Concetti di commutazione - Terminologia

Apparato: una generica apparecchiatura di rete

Per stabilire la commutazione il nodo utilizza delle risorse fisiche: buffer di memoria, circuiti di commutazione, risorse di calcolo etc

La commutazione si può dividere in tre tipi di cui due sono principali:

Nella Commutazione di Circuito i nodi della rete coinvolti nella connessione fra due host riservano per tutta la durata della comunicazione/sessione le risorse fisiche necessarie alla commutazione del traffico, indipendentemente dal fatto che stiano effettivamente transitando dati o no. Esiste un circuito fisico fra mittente e destinatario

Nella Commutazione di Pacchetto, il messaggio viene frammentato in parti più piccole detti pacchetti, es di 1500 byte max. Le risorse fisiche dei nodi della rete coinvolti nella connessione fra due host sono impegnate nella commutazione del traffico tra ingresso e uscita solo per la durata dell'effettivo transito dei dati di un pacchetto. Esiste un circuito logico e non fisico fra mittente e destinatario

Nella Commutazione di Messaggio (non più utilizzata) le risorse fisiche dei nodi della rete coinvolti nella connessione fra due host sono impegnate nella commutazione del traffico tra ingresso e uscita solo per la durata dell'effettivo transito dei dati dell'intero messaggio/file

La commutazione di pacchetto si divide in altre due modalità:

Datagram: analogo alla spedizione per posta ordinaria, ossia il mittente non ha conferma della ricezione del pacchetto, è detta anche connectionless

Virtual Circuit: analogo alla spedizione postale per raccomandata con ricevuta di ricezione, è
detta anche connection oriented

Le due modalità di commutazione hanno pregi e difetti :

Il Virtual Circuit permette di avere dei pregi analoghi, ma non uguali, alla commutazione di circuito realizzando le seguenti funzioni:

- Handshake

- Controllo di flusso

- Controllo di congestione

- Disconnessione

Il servizio Datagram, non dando garanzie di recapito al destinatario del pacchetto, è più semplice e rapido del Virtual Circuit

Il protocollo IP è di tipo Datagram, cioè non stabilisce un canale di comunicazione affidabile end-to- end

Il protocollo TCP e di tipo Virtual Circuit, ossia stabilisce un canale di comunicazione affidabile end-to- end

RITARDI NELLA COMMUTAZIONE

Quando spediamo un pacchetto parte da un host, passa attraverso un serie di router e termina in un altro host: lungo il percorso ci sono alcuni ritardi. La somma di tutti i ritardi da il ritardo totale al nodo.

RITARDO DI ELABORAZIONE DEL NODO, è il tempo richiesto per esaminare l'intestazione del pacchetto e determinare dove instradarlo; comprende anche il tempo per controllare eventuali errori. E' nell'ordine di micro secondi o inferiore.

RITARDO DI CODA, è il ritardo che subisce un pacchetto quando è accodato. Il ritardo di coda dipende dal numero degli altri pacchetti arrivati prima e che sono accodati. Se non c'è coda il ritardo è pari a 0, se il traffico è elevato il ritardo sarà consistente. E' nell'ordine dai milli secondi ai micro secondi. E' il ritardo più complicato e importante nelle reti di calcolatori e a differenza degli altri può variare da pacchetto a pacchetto: se 10 pacchetti arrivano contemporaneamente quando non c'è coda il primo non subisce ritardo menter l'ultimo avrà un ritardo grande. Quindi si usano misure statistiche come la media o la varianza.

Questo ritardo dipende dalla velocità con cui arrivano i pacchetti detta a, dalla velocità media di trasmissione indicata con R e dalla modalità del traffico in arrivo, periodico o burst.

Supponiamo che tutti i pacchetti abbiano lunghezza l e quindi la velocità media di arrivo in coda è data da l * a .

Se la > R la coda tende ad aumentare, menter s la <= R abbiamo due casi:

se i pacchetti arrivano periodicamente cascuno arriverà in assenza di coda e non ci sarà ritardo;

se arrivano a raffica la media del ritardo di coda sarà significativa, ed aumenterà fino a diventare infinito.

Con un aumento piccolo dell'intensità avrò un aumento consistente del tempo di coda.

RITARDO DI TRASMISSIONE, detto anche ritardo "store and for ward" è dato da L/R edè l'ammontare del tempo richiesto, per trasmettere tutti i bit del pacchetto sul link. L è la lunghezza del pacchetto mentre R è la velocità di trasmissione del link (rate). E' nell'ordine dai millisecondi ai micro secondi.

RITARDO DI PROPAGAZIONE, è il tempo  richiesto per la propagazione di un bit dall'inizio del link al router a cui è indirizzato; il bit si propaga alla velocità di propagazione del link che dipende dal mezzo trasmissivo, ed è equivalent, piò o meno alla velocità della luce. Il ritardo è dato da D/S, dove D è la distanza tra i due router e S la velocità di propagazione del link. . E' nell'ordine dai millisecondi.

ES:

Tprop= dist / Vsegnale

V doppino= 0.58 * C    Vcoax= 0.77*C Vfibraott= 0.90 * C

Tempo propagazione tra italia  USA:

15000Km/300000 Km/s = 0.05s