La teoria delle reti è un argomento fondamentale nell’informatica moderna, poiché gli apparati di rete, come ad esempio switch, router o modem, sono essenziali per mettere in comunicazione diversi computer attraverso reti locali e ampie, che possono includere l’intera Internet.
Indice
L’importanza della Comunicazione in Rete
Per assicurare una comunicazione efficace, i calcolatori devono essere connessi fisicamente tramite cavi o connessioni wireless. Tuttavia, questo aspetto fisico della connessione non è sufficiente per garantire uno scambio di dati efficiente e corretto.
Dal punto di vista logico, è fondamentale che tutti i dispositivi in comunicazione utilizzino gli stessi protocolli di comunicazione. Questo è simile a quando i partecipanti a una conversazione devono parlare la stessa lingua per comprendersi. Il protocollo di comunicazione in questo contesto funge da linguaggio comune tra i computer.
Il Modello ISO-OSI
Il processo di scambio dei dati avviene su più livelli. I due computer, ad esempio, devono assicurarsi che, attraverso il collegamento, viaggino segnali elettrici che rappresentano “0” (livello basso di tensione elettrica) e “1” (livello alto), formando così i bit, le unità minime di informazione.
A un livello superiore, questi bit sono elaborati in parole, che costituiscono frasi e racconti. Il modello più utilizzato per descrivere i livelli di comunicazione nelle reti è il modello ISO-OSI, che identifica 7 livelli. Ogni livello utilizza i servizi offerti dai livelli sottostanti e fornisce servizi a quelli superiori.
Per comprendere meglio il funzionamento del protocollo ATM, è necessario concentrarsi sui primi 3 livelli del modello:
- Il primo livello riguarda la connessione fisica tra i calcolatori e la codifica dei segnali elementari.
- Il secondo livello considera tutti gli elementi necessari per una comunicazione corretta, una volta identificati mittente e destinatario.
- Il terzo livello si occupa di individuare, tramite indirizzamento, i destinatari dei messaggi e determina un percorso all’interno della rete.
Cos’è il Protocollo ATM?
Il protocollo ATM (Asynchronous Transfer Mode) è un protocollo di livello 2 che offre anche alcune caratteristiche del livello 3, rendendolo particolarmente interessante per le reti moderne.
Ogni host nella rete ATM viene identificato tramite un indirizzo univoco, noto come NSAP (Network Service Access Point). Questo indirizzo consente ai dispositivi di identificare i destinatari dei messaggi in modo chiaro e senza ambiguità.
Struttura dei Messaggi in ATM
I messaggi all’interno di una rete ATM vengono trasmessi in forma di celle di dimensione fissa, composte da 53 byte. Questi byte contengono sia l’intestazione (o header) che informazioni utili. Solo i byte dal sesto all’ultimo sono considerati il contenuto informativo del messaggio.
All’interno dell’intestazione, i bit dal quinto al ventinovesimo sono cruciali, poiché identificano il VPI (Virtual Path Identifier) e il VCI (Virtual Circuit Identifier), che determinano i percorsi virtuali tra computer della rete.
Una caratteristica distintiva di ATM è che, all’interno di un percorso virtuale, la coppia di computer mittente/destinatario ha a disposizione un circuito virtuale esclusivo. Questo rende molto efficienti le operazioni di instradamento dei messaggi attraverso la rete.
Il circuito viene stabilito all’inizio della comunicazione utilizzando un algoritmo specifico noto come PNNI (Private Network to Network Interfaces), che determina il percorso ottimale tra gli host.
L’importanza degli ATM Adaptation Layers
Una delle preoccupazioni relative alla dimensione fissa delle celle (53 byte) riguarda la flessibilità della comunicazione e la compatibilità con altri protocolli. Qui entrano in gioco gli ATM Adaptation Layers, o livelli di adattamento, che suddividono i messaggi di dimensione variabile in celle ATM di dimensione fissa.
Questi livelli facilitano anche il riassemblaggio dei messaggi originali dopo che tutte le celle ATM sono state ricevute, permettendo così l’integrazione di ATM con altri protocolli di comunicazione.
Alcuni sublayer specializzati garantiscono requisiti rigorosi di qualità del servizio. Ad esempio, il livello di adattamento AAL 1 (ATM Adaptation Layer 1) fornisce un bitrate costante durante l’intera durata della comunicazione. Ciò significa che le informazioni transitano a velocità costante, un aspetto cruciale in diverse applicazioni pratiche.
