Tipi di LAN

Obiettivi

Alla fine di questo capitolo sarete in grado di:

1) Identificare e descrivere una LAN Ethernet

2) Identificare e descrivere una LAN 10 BASE-T

3) Identificare e descrivere una LAN 100 BASE-T

4) Identificare e descrivere una 100 VG AnyLAN

5) Identificare e descrivere una LAN Token-Ring

6) Identificare e descrivere una LAN Local Talk

7) Identificare e descrivere una LAN basata su FDDI Fiber Distributed Data Interface

Fig. 1

I tipi di LAN si differenziano per il mezzo trasmissivo, le tecniche di trasmissione, le topologie ed i metodi di controllo dell’accesso al mezzo trasmissivo. I tipi di LAN più diffusi sono:

1) Ethernet

2) Token-Ring

3) Local Talk (Apple Talk)

4) FDDI

Ethernet è un tipo rete che usa il metodo di accesso CSMA/CD su cui è basato lo standard IEEE 802.3. Ethernet è stata sviluppata originariamente da Xerox, DEC ed Intel.

Token-Ring è la LAN strategica della IBM, basata su uno schema a passaggio di gettone ed e compatibile con gli standard 802.2 ed 802.5.

LocalTalk (Apple Talk) è l’insieme dei protocolli di LAN che fanno parte dell’architettura Apple Talk della Apple. LocalTalk opera a 230,4 Kbps e fu progettata per LAN di piccole dimensioni.

FDDI è uno standard per reti ad alta velocità. Il mezzo utilizzato è la fibra ottica e la topologia è a doppia connessione ad anello con token con sensi di percorrenza opposti.

Ethernet

Fig. 2

Ethernet, sviluppata congiuntamente da Xerox, Dec ed Intel, è uno dei tipi di rete più diffusi ad oggi. Le specifiche originali prevedevano il cavo coassiale come mezzo trasmissivo. Oggi le LAN Ethernet fanno uso di altri tipi di cablaggio come la coppia intrecciata. Ethernet usa una topologia a bus. Le LAN Ethernet usano il procotollo a contesa CSMA/CD per controllare l’accesso al cavo del bus. Lo Standard IEEE 802.3 definisce questo tipo di accesso, come pure le specifiche di cablaggio e sul tipo di segnali da usare. Le specifiche Ethernet e quelle IEEE 802.3 sono molto simili ma non sono equivalenti. Comunque esse sono compatibili, e dispositivi che aderiscono ad entrambe le specifiche possono operare fra loro su una stessa LAN.

Fig. 3

Una differenza è che le intestazioni delle trame Ethernet includono un campo detto tipo che specifica il protocollo di livello superiore in uso. Per esempio il campo tipo potrebbe indicare che nella rete Ethernet verranno usati i protocolli TCP/IP. Invece del campo tipo, l'intestazione di una trama 802.3 prevede un campo lunghezza che contiene la lunghezza dei dati contenuti nella parte informativa della trama. Ethernet venne originariamente progettata per permettere una velocità di trasmissione di 10 megabit al secondo (Mbps).

Fig. 4

Il vantaggio principale di Ethernet è il costo relativamente basso. Adattatori per Ethernet a basso costo sono disponibili per quasi tutti i PC, le interfacce per Ethernet sono predisposte in una vasta gamma di dispositivi per computer. La vasta gamma di venditori che forniscono prodotti per la rete Ethernet, infine, la rende in molti casi la scelta più popolare.

Fig.5

Problemi di prestazioni possono verificarsi nelle più grandi LAN Ethernet con alto numero di utenti e richieste di grande mole di traffico. Questo è dovuto principalmente alle caratteristiche della tecnica CSMA/CD dove tutte le stazioni si contendono l’uso del mezzo trasmissivo. Questo può causare collisioni e forzare le stazioni ad attendere prima di ritentare la trasmissione. Il limite superiore alla velocità di trasmissione di 10 Mbps diventa, inoltre, un problema quando le informazioni da trasmettere richiedono grande larghezza di banda, cosa che avviene per immagini o video. Ciò rende le LAN Ethernet poco attraenti per essere utilizzate come LAN dorsali per interconnettere altre LAN. Comunque più LAN Ethernet possono essere facilmente interconnesse fra loro mediante dispositivi chiamati bridges (ponti) in modo tale da formare grandi LAN logiche.

10BASE-T

Fig. 6

Alcune LAN tipo Ethernet vengono implementate usando la coppia di fili intrecciati invece del cavo coassiale. 10BASE-T è un insieme di specifiche per ottenere questo. Il “10” che la velocità di trasmissione è di 10 Mbps, il “BASE” indica una trasmissione in banda base e il “T” indica la coppia di fili intrecciati (twisted) come mezzo trasmissivo.

Fig. 7

Le LAN 10BASE-Tsono ampiamente usate perché combinano la popolarità del funzionamento tipo Ethernet ed il cablaggio mediante la coppia di fili intrecciati. Le LAN 10BASE-T hanno una topologia a stella ed usano la coppia di fili intrecciati non schermata che è poco costosa e facilmente disponibile. In molti casi le LAN usano gli stessi fili che sono stati installati in edifici ed uffici per uso telefonico.

