaccia con il livello superiore e controlla il 8usso e gli errori,
registrando i frame ricevuti e ritrasmettendo (uelli errati.
19
Le prime tre funzionalit2 sono svolte dal =*/ mentre l#ultima dalla LL/ Logical Link control!. Il 4/+5I+ net&ork access layer nel modello OSI di divide in
media sico.
19
e d!e a/i"ni 0asilari del data lin+ layer ' &
*ccetta i pacc"etti provenienti dal layer E e li impacc"etta in frames.
-
/ontrolla il =*/ =edia *ccess /ontrol! e individua eventuali errori.
I s!0layer del data lin+8
1
C Logical Link /ontrol!' 0 il sublayer superiore,
si occupa di inserire nel frame le informazioni circa il net&ork layer protocol layer E!, c"e possono essere I+vB o I+vH. D
6AC =edia *ccess /ontrol!' 0 il sublayer inferiore
c"e si occupa di come si pu% utilizzare il canale trasmissivo in modo da consentire l#accesso a pi3 nodi evitando collisioni o lung"e attese.
Il layer LL/ comunica con il net&ork layer mentre il sublayer =*/ permette la scelta di svariati tipi di accesso alla rete. I pacc"etti viaggiano sulla rete incontrando diversi tipi di reti sic"e, c"e possono essere in rame, in bra o anc"e &ireless segnali elettromagnetici, radio fre(uenze, microonde, link satellitari!. ella foto a anco il primo collegamento 0 tra +/ e router (uindi un collegamento t"ernet, il pacc"etto I+ viaggia sotto forma di t"ernet frame ;D.D!, il router lo deincapsula, processa e reincapsula in un nuovo data link frame c"e giunge al satellite link tramite una collegamento )* e un protocollo )* come +++!, a (uesto punto il pacc"etto user2 uno dei protocolli &ireless. Il router usa un#interfaccia t"ernet per connettersi alla L* e una interfaccia seriale per connettersi alla )*. Il router elabora il frame, lo deAincapsula e reA incapsula in un nuovo frame e lo reimmette sul media sino a giungere al successivo dispositivo del processo di trasmissione. Pr"t"c"l $ata >nits 1P$>38 +<$ 0 il
termine c"e denisce il tipo di frame, ogni nodo incapsula il +<$ c"e riceve secondo il
tipo di protocollo in uso. *d ogni incapsulamento il +<$ assume un nome diverso c"e ri8ette le sue nuove funzioni. L#incapsulamento fornisce al data un header ed un trailer, il data cosP composto si c"iama frame. I protocolli del data link necessitano di informazioni di controllo per far funzionare correttamente i protocolli, le informazioni di controllo identicano i nodi coinvolti, (uando inizia e (uando nisce la comunicazione tra i nodi, (uali errori si vericano durante la comunicazione fra nodi e (uale sar2 il successivo nodo nel processo di trasmissione dei dati. Il data link layer frame include un "eader c"e contiene le informazioni di controllo, come l#indirizzo!, poi il
e ; se un nodo riceve un lungo 8usso di bit deve poter determinare (uando inizia il frame, (uando nisce, e (ual 0 il bit c"e rappresenta l#indirizzo. L#operazione di 6raming divide il 8usso in un determinato format,ovvero una struttura precisa cosP composta' •
5lags di Start e St"p' (uesti 8ag sono utilizzati dal sublayer =*/ per capire l#inizio e
la ne del frame. •
Addressing' utilizzato dal sublayer =*/ per identicare il nodo mittente e (uello
destinatario. •
Type8 usato dal sublayer LL/ per identicare il Layer E +rotocol se I+vB o I+vH!
•
C"ntr"l' controlli per il 8usso dei dati.
•
$ata' contiene il frame payload c"e si compone del packet "eader, segment "eader e
del data! •
Err"r $etecti"n8 si trova nel trailer, usato per identicare gli errori.
NOTA' non tutti i protocolli includono e usano tutte (ueste funzioni.
La I46 denisce nei documenti 6/ tutte le funzioni e operazioni del protocollo ad ogni layer ad esclusione del et&ork *ccess Layer c"e 0 descritto da svariate organizzazioni (uali la I, la I4$, la ISO e la *SI. Il =*/ sublayer denisce le regole e piazza il data sul media sico, la maniera in cui lo fa 0 determinata anc"e dalla topologia della rete e dal modo in cui i nodi si scambiano il data.
19
TOPOO=IE' la topologia delle L* e )* pu% essere logica o sica.
