CONNESSIONI TRA LAN

Obiettivi

1) Descrivere i vari modi con i quali è possibile interconnettere LAN diverse.

2) Identificare quando e perché potrebbe essere necessario collegare insieme più LAN.

3) Descrivere le differenze fra bridges, routers e repeaters.

Motivi per Collegare le LAN

Integrare fra loro LAN con differenti caratteristiche fisiche

Collegare un maggior numero di utenti

Aggiungere un maggior numero di computer o dispositivi

Migliorare le prestazioni.

Esiste un numero di buone ragioni per le quali potrebbe essere desiderabile collegare fra loro più LAN. Queste includono la maggior l’estensione della LAN risultante e l’incremento del numero di utenti gestiti. Il motivo per cui una singola LAN non può soddisfare sempre queste esigenze è che le LAN hanno limiti sulla distanza massima raggiungibile, di velocità di trasmissione e sul numero massimo di dispositivi che possono essere gestiti. Queste limitazioni variano a seconda del tipo di LAN e del mezzo trasmissivo usato, la topologia e dipendono anche da altri fattori.

Fig. 1

Ad esempio, il cavo coassiale spesso dello standard Ethernet è limitato ad una lunghezza di 500 metri. Che fare se esistono utenti dislocati a distanze superiori a questa? Un modo per collegare utenti che sono ubicati a distanze maggiori di quella che la LAN può coprire consiste nel collegare più LAN, estendendo in tal modo l’area totale servita.

Fig. 2 (Troppi dispositivi per una sola LAN)

Le LAN hanno anche limiti sul numero massimo di dispositivi o computer che possono gestiti. Quando vengono richieste più connessioni di quante il mezzo o la topologia ne possano supportare, i dispositivi in eccedenza possono essere connessi ad un’altra LAN e le due LAN possono poi essere collegate assieme. Un altro motivo per collegare le LAN è quello di migliorare le prestazioni globali. Se il traffico è troppo elevato per una singola LAN, fattore che causerà basse prestazioni, una soluzione potrebbe essere quella di suddividere la LAN in più LAN indipendenti (o segmenti) e collegarle poi assieme. Questo accresce il potenziale totale delle prestazioni.

Ci può anche essere la necessità di collegare fra loro LAN con caratteristiche molto differenti. Ad esempio alcune LAN possono avere solo la necessità di gestire pochi utenti ed a velocità di trasmissione relativamente basse. D’altra parte ci può essere la necessità di disporre di LAN a più alte velocità che gestiscono un maggior numero di utenti. Collegando queste LAN così differenti si permette agli utenti di ciascuna LAN di comunicare e condividere dati con gli altri.

Fig. 3

Per ragioni economiche può essere desiderabile disporre di più LAN a velocità minori e a basso costo che vengono poi connesse fra loro tramite una LAN dorsale a velocità maggiore. Le LAN così connesse permettono comunicazioni fra gli utenti di tutte le LAN.

Come collegare le LAN

Le LAN vengono collegate usando uno (o più) dei tre dispositivi sottoriportati:

Repeaters (ripetitori)

Bridges (ponti)

Routers (dispositivi di instradamento)

Ripetitori

Fig. 4

Il ripetitore è un dispositivo che collega due segmenti fisici di LAN estendendo così la lunghezza totale della LAN. Esso preleva i segnali provenienti da un cavo di LAN, li rigenera e li trasmette sull’altro cavo(i) di LAN.

Fig. 5

Il ripetitore è trasparente ai protocolli usati per scambiare le informazioni sulla LAN. Esso opera totalmente al Livello Fisico (livello 1) del Modello di Riferimento OSI. Dato che i ripetitori si limitano a rigenerare i segnali e non eseguono altre elaborazioni sugli stessi, essi risultano essere i dispositivi meno costosi usati per collegare le LAN. Peraltro possono essere utilizzati solo per connettere LAN con le stesse caratteristiche fisiche. Le LAN connesse da ripetitori devono andare alla stessa velocità e devono utilizzare lo stesso metodo di accesso al mezzo trasmissivo.

Bridges

Fig. 6

Il bridge rappresenta il passo successivo verso l’alto a partire dal ripetitore nella gerarchia dei dispositivi per collegare le LAN. I bridge collegano le LAN al livello Data Link ( livello 2) del Modello di Riferimento OSI. I bridge oltre a trasferire i segnali da una LAN all’altra sono anche in grado di svolgere alcune elaborazioni addizionali.

Fig. 7

Un bridge controlla tutto il traffico su entrambe le LAN che esso connette. Usa le informazioni di indirizzo presenti in ogni trama per determinare se quella trama deve essere trasferita sull’altra LAN oppure se è destinata ad un utente situato sulla stessa LAN che ha originato la trama. Se l’indirizzo di destinazione presente nella trama è relativo ad un utente che non è nella stessa LAN che ha originato la trama il bridge provvede ad inviare la trama sull’altra LAN. Se l’indirizzo di destinazione è relativo ad un utente che è nella stessa LAN dell’utente che ha originato la trama il bridge non invia la trama sull’altra LAN. Tutto ciò viene definito filtraggio. Il risultato è che il traffico su ciascuna LAN si riduce perché il traffico fra due dispositivi appartenenti ad uno stesso segmento di LAN non viene inoltrato sull’altro segmento.

