Il Livello Fisico Nelle Reti Locali

Materie:Riassunto
Categoria:Sistemi

Voto:

2.5 (2)
Download:184
Data:21.06.2005
Numero di pagine:5
Formato di file:.doc (Microsoft Word)
Download   Anteprima
livello-fisico-reti-locali_1.zip (Dimensione: 6.56 Kb)
readme.txt     59 Bytes
trucheck.it_il-livello-fisico-nelle-reti-locali.doc     29.5 Kb



Testo

Il livello fisico delle reti locali

Le Lan per loro natura sfruttano canali trasmessivi dedicati, che garantiscono velocità, affidabilità e basso tasso di errore.
Il controllo generale attuato dal sistema operativo di rete può essere:
• Centralizzato – se all’interno della rete esiste un nodo supervisore (il server di rete) che si occupa della gestione delle risorse da condividere
• Distribuito – se la comunicazione è gestita “in proprio” da ogni singolo nodo attraverso dispositivi hardware

Gli standard riguardanti l’implementazione delle reti locali per tutto ciò che riguarda i tipi di protocolli e i mezzi trasmessivi, sono stati fissati nel 1985 dalla commissione dell’Istitute of electrical and Electronic Engineers (IEEE - 802) e sono stati adottati a livello mondiale anche dall’ANSI, dall’NBS, dall’ISO

Reti LAN a stella

Le reti Lan a stella adottano un controllo centralizzato: un server centrale a cui tutti i nodi fanno riferimento. Il numero dei nodi connessi alla rete non deve essere troppo elevato per evitare che i tempi di risposta del server vengano dilatati eccessivamente.
Si tratta di una topologia di rete semplice, da utilizzare in sostituzione di un computer multiterminale laddove quest’ultimo non sarebbe sufficiente.

Reti LAN a bus

Nelle reti Lan a bus per evitare il fenomeno delle collisioni, dovuto all’utilizzo dello stesso canale fisico da parte di più utenti, è possibile ripartire quest’ultimo in più canali logici di comunicazione, da assegnare a più utenti attraverso il metodo del multiplexing a divisione di frequenza o di tempo.
Il controllo delle collisioni però può essere ottenuto più efficacemente attraverso protocolli ancora più recenti, che gestiscono meglio il canale fisico (bus) nelle situazioni più critiche per l’efficienza, cioè quando il numero degli utenti è troppo elevato o viceversa quando è molto basso.
In particolare questi protocolli sono:

I protocolli con il rilevamento di collisione (Aloha puro, Aloha a “slot” di tempo)
Sono i protocolli più semplici che sono stati creati negli anni settanta per gestire dei saltuari colloqui via radio tra poche stazioni.
In particolare prevedono che ogni stazione (nodo) invii i propri dati sul canale quando necessario. Non essendoci altri tipi di controlli, naturalmente possono liberamente verificarsi lungo il canale trasmissivo delle sovrapposizioni di segnali provenienti da più stazioni contemporaneamente (collisioni). Ogni stazione verifica difatti che ogni operazione si sia svolta regolarmente, oppure che sulla rete vi siano dei segnali anomali originatisi da una collisione.
I segnali spuri conseguenza di una collisione, possono essere riconosciuti grazie a dei codici rilevatori di collisione come ad esempio il codice Manchester.
Se viene rilevata una collisione è previsto che il messaggio debba essere interamente ritrasmesso perché non si ha alcuna possibilità di individuare la posizione dell’anomalia all’interno del messaggio. Un’evoluzione di questi protocolli è il protocollo “Alhoa a slot di tempo”, è un protocolla piuttosto efficiente perchè è stato implementato proprio allo scopo di riuscire individuare, in caso di collisione, la parte del messaggio “corrotta”, così da semplificare la ritrasmissione del messaggio perché limitata solo alla parte errata.