19
Physical T"p"l"gy' le connessioni sic"e degli apparati
in una rete. "gical T"p"l"gy' le connessioni logic"e degli apparati in una rete. TOPOO=IE WAN 5ISICBE8
•
P"int%t"%P"int' 0 la topologia pi3 semplice, connessione
permanente tra due dispositivi, la topologia )* pi3 popolare. •
B!0%and%sp"+e8 0 la versione )* della topologia a
stella dove il dispositivo centrale interconnette tutti gli altri tramite un link pointAtoApoint. •
6esh' tutti i dispositivi c"e compongono la rete sono
interconnessi fra loro tutti con tutti!, 0 (uindi di di?cile amministrazione e il costo di tutte le interconnessioni 0 alto. I link sono di tipo pointAtoApoint. siste Partial 6esh: dove non tutti i dispositivi sono interconnessi con tutti gli altri.
•
T"p"l"gia P"int%t"%P"int 5ISICA' solo due nodi interconnessi tra loro, non c#0 bisogno
di dover determinare a (uale "ost 0 destinato un frame. I protocolli per un tipo di rete pointAtoApoint sono semplici perc"- il data deve viaggiare da mittente a destinatario senza possibilit2 di errore. •
T"p"l"gia P"int%t"%P"int O=ICA' sicamente i dispositivi di una rete +ointAtoA+oint
logica possono essere interconnessi a svariati altri dispositivi ma logicamente sono interconnessi solo due. La connessione logica tra due nodi 0 anc"e detta 2irt!al circ!it, solo i due nodi si possono scambiare informazioni. Il =edia *ccess =et"od =*/ usato dal data link protocol 0 determinato dalla topologia logica della rete e non da (uella sica.
19 Bal, $!plex' entrambi i dispositivi possono sia trasmettere c"e ricevere sullo stesso media ma
non simultaneamente. 5!ll $!plex' entrambi i dispositivi possono trasmettere e ricevere sullo stesso media e
simultaneamente.
TOPOO=IE AN' le topologie L* sic"e sono' •
Star' dove gli end device sono tutti connessi ad un dispositivo
centrale, le prime star usavano un Jub come dispositivo centrale, oggigiorno si usano gli s&itc". La Star 0 la topologia sica per L* pi3 comune, facile da installare, scalabile e semplice nel troubles"oot. •
Extended Star "r By0rid' due reti stella interconnesse tra loro
usano una topologia a Qus. •
9!s' tutti gli end device sono collegati tra di loro per mezzo di un unico ramo condiviso,
0 molto e?ciente dal punto di vista della scalabilit2 e della robustezza la rottura del bus porta ad avere comun(ue un partizionamento della rete in due topologie a bus! e per (uesti motivi 0 molto usata nelle reti dati t"ernet . ella topologia a bus occorre utilizzare meccanismi di controllo dellRaccesso c"e evitino le collisioni o le interferenze tra i nodi a causa dell#unico collegamento condiviso. Ja bisogno di essere 4erminata. •
Ring' gli end devices sono connessi ad anello, non "a bisogno di essere terminata, le
topologie a ring si usavano per le reti 6<
T"p"l"gie "giche per AN' la topologia logica di una rete "a gli *ccess =et"ods c"e
forniscono le procedure di amministrazione di accesso per tutte le stazioni. @uando pi3 dispositivi condividono lo stesso media 0 necessario controllare gli accessi e regolamentarli.
C"ntenti"n%0ased access' dove tutti i nodi provano ad accedere
allo stesso media appena "anno un dato da trasmettere ma "anno delle regole per evitare le collisioni. +er evitare il caos si usa il CS6A 1Carrier Sense 6!ltiple Access3 c"e identica se il
media sta trasportando un segnale,il dispositivo prova a trasmettere e tramite il /S=* se identica il canale occupato signica c"e un altro device sta trasmettendo, aspetta e ritenta dopo un breve periodo. Se il /S=* non trova un segnale il dispositivo trasmette il data sul media. Le reti t"ernet e le reti )ireless usano (uesto metodo. Se il /S=* fallisce e due dispositivi trasmettono simultaneamente si avr2 una collisione di dati, la collisione creer2 la corruzione del dato c"e dovr2 essere ritrasmesso. @uesto metodo c"e previene le collisioni non "a una buona scalabilit2, ogni dispositivo aggiunto diminuisce l#e?cienza e il sistema di recovery dei dati pu% danneggiare il troug"put. Il /S=* "a implementato un metodo per risolvere la collisione, i due pi3 fre(uenti' •
CS6A:C$ /ollision
presenza del segnale, se non trovano un segnale sul media i dispositivi trasmettono i dati. Se invece trovano un segnale tutti i dispositivi fermano la trasmissione e riprovano successivamente. Il /S=*5/< 0 usato per le reti t"ernet. •
CS6A:CA /ollision *voidance!' l#end device esamina il media in cerca di segnale, se il
media 0 libero il dispositivo trasmette una notica sul media c"e intende utilizzarlo, se riceve l#ok alla trasmissione trasmette il dato. $sato per le )ireless L*. C"ncetti chia2e C"ntenti"n%0ased access ' i dispositivi possono provare a trasmettere sul
media in (ualsiasi istante, si possono vericare collisioni, ci sono procedure per risolvere le collisioni.
