RETI DI CALCOLATORI
Domande di riepilogo
Quinta Esercitazione
Che cosa sono gli IS e gli
ES?
Il termine Intermediate System (IS) è un
termine OSI che indica un nodo
(tipicamente un router) che ha capacità di
instradare messaggi a livello 3 verso altri
nodi. Il termine End System (IS) è un
termine OSI che indica un nodo che può
agire solamente come sorgente o
destinazione finale di dati dell'utente e che
non effettua le funzioni di routing.
2
Con quali altri termini
sono spesso indicati?
Gli IS vengono spesso chiamati router,
Interface Message Processor (ICMP) in
ambito Arpanet, gateway in ambito IP.
Gli ES vengono spesso chiamati End
Node, Data Terminal Equipment (DTE)
in ambito X.25, host in IP.
3
Quali servizi può offrire il
livello 3?
Il livello 3 può fornire sia servizi non
connessi (o datagram) che servizi
connessi (tariffazione a volume).
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Come funziona un
Multiprotocol Router?
DECNET
Algoritmo di
calcolo della
tabella di
instradamento
TCP/IP
Algoritmo di
calcolo della
tabella di
instradamento
OSI
Algoritmo di
calcolo della
tabella di
instradamento
Tabella di
instradamento
Tabella di
instradamento
Tabella di
instradamento
Processo di
forwarding
Processo di
forwarding
Processo di
forwarding
LAN #1
LAN #2
WAN #1
WAN #2
FDDI
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Come funziona un
Multiprotocol Router?
Un router multiprotocollo è in grado di
trattare più architetture di rete.
Analizzando la sua struttura si può
notare che il modulo di instradamento
è replicato per ogni protocollo trattato.
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Come funziona un
Brouter?
Il problema dell'esistenza di protocolli
privi del terzo livello è stato risolto
mediante utilizzo di moduli di bridging;
se un router realizza la funzione
appena descritta viene chiamato
brouter.
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Quali sono le tre principali
tecniche di instradamento?
Le tre tecniche principali di
instradamento sono:
• il routing by network address;
• il label swapping;
• il source routing.
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Quanti e quali tipi di indirizzi
determinano l'instradamento di un
pacchetto sulla rete?
I due tipi di indirizzi sono l'indirizzo di
livello 2 MAC e l'indirizzo di livello 3.
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Qual è il loro ruolo?
L'indirizzo di livello 2 MAC serve a
discriminare il destinatario finale di un
pacchetto nell'ambito di una LAN.
L'indirizzo di livello 3 serve invece ad
identificare il destinatario finale del
pacchetto nell'ambito dell'intera rete.
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Quale problematica viene
indicata con il termine di
neighbor greeting?
Gli IS collegati alla LAN devono conoscere gli
ES collegati alla stessa LAN. Questo è
indispensabile per due motivi:
• gli IS devono conoscere gli ES per inserirli
nelle tabelle di instradamento e propagare
l'informazione della loro raggiungibilità agli
altri IS;
• gli ES devono conoscere gli IS presenti sulla
LAN per sapere a chi inviare i messaggi non
destinati a nodi collegati alla stessa LAN.
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Quali sono i due principali
criteri di ottimalità usati
nell'instradamento?
I due principali criteri di ottimalità usati
sono la semplicità dell'algoritmo e la
sua robustezza, intesa come
adattabilità a variazioni di topologia.
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Quali sono le due
metriche principali?
Sono:
• gli hops, intesi come salti effettuati
(cioè il numero di IS attraversati lungo
il cammino);
• il costo, inteso come somma dei costi
di tutte le linee attraversate.
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Quali sono gli algoritmi di
routing non adattativo?
Gli algoritmi non adattativi (statici,
deterministici) si basano su criteri fissi
di instradamento. Possono essere:
• Fixed Directory Routing;
• Flooding.
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Quali sono gli algoritmi di
routing adattativo?
Gli algoritmi adattativi (dinamici, non
deterministici) calcolano le tabelle di
instradamento in funzione della
topologia della rete, dello stato dei link
e del carico. Possono essere:
• Routing Centralizzato;
• Routing Isolato;
• Routing Distribuito.
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Dove trova impiego il
routing isolato?
