5-1 Interconnessione di LAN Crediti Parte delle slide seguenti sono adattate dalla versione...

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Interconnessione di LAN

Crediti

Parte delle slide seguenti sono adattate dalla versione originale di J.F Kurose and K.W. Ross (© 1996-2003 All Rights Reserved)

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Interconnessione di LAN

D: Perchè non un’unica grande LAN? Limite sulla quantità di traffico gestibile: in una

singola LAN tutte le stazioni devono condividere la banda

Lunghezza limitata: IEEE 802.3 specifica lunghezza massima del cavo

“Dominio di collisione” esteso (molte stazioni possono interferire tra loro)

Numero limitato di stazioni: In IEEE 802.5 ritardo per il passaggio del token ad ogni stazione

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Hub Dispositivi a livello fisico: essenzialmente dei

repeater operanti a livello di bit: ripetono i bit ricevuti da un’interfaccia su tutte le altre interfacce

Hub possono essere organizzati in una gerarchia a più livelli (multi-tier) con un hub backbone al livello più alto

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Hub (cont.)

Ogni LAN connessa rappresenta un segmento di LAN

Hub non isolano i domini di collisione: un nodo può entrare in collisione con un altro nodo che risiede in uno qualunque dei segmenti di LAN

Vantaggi degli hub: dispositivi semplici ed economici Multi-tier fornisce un degrado contenuto:

porzioni della LAN continuano ad operare se un hub non funziona

estendono massima distanza tra coppie di nodi (100m per hub)

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Limiti degli Hub

Dominio di collisione singolo non permette incremento del throughput max “multi-tier” throughput uguale a “single

segment” throughput Vincoli della singola LAN pone limiti sul

numero dei nodi nello stesso dominio di collisione e sulla copertura geografica massima permessa

Non permettono la connessione di differenti tipi di Ethernet (es. 10BaseT e 100baseT)

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Bridge

Dispositivo a livello Link store & forward frame Ethernet esamina header della frame header e

selettivamente inoltra frame basandosi sull’indirizzo MAC di destinazione

quando frame deve essere inoltrata in un segmento, usa CSMA/CD per accedere il segmento

Trasparenti host ignorano la presenza dei bridge

Plug-and-play, auto-apprendimento bridge non necessitano di essere configurati

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Bridge: Isolamento traffico L’istallazione dei bridge spezza la LAN in segmenti di

LAN I bridge filtrano i pacchetti:

frame appartenenti allo stesso segmento di LAN non sono di solito inoltrate agli altri segmenti di LAN

segmenti diventano domini di collisione separati

bridge collision domain

collision domain

= hub

= host

LAN (IP network)

LAN segment LAN segment

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Inoltro

Come determinare a quale segmento inoltrare la frame?• Assomiglia ad un problema di routing ...

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Auto-apprendimento

Un bridge ha una bridge table Entry nella bridge table:

(Indirizzo LAN, Interfaccia Bridge, Time Stamp) entry “vecchia” viene eliminata (TTL di solito =

60 min) I bridge apprendono quali host possono essere

raggiunti attraverso quali interfacce quando una frame è ricevuta, il bridge “impara”

dove sta il sender: segmento LAN entrante registra coppia sender/segmento LAN nella

bridge table

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Filtraggio/InoltroQuando un bridge riceve una frame:

index bridge table using MAC dest addressif entry found for destination

then{ if dest on segment from which frame arrived

then drop the frame else forward the frame on interface indicated }

else flood

inoltra a tutte le interfacce tranne a quella da cui la frame è arrivata

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Bridge: Esempio

Ipotesi: C invia frame a D e D risponde a C con una frame

Bridge riceve frame da C appunta nella bridge table che C è sull’interfaccia 1 poichè D non è nella tabella, il bridge invia frame alle

interfacce 2 e 3

frame viene ricevuta da D

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Bridge: Esempio (cont.)

D genera frame per C e la invia bridge riceve frame

appunta nella bridge table che D è sull’interfaccia 2 bridge sa che C è sull’interfaccia 1, così

selettivamente inoltra frame all’interfaccia 1

C 1

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Interconnessione senza backbone

Non raccomandato per due motivi:- singolo “point of failure” all’hub di Computer

Science- tutto il traffico tra EE e SE deve passare dal

segmento di CS

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Configurazione Backbone

Raccomandato !

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Bridge: Spanning Tree Per aumentare l’affidabilità, è desiderabile avere

percorsi alternativi e ridondanti tra sorgente e destinazione

Con percorsi multipli risultano percorsi ciclici – i bridge possono moltiplicare e inoltrare frame per sempre

Soluzione: organizzare bridge in uno spanning tree disabilitando alcune interfacce

Disabled

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Bridge: Vantaggi Isolano i domini di collisione aumentando il

throughput totale max Numero di nodi e copertura geografica senza

limiti Possono connettere diversi tipi di Ethernet (e

altri tipi di LAN) Trasparenti (“plug-and-play”): nessuna

configurazione necessaria

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Bridge vs. Router Entrambi dispositivi “store-and-forward”

router: dispositivi network-layer (esaminano header del livello rete)

bridge: dispositivi link-layer

router gestiscono routing tables, implementano algoritmi di routing

bridge gestiscono bridge tables, implementano filtraggio, auto-learning e spanning tree

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Router vs. Bridge

Bridge + e - + Operazioni nei bridge più semplici e richiedono

minor processamento del pacchetto+ Bridge table si “auto-costruiscono” - Tutto iltraffico è confinato allo spanning tree,

anche quando percorsi alternativi esisterebbero

- Bridge non offrono protezioni dalle broadcast storm

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Router vs. Bridge

Router + e -+ toplogie arbitrarie possono essere supportate,

ciclicità limitata da campo TTL (e buoni protocolli di routing)

+ forniscono protezione contro broadcast storm- richiedono configurazione indirizzo IP (non

plug&play)- necessitano di un più alto processamento di

pacchetto

bridge vanno bene in reti medio-piccole (poche centinaia di host) mentre i router vanno usati nelle grandi reti (migliaia di host)

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Switch (commutatori) Ethernet Essenzialmente bridge

multi-interfaccia Inoltro e filtraggio a

Livello 2 (frame) usando indirizzi LAN

Switching: A-to-A’ e B-to-B’ simultaneamente, nessuna collisione Full-duplex

Grande numero di interfacce

Spesso: host singoli connessi a stella in uno switch Ethernet ma senza

collisioni!

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Switch Ethernet

Cut-through switching: frame inoltrata dall’interfaccia di ingresso a quella di uscita senza aspettare di riassemblare l’intera frame leggera riduzione nel ritardo

Accesso dedicato allo switch (non condiviso con altri host) nessun pericolo di collisioni

Switch permettono combinazioni di accessi dedicati e condivisi a interfacce a 10/100/1000 Mbps devono saper gestire il throughput complessivo

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LAN tipica (rete IP)Dedicated

Shared