O=ICA 6>TI%ACCESS TOPOO=H ' una topologia logica a
multi accesso permette a molti dispositivi di condividere lo stesso media e di trasmettere su di esso in (ualsiasi momento, ogni dispositivo vede i frame trasmessi ma solo il dispositivo a cui sono indirizzati i frame li elaborer2.
C"ntr"lled Access' con (uesto metodo i vari dispositivi
della rete "anno un turno in se(uenza per trasmettere, se un dispositivo non "a da trasmettere il turno passa al dispositivo seguente tramite un token. $n dispositivo prende un token con il (uale immette un frame sul media, nessun altro dispositivo della rete pu% ac(uisire il token sino a c"e il precedente non 0 stato trasmesso e rilasciato per nuovo utilizzo. @uesto metodo si c"iama anc"e Sched!led access " deter)inistic. 4ipici esempi di tecnologia /ontrolled *ccess sono la 4oken ing I ;D.C! e la 6<
Ring T"p"l"gy' in una topologia logica ad anello ogni
dispositivo sente il frame ma solo il dispositivo destinatario lo riceve, (uesta tecnologia 0 c"iamata t"+en passing, ogni dispositivo esamina il frame e se l#indirizzo non corrisponde lo reimmette in circolo. /i sono svariate tecnic"e di access
19
control c"e si usano con una rete ad anello logica dipendentemente dal livello di controllo ric"iesto. N"ta8 il
$ata%in+ 5ra)e
19
Il $ata%lin+ layer 0 il secondo livello dellRarc"itettura di rete basata sul modello ISO5OSI per lRinterconnessione di sistemi aperti. @uesto livello in trasmissione riceve pacc"etti dati dal livello di rete e forma i frame c"e vengono passati al sottostante livello sico con lRobiettivo di permettere il trasferimento a?dabile dei dati attraverso canale di comunicazione. *l +<$ del layer E net&ork 0 aggiunta una "eader e un trailer per formare il frame di layer D. Ogni frame si compone di tre parti basilari' header* data* trailer. 4utti i protocolli di data layer incapsulano il +<$ di layer E, ma la struttura del frame varia a seconda del tipo di protocollo. Le caratteristic"e del protocollo sono integrate nell#incapsulamento del frame, (uando il frame giunge a destinazione il dataAlink di ricezione preleva il frame dal media, legge le informazioni di framing e poi le scarta.
Beader' l#"eader contiene le informazioni di controllo determinate dal dataAlink layer c"e sono
specic"e per il tipo di media utilizzato e il tipo di topologia logica della rete. L#informazione di controllo del frame 0 unica per ogni tipo di protocollo ed 0 utilizzata dal protocollo di layer D per fornire le caratteristic"e necessarie all#ambiente di comunicazione. I frame t"ernet' •
Start 5ra)e .eld' indica l#inizio del
frame. •
S"!rce and $estinati"n Address'
indica i nodi di sorgente e destinazione. •
Type .eld' indica la notica del layer
superiore contenuta nel frame o la lung"ezza dello stesso frame.
*ltri protocolli di layer D possono includere nel frame'
•
Pri"rity:@!ality ", Ser2ice .eld' indicano un particolare tipo di servizio priorit2 o
@oS! da includere nell#elaborazione. •
"gical C"nnecti"n C"ntr"l .eld ' usato per stabilire una connessione logica tra i due
nodi. •
Physical in+ C"ntr"l .eld' usato per il media link.
•
5l"w C"ntr"l .eld' usato per startare e fermare il tra?co dati attraverso il media.