Trova impiego nelle reti in cui ogni IS si
calcola in modo indipendente le tabelle
di instradamento senza scambiare
informazioni con gli altri IS.
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Quali sono gli algoritmi di
routing distribuito?
Sono:
• l'algoritmo Distance Vector;
• l'algoritmo Link State Packet.
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Si descriva l'algoritmo
Distance Vector.
L'algoritmo adattativo Distance Vector, noto
anche come algoritmo di Bellman-Ford ed
appartenente al routing distribuito, è
caratterizzato dal fatto che ogni router
mantiene contemporaneamente una tabella
di instradamento ed una struttura dati
(detta distance vector) per ogni linea. Le
informazioni contenute in tale struttura sono
ricavabili dalla tabella di instradamento del
router collegato all'altro capo della linea.
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Si descriva l'algoritmo
Distance Vector.
Ogni nodo infatti, quando modifica le
proprie tabelle di instradamento,
formate da quadruplette
[indirizzo - hop - costo - linea],
invia ai nodi adiacenti una tripla
[indirizzo - hops - costo]
che rappresenta appunto il distance
vector.
19
Si descriva l'algoritmo
Distance Vector.
Le nuove tabelle di instradamento sono
ricavabili mediante fusione dei
distance vector associati alle linee
attive di un nodo. Per quanto riguarda
il ricalcolo delle tabelle, questo avviene
quando il router rileva una caduta di
una linea attiva o quando riceve un
distance vector da un nodo adiacente
diverso da quello in memoria.
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Si descriva l'algoritmo
Distance Vector.
Il vantaggio del distance vector è la
facile implementazione. Gli svantaggi
sono una complessità elevata per reti
non partizionate gerarchicamente, la
lenta convergenza ad un
instradamento stabile, la difficoltà di
prevederne il comportamento su
grandi reti e la possibilità che si
inneschino dei loop.
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Si descriva l'algoritmo
Link State Packet.
L'algoritmo adattativo Link State Packet, appartenente
al routing distribuito, prevede che ogni router
impari, mediante protocolli di neighbor greetings, le
informazioni del suo ambito locale. Queste
informazioni vengono inviate in flooding a tutti gli
altri router della rete mediante un link state packet
(il LSP contiene quindi lo stato di ogni link connesso
al router, il costo del link, l'identità del vicino, il
tempo di vita, il checksum ed il numero di sequenza
dello stesso); in questo modo i router,
memorizzando i dati contenuti nell'LSP, si
costruiscono la mappa aggiornata della rete.
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Si descriva l'algoritmo
Link State Packet.
La mappa viene anche chiamata LSP database
e risulta essere la matrice delle adiacenze
del grafo della rete. I vantaggi di questo
algoritmo risiedono nel fatto che può gestire
reti di notevoli dimensioni, difficilmente
genera loop e ha una rapida convergenza ad
un instradamento stabile. Gli svantaggi sono
riferibili invece nella difficile
implementazione a causa di meccanismi
speciali di gestione della LAN.
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Con quale tecnica i router
LSP mantengono allineati i
loro LSP database?
Un router LSP, all'atto del ricevimento di un
LSP (trasmesso in flooding) allinea il
proprio LSP database nel seguente modo:
• se non ha mai ricevuto LSP da quel mittente
o se il numero di sequenza del LSP è
maggiore di quello del LSP proveniente dalla
stessa sorgente e memorizzato nel LSP
database, allora memorizza il pacchetto nel
LSP database e lo ritrasmette in flooding su
tutte le linee eccetto quella da cui l'ha
ricevuto;
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Con quale tecnica i router
LSP mantengono allineati i
loro LSP database?
•
•
se il LSP ricevuto ha lo stesso numero di
sequenza di quello posseduto, allora non
occorre fare nulla perché lo stesso pacchetto
era già stato precedentemente trasmesso in
flooding;
se il LSP è più vecchio di quello posseduto,
cioè obsoleto, allora il router ricevente
trasmette il LSP aggiornato al router
mittente.
25
Quali tecniche utilizzano
per gestire le LAN?
Per rispondere a questa domanda
occorre introdurre il concetto di
pseudo-nodo, ossia di un nodo fittizio
non presente nella rete e che
rappresenta una LAN. Esso viene
realizzato dal designated router per
avere una topologia equivalente a
stella con al centro appunto il nodo.