Fig. 8

Un altro beneficio è che le LAN 10BASE-T utilizzano gli hub; in questo modo il guasto di un singolo personal computer o la rottura di un filo influenzano una sola stazione. Le LAN 10BASE-T sono più affidabili e di più facile manutenzione rispetto alle LAN Ethernet in cavo coassiale. Inoltre le LAN basate sugli hub sono più facili da configurare, modificare e gestire. Per compatibilità con le LAN Ethernet esistenti gran parte degli hub 10BASE-T possono anche connettere LAN Ethernet basate su cavo coassiale. Le LAN 10BASE-T sono divenute sempre più popolari col decrescere dei costi degli Hub (Dispositivo che connette tutte le coppie di fili fisici di una LAN del tipo Token-Ring o 10BASE-T Ethernet generando una configurazione a stella) e degli adattatori. Attualmente risultano installate più LAN 10BASE-T che LAN a cavo coassiale.

100BASE-T

Fig. 9

100BASE-T è comunemente chiamato Ethernet veloce. Questo nome è appropriato in quanto esso usa i protocolli standard ed il formato dei messaggi di Ethernet ma la sua velocità di trasmissione è di 100 Mbps invece di 1° Mbps. Lo standard 100BASE-T è stato sviluppato dallo stesso comitato IEEE 802.3 che sviluppò lo standard Ethernet originale. 100BASE-T usa la stessa topologia a stella basata su hub del 10BASE-T.

Fig.10

100BASE-T in realtà si riferisce ad una serie di tre standard a 100 Mbps Ethernet. Tutti e tre usano i protocolli standard ed i formati dei messaggi di Ethernet, ma differiscono per i tipi di cablaggi utilizzati.

100BASE-T4 usa 4 coppie di categoria 3 di fili di rame intrecciati e non schermati (UTP). La massima distanza fra un hub ed i sistemi ad essi collegati è di 100 metri.

100BASE-TX usa 2 coppie di categoria 5 di fili di rame intrecciati e non schermati (UTP). La massima distanza fra un hub ed i sistemi ad essi collegati è di 100 metri.

100BASE-FX usa un cablaggio in fibra ottica. La massima distanza fra un hub ed i sistemi ad essi collegati è di 400 metri.

100VG-AnyLan

Fig. 11

100VG-AnyLan è una tecnologia di LAN a 100 Mbps definita dallo standard IEEE 802.12. 100VG-AnyLan è basata su una topologia con hub e connessioni a stella ed usa un protocollo MAC (Medium Access Control) controllato centralmente chiamato Demand Priority (priorità di richiesta).Le reti 100VG-AnyLan hanno una struttura gerarchica rispetto all’hub centrale, chiamato hub radice che sta alla sommità della gerarchia. Vari tipi di nodi, inclusi computer, router ed altri hub possono essere connessi ad ogni hub. Il protocollo a priorità di richiesta delle reti 100VG-AnyLan controlla l’accesso alla LAN. Quando un nodo vuole trasmettere, invia una richiesta, chiamata “demand”, al suo hub. La richiesta include la priorità della stessa. Gli hub in cascata inviano la richiesta a quelli di livello superiore. Alla fine la richiesta viene elaborata dall’hub radice che concede il permesso a trasmettere in base alla priorità della richiesta e delle altre richieste che potrebbero essere al momento in attesa. Sulle reti 100VG-AnyLan sono utilizzabili sia i formati delle trame Ethernet sia quelli Token-Ring.

Le reti 100VG-AnyLan sono predisposte per utilizzare il cablaggio a coppie di fili di rame intrecciati e non come pure le connessioni in fibra ottica.

Token Ring

Le LAN Token-Ring, originariamente sviluppate dalla IBM, costituiscono un altro tipo di rete diffuso. Sebbene le LAN Ethernet/10BASE-T hanno un più ampio consenso dovuto ai costi inferiori ed al fatto che sono fornite da molti produttori entrambe hanno comunque un forte seguito. Le LAN Token-Ring sono particolarmente diffuse in quelle ditte che utilizzano i grandi sistemi (mainframes) e i dispositivi della IBM.

Fig. 12

Le LAN Token-Ring sono configurate secondo una topologia ad anello con cablaggio di tipo a stella. Notare che con questa disposizione, i sistemi in rete non formano un anello fisico collegandosi direttamente l’un l’altro. Tutte le stazioni sonno collegate a dispositivi tipo hub, chiamati unità di accesso multistazione (MAU Multistation Access Unit), in maniera molto simile a ciò che avviene nelle topologie a stella. È all’interno del MAU che le stazioni vengono collegate in un anello logico. Questa configurazione ha parecchi vantaggi. Il primo è che il cablaggio è molto più facile poiché tutte le stazioni ad uno o più MAU centralizzati. Questi vengono solitamente collocati in un armadio di cablaggio. Questo collegare o disconnettere stazioni della LAN senza bloccare il funzionamento della rete. Risulta molto più facile escludere dalla rete stazioni guaste. Le LAN Token-Ring usano un metodo di controllo dell’accesso al mezzo trasmissivo a passaggio di gettone che viene specificato dallo standard IEEE 802.5. Le LAN Token-Ring operano alle velocità di 4 o 16 Mbps su una gamma di mezzi trasmissivi che include la coppia di fili intrecciati schermata e quella non schermata.

