Differenza tra reti locali (LAN), reti metropolitane (MAN) e reti geografiche (WAN)

Differenza tra reti locali (LAN), reti metropolitane (MAN) e reti geografiche (WAN)

Un criterio alternativo di classificazione è la scala dimensionale delle reti. In questo articolo si distinguono: reti locali (LAN), reti metropolitane (MAN) e reti geografiche (WAN). La distanza è un fattore molto importante nelle reti di telecomunicazione, poiché a differenti scale dimensionali si usano differenti tecniche.

Differenza tra reti locali (LAN), reti metropolitane (MAN) e reti geografiche (WAN)

Reti Locali

Le reti locali (Local Area Network, LAN), in genere sono possedute da una organizzazione (reti private), hanno un’estensione che arriva fino a qualche km, si distendono nell’ambito di un singolo edificio o campus (non si possono, di norma, posare cavi sul suolo pubblico), sono utilizzate prevalentemente per connettere PC o workstation.

Esse si distinguono dagli altri tipi di rete per tre caratteristiche diverse: la prima è la dimensione che non può andare oltre un certo limite, per cui è noto a priori il tempo e quindi il ritardo di trasmissione. Questa conoscenza permette di utilizzare delle tecniche particolari per la gestione del canale di comunicazione. La seconda è la tecnologia trasmissiva. Le LAN sono in generale reti broadcast. Velocità di trasmissione tipiche sono da 10,100,1000 Mbps con basso ritardo di propagazione del segnale da un capo all’altro del canale e basso tasso di errore. Ultima ma non meno importante é la topologia: sono possibili diverse topologie, le più diffuse alcuni anni fa erano il bus ed il ring. Nell’ambito della topologia bus in ogni istante solo un elaboratore può trasmettere, gli altri devono astenersi, inoltre è necessario un meccanismo di arbitraggio per risolvere i conflitti quando due o più elaboratori vogliono trasmettere contemporaneamente e l’arbitraggio può essere centralizzato o distribuito; lo standard IEEE 802.3 (chiamato impropriamente Ethernet) è per una rete broadcast, basata su un bus, con arbitraggio distribuito, operante a 10,100 oppure 1000 Mbps; infine gli elaboratori trasmettono quando vogliono; esistono alcuni protocolli, che permettono di evitare le collisioni. Nella topologia ring ogni bit circumnaviga l’anello in un tempo tipicamente inferiore a quello di trasmissione di un pacchetto. Anche qui è necessario un meccanismo di arbitraggio (spesso basato sul possesso di un gettone (token) che abilita alla trasmissione. Lo standard IEEE 802.5 (derivante dalla rete IBM Token Ring) è una rete broadcast basata su ring, con arbitraggio distribuito, operante a 4 o 16 Mbps.

Infine le reti broadcast possono essere classificate a loro volta in due sottogruppi a seconda del meccanismo scelto per l’arbitraggio. Il primo é allocazione statica: le regole per decidere chi sarà il prossimo a trasmettere sono fissate a priori, ad esempio assegnando un time slot ad ogni elaboratore con un algoritmo round-robin. Lo svantaggio è rappresentato dallo spreco dei time slot assegnati a stazioni che non devono trasmettere. Il secondo è allocazione dinamica: si decide di volta in volta chi sarà il prossimo a trasmettere; è necessario un meccanismo di arbitraggio delle contese, che può essere anche in questo caso un arbitraggio centralizzato, un’apposita apparecchiatura, ad esempio, una bus arbitration unit, che accetta richieste di trasmissione e decide chi abilitare oppure può essere un arbitraggio distribuito: ognuno decide per conto proprio.

Reti metropolitane

Le reti metropolitane (Metropolitan Area Network, MAN) hanno un’estensione tipicamente urbana (quindi anche molto superiore a quella di una LAN) e sono generalmente pubbliche (cioè un’azienda, ad es. Telecom Italia, Ommitel, Infostrada mettono la rete a disposizione di chiunque desideri, previo pagamento di una relativa tariffa). Fino a qualche anno fa erano basate essenzialmente sulle tecnologie delle reti geografiche, utilizzate su scala urbana. Recentemente però è stato definito un apposito standard, lo IEEE 802.6 o DQDB (Distributed Queue Dual Bus), che é effettivamente impiegato in varie realizzazioni, molto più vicino alla tecnologia LAN che WAN. Esiste un mezzo trasmissivo di tipo broadcast (due bus in 802.6) a cui tutti i computer sono attaccati.
Ogni bus (cavo coassiale o fibra ottica) é unidirezionale, ed ha una head- end che modula l’attività di trasmissione.

Reti geografiche

Le reti geografiche (Wide Area Network, WAN) si estendono a livello di una nazione, di un continente o dell’intero pianeta. Una WAN è tipicamente costituita da due componenti distinte: un insieme di elaboratori (host oppure end system), sui quali girano i programmi usati dagli utenti una comunication subnet (o subnet), che connette gli end system fra loro. Il suo compito è trasportare messaggi da un end system all’altro, così come il sistema telefonico trasporta parole da chi parla a chi ascolta. Di norma la subnet è costituita, a sua volta, da due componenti: linee di trasmissione (dette anche circuiti, canali, trunk) e elementi di commutazione (switching element). Gli elementi di commutazione sono elaboratori specializzati utilizzati per connettere fra loro due o più linee di trasmissione. Quando arrivano dati su una linea, l’elemento di commutazione deve scegliere una linea in uscita sul quale instradarli. Non esiste una terminologia standard per identificare gli elementi di commutazione. Termini usati sono i sistemi intermedi, i nodi di commutazione pacchetti o router. Una tipica WAN è utilizzata per connettere più LAN fra loro In generale una WAN contiene numerose linee (spesso telefoniche), che congiungono coppie di router. Ogni router, in generale, deve: ricevere un pacchetto da una linea in ingresso, memorizzarlo per intero in un buffer interno ed infine, appena la necessaria linea in uscita è libera, instradare il pacchetto su essa. Una subnet basata su questo principio può essere chiamata: punto a punto, store and forward o a commutazione di pacchetto (packet switched).

Un’altra possibilità è una WAN basata su satellite oppure radio al suolo. Utilizzando il satellite cioè ogni router sente l’output del satellite e invia a sua volta dati al satellite. Dunque, in generale si ha un broadcast downlink (cioè dal satellite a terra) e broadcast uplink (cioè da terra al satellite). Infine, una WAN può essere anche realizzata in maniera mista: in parte cablata, in parte basata su radio o satellite.

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