•
C"ngesti"n C"ntr"l .eld' indica la congestione dei dati sul media.
ayer - Address' il
viene usato per trasmettere un frame attraverso un media locale condiviso, a (uesto layer gli indirizzi sono sici =*/! e sono contenuti all#interno dell#"eader del frame e specicano il nodo di destinazione del frame all#interno della rete locale. L#"eader pu% anc"e contenere l#indirizzo di sorgente del frame. * di>erenza degli indirizzi logici del layer E c"e sono gerarc"ici, gli indirizzi sici non indicano su (uale rete 0 collocato il dispositivo, se il dispositivo viene spostato su un#altra rete o gli viene cambiata la subnet, continuer2 a funzionare con lo stesso indirizzo sico di layer D, c"e 0 un indirizzo univoco, specico per il dispositivo, non gerarc"ico, e non pu% essere utilizzato per rintracciare un dispositivo attraverso una grande rete o Internet sarebbe come cercare di rintracciare una casa in tutto il mondo disponendo soltanto di un numero civico e della via!. L#indirizzo sico dataAlink layer address! pertanto si usa per rintracciare un dispositivo in una piccola area e per la trasmissione in locale. Se i dati devono viaggiare tramite una grande rete o Internet 0 necessario servirsi di un router c"e accetter2 il frame e esaminer2 gli indirizzi gerac"ici indirizzi I+! tramite l#I+ il router individua la locazione del dispositivo ricevente e il miglior percorso per raggiungerlo, (uando il router "a terminato di individuare il ricevente e il percorso necessario, reAincapsula il pacc"etto nel frame e lo spedisce al dispositivo seguente verso il destinatario. Trailer' i protocolli di data link aggiungono un trailer alla ne di ogni frame, il trailer serve a determinare se il frame 0 arrivato senza errori, (uesto processo si c"iama err"r detecti"n e
viene svolto immettendo un sommario matematico o logico del numero di bit c"e compongono il frame stesso. Il segnale attraverso il media pu% subire interferenze, distorsioni o perdita di dati c"e possono cambiare i bit c"e rappresentano il segnale in (uestione, per tale motivo il nodo trasmittente crea un CRC 1Cyclic Red!ndancy Chec+3 per il frame, c"e e>ettua un calcolo matematico e restituisce un numero caratteristico rappresentante il contenuto e lRorganizzazione dei dati in elaborazione si pu% pensare al // come a una operazione capace di determinare lRimpronta digitale di un le!. Il // 0 immesso nell5CS 15ra)e Chec+ Seettivamente ricevuti, se i valori sono uguali il frame 0 arrivato intatto, se invece il // contenuto nell#6/S 0 diverso dal // calcolato dal nodo ricevente il frame verr2 scartato. N per% possibile c"e un frame con un risultato di // buono possa essere corrotto, gli errori in bit possono cancellarsi vicendevolmente durante il calcolo del //. Lo Stop 6rame eld 0 un delimitatore c"e indica la ne del frame.
19
NOTA' in t"ernet c"e 0 un protocollo ina?dabile! i frame danneggiati vengono scartati senza
c"e il nodo di trasmissione venga informato dell#errore. NOTA' l# Err"r $etecti"n 0 un#operazione da non confondere con l#a?dabilit2 reliability! o
l#error correction. La reliability 0 il processo c"e usa l#error detection per determinare eventuali errori e ripararli. Sia la error detection c"e la error correction "anno il bit supplementare c"e si usa per rilevare gli errori. ell#error c"ecking il bit supplementare individua soltanto la presenza dell#errore nel processo di rror /orrection il bit supplementare 0 impiegato per riparare il data e ritrasmetterlo ed 0 (uindi un processo pi3 complicato e necessita di pi3 supervisione rispetto all#rror
stessa, in termine di numero di "ost connessi in rete, di espansione geograca e dei servizi da assolvere. $na L* usa una tecnologia a larga banda capace di supportare svariati dispositivi ed "a costi elevati. $na )* 0 una rete geogracamente estesa c"e "a una larg"ezza di banda inferiore alla L*, per tale motivo le L* e le )* si servono di svariati tipi di protocolli per compiere la trasmissione. I protocolli comuni sono t"ernet, +++ pointAtoA+oint +rotocol! ed ;D.11 )ireless. Ethernet ;D.D e ;D.E!' 0 la
tecnologia L* dominante, gli standard t"ernet determinano sia i protocolli di layer D sia le tecnologie di layer 1 t"ernet supporta una larg"ezza di banda di 1;=bps, 1;;=bps, 1Gbps 1;;; =bps!, 1; Gbps 1;.;;; =bps!. Il formato base del frame t"ernet 0 uguale per tutti i tipi di t"ernet, ma il metodo di detecting e placing data sul media varia a seconda del tipo di implementazione t"ernet. t"ernet 0 ACK e usa CS6A:C$ come metodo di accesso al media. I media condivisi ric"iedono c"e l#"eader del frame t"ernet debba usare un data link layer address =*/ address! per identicare i nodi di sorgente e destinazione. $n =*/ address t"ernet 0 formato da Bbits in esadecimale. La gura mostra i tanti campi di un frame t"ernet e come a livello del dataAlink layer la struttura del frame sia identica per tutte le velocit2 t"ernet. *l +"ysical layer le diverse versioni di t"ernet pongono diversamente i bit sul media.