Altro vantaggio dei bridge sui ripetitori (vedi fig. 7) è che i primi possono anche connettere LAN di tipi differenti. Più precisamente i bridge possono connettere LAN che hanno diversi livelli di data link e, più specificamente, diversi metodi di accesso al mezzo trasmissivo. Ad esempio una LAN Ethernet può essere connessa ad una Token-Ring tramite un bridge. Il bridge riconosce sia le trame Ethernet sia le trame Token-Ring. Trame, provenienti dalla LAN Ethernet, che sono destinate ad utenti sulla LAN Token-Ring vengono convertite nel formato Token-Ring e quindi trasmesse su quest’ultima LAN e viceversa. Poiché i bridge lavorano a livello data link essi sono trasparenti ai protocolli dei livelli superiori. Essi possono facilmente interconnettere reti con dispositivi forniti da produttori diversi e con differenti protocolli. Una limitazione dei bridge è che non possono gestire eventuali percorsi multipli verso una rete destinataria in quanto non eseguono elaborazioni che competono a livelli superiori a quello di data link (collegamento dati).

Routers

Fig. 8

I routers superano alcune limitazioni dei bridges. Un router è un dispositivo capace di interconnettere più LAN (ed anche reti ad estensione geografica WAN) operando al Livello di Rete (Livello 3) del Modello di Riferimento OSI.

I router possono ricevere informazioni da un collegamento e, in base all’indirizzo di rete contenuto nelle stesse, scegliere fra più collegamenti dove inviarle, usando eventualmente differenti protocolli di livello inferiore. Questo implica che informazioni provenienti da una rete non verranno tutte inviate sulla rete di destinazione.

I bridge, d’altra parte, non usano gli indirizzi di rete e, di conseguenza sono costretti ad inviare tutte le informazioni sugli stessi collegamenti.

Un vantaggio comune sia ai bridge sia ai router è che essi possono fornire connessioni tramite reti ad estensione geografica (WAN). Ovvero un bridge o un router possono interconnettere LAN tramite linea telefonica o via satellite.

Un altro vantaggio dei router è che essi possono instradare il traffico sulla base di classi di specifiche di servizi. Questo significa che essi, per determinare l’instradamento appropriato, possono prendere in considerazione fattori come richieste specifiche relative alla velocità di trasmissione ed alla sicurezza. Queste informazioni sono gestite a livello di connessione logica (sessione).

I bridge non sono in grado di instradare sulla base di sessione per sessione in quanto essi hanno accesso solo alle informazioni di livello data link.

Fig. 9

Un problema dei router è che il loro funzionamento dipende dai protocolli usati ai livelli superiori. Ovvero essi devono sapere come gestire i protocolli specifici, tipo TCP/IP, che stanno instradando. Più protocolli sono in grado di gestire e più complessi diventano i router. Router multiprotocollo sono tipicamente in grado di lavorare con i più diffusi protocolli di rete. Questi includono i protocolli TCP/IP, IPX/SPX, OSI e DECnet.

Alcuni protocolli, come SNA e NETBIOS, vengono definiti “unroutable” (non instradabili) perché essi non includono gli identificativi di rete come parte dei loro indirizzi. I router solitamente gestiscono ugualmente il trasporto di questi protocolli “non instradabili” incapsulandoli in altri protocolli, ad esempio il TCP/IP. Il router, operando a livello di rete, ha accesso al agli indirizzi di rete ed opera in base ad uno specifico protocollo, ad esempio TCP/IP o SPX/IPX. Questo permette al router di agire da dispositivo intermedio di instradamento e questo spiega la loro ampia diffusione come dispositivi di interconnessione fra reti.

Hub

Fig. 10

Gli hub sono utilizzati nelle LAN a stella, tipo le LAN 10BASE-T Ethernet. Segmenti di cavo, chiamati lobi, connettono i sistemi all’hub. Un hub fornisce le connessioni fra i lobi, creando così la LAN. Gli Hub generalmente sono dotati di software che può essere usato per la gestione del cablaggio fisico della LAN e per la configurazione dell’hub.

LAN Switching

Fig. 11

Mentre gli Hub sono usati per creare le tradizionali LAN condivise, una nuova generazione di prodotti, chiamati LAN switches (commutatori), vengono usati per implementare LAN commutate. I LAN switch sono dotati di commutatori hardware ad alta velocità che smistano le trame tra i vari sistemi connessi allo switch.

Fig. 12

I ripetitori possono essere dispositivi a sé stanti oppure possono essere integrati all’interno degli hub e dei LAN switch per aumentare la massima distanza di cablaggio tra hub e dispositivi ad esso connessi.

Sommario

Ci sono molte buone ragioni per desiderare di connettere fra loro più LAN. Fra queste la possibilità di integrare LAN con differenti caratteristiche fisiche, connettere un maggior numero di utenti, aggiungere più dispositivi e/o computer o migliorare le prestazioni complessive delle reti.

Le LAN vengono interconnesse usando ripetitori, bridge e/o router.

Un ripetitore è un dispositivo che collega due segmenti fisici di LAN aumentando così l’estensione della LAN complessiva.

Un bridge è il passo successivo nella gerarchia dei collegamenti fra LAN. I bridge collegano le LAN a livello Data Link del Modello di Riferimento OSI.

Un router è un dispositivo capace di connettere più LAN e WAN a livello di rete del Modello di Riferimento OSI.