LocalTalk

LocalTalk fu sviluppata dalla Apple Computer e gli adattatori LocalTalk sono di dotazione base in tutti i computer Apple Macintosh, LaserWriters ed altri dispositivi. Ciò rende le LAN LocalTalk molto economiche e facili da installare. Tutto ciò di cui avete bisogno sono i cavi per connettere i dispositivi che hanno già predisposti internamente gli adattatori LocalTalk.

Fig. 13

LocalTalk fu progettata per piccole LAN e ha delle limitazioni. Ad esempio LocalTalk lavora a 230,4 Kilobit al secondo (Kbps). Questo è sufficiente per condividere stampanti ed archivi, ma non può gestire le richieste di un grande numero di sistemi né fornire la larghezza di banda necessaria per grafica, immagini, video o applicazioni multimediali.

In sintesi LocalTalk lavora bene con un piccolo numero di utenti, così molte ditte di piccole dimensioni o reparti di ditte maggiori lo utilizzano.

Le LAN LocalTalk usano tipicamente la coppia di fili intrecciati schermati e si servono del Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA Accesso Multiplo a Rivelazione di Portante con Eliminazione delle Contese) come metodo di accesso e che risulta simile al CSMA/CD.

LocalTalk è rete di proprietà della Apple e non ha corrispondenza negli standard di LAN dello IEEE.

FDDI

Fig. 14

Le LAN basate su Fiber Distributed Data Interface (FDDI) fanno uso di cablaggi in fibra ottica e di un metodo di accesso a passaggio del token. Sono configurate con una topologia a doppio anello.

Dato che le reti FDDI operano con una tecnologia basata sulle fibre ottiche (segnali luminosi invece di segnali elettrici) esse possono lavorare a velocità molto alte. Questo le rende capaci di gestire un alto numero di utenti ed applicazioni che richiedono ampia larghezza di banda, tipo video, multimedia ed applicazioni basate sulle immagini. Le specifiche originali FDDI richiedevano operazioni a 100 Mbps. Ora è stata definita una versione a 200 Mbps.

Fig.15

L’uso più comune della tecnologia LAN FDDI è quello di creare LAN dorsali ad alta velocità per interconnettere LAN di reparto di tipo Ethernet o Token-Ring. Un altra caratteristica delle reti a fibre ottiche è che esse possono coprire lunghe distanze.

Fig. 16

Il maggiore svantaggio delle LAN FDDI è che esse sono relativamente costose rispetto agli altri tipi di LAN. I costi comunque dovrebbero scendere dal momento in cui le LAN FDDI avranno maggiore diffusione.

Sommario

I vari tipi di LAN si differenziano in quanto a: mezzi trasmissivi, tecniche di trasmissione, topologie e metodi di accesso al mezzo trasmissivo.

I tipi più comuni di LAN sono Ethernet, 10BASE-T, 100BASE-T, 100VG-AnyLan, Token-Ring, LocalTalk e FDDI.

Le LAN Ethernet usano il protocollo a contesa CSMA/CD per controllare l’accesso al cavo del bus. Lo standard IEEE 802.3 definisce questo tipo di accesso come pure il cablaggio e le specifiche sui segnali. Alcune LAN simili alle Ethernet sono implementate usando la coppia di fili intrecciati (doppino telefonico) invece del cavo coassiale ed il loro insieme di specifiche è il 10BASE-T. Le LAN 100BASE-T vengono comunemente chiamate Ethernet veloci e lavorano a 100 Mbps invece che a 10 Mbps.

Le LAN 100VG-AnyLan è una tecnologia di LAN a 100Mbps basata su un hub centrale con connessioni a stella che usa un protocollo di livello MAC con controllo centralizzato chiamato Demand Priority (Priorità di Richiesta).

Le LAN Token-Ring sono configurate secondo una topologia ad anello con cablaggio di tipo a stella. Tutte le stazioni sono connesse ad unità di accesso multistazione (MAU). Le LAN Token-Ring usano un metodo di accesso al mezzo con passaggio del gettone.

LocalTalk fu sviluppata dalla Apple Computer e gli adattatori LocalTalk sono di dotazione base in tutti i computer Apple Macintosh, LaserWriters ed altri dispositivi. LocalTalk opera a 230,4 Kilobit al secondo (Kbps).

Le LAN basate sulla tecnologia FDDI fanno uso di un cablaggio a fibra ottica e di un metodo di accesso al mezzo con passaggio del gettone. L’uso più comune della tecnologia FDDI è quello di creare LAN dorsali ad alta velocità per interconnettere LAN di reparto di tipo Ethernet o Token-Ring.