I protocolli a rilevamento di portante
(CSMA 1-persistente/ CSMA persistente/ CSMA non persistente/ CSMA CD)
Si tratta di protocolli che sfruttano in la presenza di dispositivi hardware in grado di analizzare lo stato della portante per verificare se il canale trasmissivo è libero o occupato. Bisogna sottolineare che tali protocolli non hanno la possibilità di rilevare sempre una collisione. Esiste infatti il fenomeno del ritardo di propagazione del segnale, in base al quale quando una stazione inizia a trasmettere il segnale relativo ai dati da trasmettere, passa un certo lasso di tempo dal momento in cui la condizione di canale occupato è rilevata dalle altre stazioni. Se in questo lasso di tempo un’altra stazione trasmette anch’essa un messaggio si origina inevitabilmente una collisione. Anche tali protocolli, nelle versioni più “raffinate”, non garantiscono un controllo sicuro sul fenomeno delle collisioni.

I protocolli senza collisioni (Protocollo a mappa di bit)
Quando il bus è troppo lungo (ciò implica un ritardo di trasmissione molto elevato) e il traffico sulla rete è molto elevato sono necessari dei protocolli più efficaci anche a costo di ridurre la velocità di trasmissione. I protocolli senza collisione sono caratterizzati dal fatto che ogni fase di trasmissione sia intervallata da una fase di prenotazione del bus che occupa naturalmente un intervallo di tempo proporzionale al numero di stazioni collegate: se vi sono n stazioni collegate saranno fissati n “slot” di tempo da dedicare a ciascuno di essi.
Se durante il suo “slot” di tempo un nodo vuol prenotare il canale invierà sulla linea un bit pari ad 1, in caso contrario il bit sarà impostato al valore 0.
Questo protocollo di trasmissione naturalmente garantisce un buon controllo delle collisioni ma non risulta tra i più efficienti dal punto di vista delle prestazioni infatti ogni stazione deve aspettare il proprio “slot” di tempo per effettuare la “prenotazione” del canale anche se è l’unica a voler trasmettere (decisamente inefficiente).

I protocolli a contesa limitata
Sono protocolli che offrono caratteristiche intermedie rispetto ai protocolli a contesa e a prenotazione del bus, infatti per traffico leggero offrono prestazioni simili ai protocolli a contesa, mentre per traffico elevato sono analoghi ai protocolli che eliminano le collisioni.
Il concetto base del funzionamento di questi protocolli è quello di ripartire i nodi in gruppi, ciascuno dei quali può essere ripartito ulteriormente in sotto-sottogruppi più piccoli e cosi via; l’algoritmo che “ascolta” le richieste di utilizzo del canale procede in maniera ricorsiva dal gruppo principale ai sottogruppi, ai sotto-sottogruppi, ecc…

Durante il primo “slot” di contesa tutti i nodi hanno la possibilità di inviare un bit uguale ad 1 per occupare il canale, se durante tale periodo più nodi richiedono il canale, si verifica la collisione. A questo punto si apre un nuovo ciclo di contesa durante il quale verrà consentito al primo sottogruppo di tentare di occupare il bus, qualora si verifichino ulteriormente delle collisioni (causate da nodi appartenenti a questo sottogruppo) si procede ricorsivamente ascoltando le richieste dei nodi del sotto-sottogruppo
ecc…
In definitiva possono verificarsi ogni volta queste situazioni:
1. nessun nodo di un sottogruppo tenta di accedere al canale, quindi il successivo “slot” di contesa è dedicato alle richieste dei nodi di un sottogruppo di pari livello
2. tanti nodi tentano di accedere al bus e ciò origina delle collisioni, quindi il successivo “slot” di contesa è dedicato alle richieste del primo dei sotto-sottogruppi e l’algoritmo viene ripetuto ricorsivamente
3. un nodo di un sotto-sottogruppo riesce ad accedere al canale e trasmettere il proprio frame, il succesivo “slot” di contesa è dedicato alle richieste di un altro sottogruppo

al termine dell’algoritmo tutti i nodi che avevano originato la collisione riescono a trasmettere i loro frame senza interferenze.

Esempio