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Quali tecniche utilizzano
per gestire le LAN?
Questo trucco viene adottato perché
l'algoritmo adattativo Link State Packet,
appartenente al routing distribuito,
presuppone di lavorare su canali puntopunto; le reti inoltre si comportano come
canali broadcast e pertanto la più semplice
struttura equivalente risulterebbe una
maglia completa. Ciò non è accettabile in
quanto i link crescono quadraticamente
rispetto alla crescita dei nodi, rendendone
improponibile qualsiasi approccio.
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Quali tecniche utilizzano
per gestire le LAN?
Verso altri router
Topologia Fisica
A
B
C
D
F
E
Verso altri router
Topologia equivalente
Router
pseudo
nodo
A
B
C
D
F
E
End Node
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Che cos'è il neighbor
greetings?
Il neighbor greetings è un meccanismo che consente
agli End System di conoscere gli Intermediate
System presenti sulla rete e viceversa. Come
funziona: gli ES inviano periodicamente degli End
System Hello (ESH) per informare agli IS della loro
presenza; gli IS inviano periodicamente degli
Intermediate System Hello (ISH) per lo stesso
motivo. Il neighbor greetings consente inoltre agli
IS di apprendere tramite pacchetti di routing
redirect se un nodo è direttamente raggiungibile
sulla LAN oppure qual è il miglio router tramite il
quale è possibile raggiungerlo.
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Che cos'è il routing
gerarchico?
Quando una rete raggiunge delle
dimensioni non indifferenti, occorre
che questa venga organizzata in modo
gerarchico partizionandola in aree (il
termine area, utilizzata in OSI e
DECNET, è equivalente al termine di
dominio in SNA e OSI ed ai termini
network e subnetwork di TCP/IP).
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Che cos'è il routing
gerarchico?
All'interno di ciascuna area opera un qualsiasi
algoritmo di routing distribuito, mentre diverso è il
ragionamento per quanto riguarda la
comunicazione fra due nodi appartenenti ad aree
diverse. In quest'ultimo caso infatti la fase di
instradamento viene divisa in tre sottofasi:
• instradamento tra un nodo mittente e la periferia
dell'area in cui risiede lo stesso nodo;
• instradamento tra area mittente ed area di
destinazione;
• instradamento all'interno dell'area di destinazione.
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Che cos'è il routing
gerarchico?
Nel routing gerarchico, al vantaggio di avere delle aree
facilmente gestibili si affianca lo svantaggio che la
scelta degli instradamenti può risultare ottimale ma
non ottima (nel senso del costo); ciò è dovuto al
fatto che il routing gerarchico non ha una completa
visione dell'intera rete. Inoltre bisogna scegliere con
accuratezza i cammini inter-area e configurare le
aree in modo fortemente connesso in modo che, in
caso di caduta di una linea, non si verifichi un
partizionamento delle stesse; questo
comporterebbe infatti l'impossibilità di percorrere
alcuni cammini da parte dei pacchetti.
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Perché lo si utilizza?
Perché il routing gerarchico migliora le
prestazioni della rete, seppure in taluni
casi può portare ad instradamenti non
ottimi, ma corretti.
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Quali sono i campi principali
di un pacchetto di livello 3?
I campi principali di un pacchetto di livello 3 (protocolli
connectionless) sono:
• indirizzi del mittente e del destinatario;
• lunghezze dell'header e del campo dati;
• checksum dell'header (per la protezione dello
header stesso);
• indicatori di frammentazione;
• lifetime (per evitare situazioni di loop);
• opzioni, tra cui:
 security;
 source routing.
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Che cos'è un gateway?
GATEWAY
Applicazione
Applicazione
Applicazione
Presentazione
Presentazione
Presentazione
Presentazione
Sessione
Sessione
Sessione
Sessione
Trasporto
Trasporto
Trasporto
Trasporto
Rete
Rete
Rete
Rete
Data Link
Data Link
Data Link
Data Link
Fisico
Fisico
Fisico
Fisico
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Che cos'è un gateway?
Il gateway serve a collegare due
applicativi con funzionalità simili
appartenenti ad architetture di rete
diverse. Si collocano al livello 7 in
quanto lavorano al livello applicativo
(es. gateway per la posta elettronica).
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