Reti Ethernet e incampsulamento Dati
Ethernet e’ una tecnologia di accesso ai supporti basato sulla condivisione della larghezza di banda ed e’ molto facile da implementare ed e’ molto scalabile.
Ad esempio, una pagina web viene incapsulata in intestazioni HTTP (protocollo applicativo) per essere trasmessa su una connessione TCP (protocollo di trasporto, livello 4). TCP si occupa di segmentare il flusso di dati in pacchetti di dimensione adatta alla rete sottostante, aggiunge ad ogni pacchetto le sue intestazioni, e li passa a IP (protocollo di rete, livello 3). IP aggiunge a sua volta la propria intestazione e la passa al protocollo di rete locale, ad esempio Ethernet. Ethernet aggiunge le proprie intestazioni e passa il pacchetto (frame) da trasmettere al livello fisico livello 1, il quale li invia sul mezzo fisico (ad esempio, un cavo in rame).
Analizzando il pacchetto (con uno sniffer), vedremo prima l’intestazione ethernet (con tra l’altro MAC address sorgente e destinazione), poi l’intestazione IP (con indirizzo IP sorgente e destinazione), poi quella TCP (porte sorgente e destinazione, numeri di sequenza e altro), poi l’intestazione HTTP (richiesta del client e risposta del server), e infine un pezzo del contenuto della pagina (tipicamente scritto in HTML).
In ricezione, avviene il processo inverso: a partire dai livelli più bassi ogni protocollo analizza il proprio header, compie le operazioni di elaborazione/controllo preposte ed infine passa al protocollo di livello superiore .
All’inizio del corso hai sentito parlare di domini di collisione e di broadcast, adesso vediamo piu’ da vicino di cosa si tratta . Considera la figura qui sotto. Qui abbiamo un dominio di broadcast e un dominio di collisione, questo significa che se PC1 trasmette dei frame anche tutti gli altri PC avranno una copia del frame anche se non richiesta, se avvenisse qualche errore di trasmissione verso PC1 anche gli altri PC riceverebbero gli errori.
La segmentazione implica l’uso di un switch per dividere un dominio di broadcast più grande in uno più piccolo al fine di ridurre la probabilità di collisione e migliorare il throughput complessivo della rete. Nel caso estremo (cioè micro-segmentazione), ogni dispositivo si trova su una porta switch dedicata. A differenza di un hub Ethernet, esiste un dominio di collisione separato su ciascuna porta dello switch. Ciò consente ai computer di disporre di una larghezza di banda dedicata sulle connessioni point-to-point alla rete e anche di eseguire in modalità full-duplex. La modalità full-duplex ha un solo trasmettitore e un ricevitore per dominio di collisione, rendendo impossibile la collisione.
Lo switch gode, rispetto ad un bridge, di:
maggiore espandibilità in termini di numero di porte
performance migliori Inoltre uno switch di fascia alta fornisce tipicamente le seguenti caratteristiche:
- possibilità di gestione
- supporto di più istanze del protocollo Spanning Tree
- Shortest Path Bridging
- supporto di LAN virtuali (VLANs) secondo lo standard 802.1Q
- mirroring delle porte
- supporto della QoS (Quality of Service)
Lo switch inoltre provvede ad un controllo errori CSMA/CD (Carrier Sense Multple Access with Collision Detection) (Store and Forword) ha una meroria per gestire le tabelle ARP chiamata ARP Table.
Prendiamo in esempio la figura qua riportata, lo switch invia un segnale di broadcast ARP request (Address Request Protocol) al quale TUTTE le periferiche collegate DEVONO prestare attenzione. L’indirizzo in easdecimale di questo messaggio e’ il seguente FF:FF:FF:FF:FF:FF di deafult negli switch Cisco e’ di 5 minuti poi viene inviata una nuova richiesta. La richiesta viene inviata a tutte le porte eccetto quella che lo ha generato.
Quindi lo switch crea la propria mappa tra ad esempio la porta F0/1 e la porta F0/10 e la prossima volta sapra’ gia’ dove si trova quel determinato IP, senza interferire con le altre porte.
Questo fa si che lo switch crei una mappa logica delle varie periferiche collegate alla rete in questo caso i vari MAC-Adrress. Riferendoci al modello ISO/OSI immagina che si faccia una richesta qualsiasi ad esempio condividere dei file con un amico/collega, accedere al server ecc quindi dal livello piu’ alto (7 application) scendiamo tutti i livelli fino al secondo Data-Link nel quale pacchetto contiene l’indirizzo IP, per fare questo lo switch usa il protocollo ARP.
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