19
P"int%t"%P"int Pr"t"c"l' il +++ 0 un altro protocollo del data link
layer c"e consegna i frame tra due nodi. Il +++ non 0 denito dalle organizzazioni di standardizzazione ma dagli 6/ e fu sviluppato come protocollo per le )* e rimane il protocollo preferito per le serial )*. +++ pu% essere usato su svariati media sici, come il t&isted pair, la bra ottica, le trasmissioni satellitari e si usa anc"e per le connessioni virtuali. +++ "a un#arc"itettura a layer e per mettere d#accordo i di>erenti tipi di media il +++ stabilisce delle connessioni logic"e, c"iamate sessi"ni, tra i due nodi. La sessione +++ nasconde al protocollo +++ superiore il media sico sottostante,(ueste sessioni forniscono al +++ un metodo per incapsulare protocolli multipli attraverso un link pointAtoApoint, ogni protocollo incapsulato tramite il link stabilisce la sua sessione +++. Il +++ permette inoltre ai nodi di negoziare delle opzioni con le sessioni +++, (uali l#autenticazione, la compressione e il multilink l#uso di pi3 connessioni sic"e!.
D-'&& Wireless' lo standard ;D.11 usa lo stesso LL/ dell#;D.D e lo stesso sc"ema di
indirizzamento a Bbit delle L* ;D. /omun(ue ci sono molte di>erenze a livello di =*/ sublayer e +"ysical layer perc"- non esiste una connessione sica e svariati fattori esterni possono interferire con il trasferimento dei dati ed 0 inoltre di?cile controllare l#accesso tramite &ireless, per tali motivi le connessioni &ireless "anno molti pi3 controlli. ;D.11 0 comunemente c"iamato )iA6i ed usa un media access process di tipo /S=*5/*. )iA6i usa */ per confermare la corretta ricezione di un frame, se il mittente non riceve il frame di */ il frame 0 ritrasmesso. @uesto tipo di */ impedisce il vericarsi di interferenze radio e altri problemi radio. )iA6i si occupa dell#autenticazione, della connettivit2 ai dispositivi &ireless e della privacy encryption!.
19
Pr"t"c"l ersi"n' versione del frame ;D.11 in uso. Type and S!0type' identicano una delle tre funzioni e subAfunzioni del frame, c"e possono essere'
control, data, management. T" $S' settato a 1 per i frame destinati al sistema di distribuzione. 5r") $S ' settato a 1 per i frame c"e escono dal sistema di distribuzione. 6"re 5rag)ents' settato a 1 per i frame c"e "anno ulteriori frammenti. Retry ' settato a 1 se il frame 0 una ritrasmissione di un precedente frame. P"wer 6anage)ent' settato a 1 per indicare c"e il nodo sar2 in modalit2 po&erAsave. 6"re data' settato a 1 per indicare ad un nodo in po&erAsave mode c"e dovr2 ricevere altri frame. Wired E
trasmettere il frame, oppure una *I< association Identity! per il nodo c"e trasmette il frame. $estinati"n Address 1$A38 il =*/ address del nodo di destinazione. S"!rce Address 1SA38 il =*/ address del nodo di trasmissione. Recei2er Address 1RA3' il =*/ address c"e identica il dispositivo &ireless c"e 0 l#immediato ricevente
del frame. 5rag)ent N!)0er' indica il numero di ogni frammento componente il frame. Se
identicati da se(uenze numeric"e duplicate. Trans)itter Address 1TA38 =ac address c"e identica il dispositivo &ireless c"e "a trasmesso il frame. 5ra)e 9"dy' contiene le informazioni trasportate, solitamente un pacc"etto I+. 5CS' contiene il // a ED bit del frame.
19
19
