Spanning Trees: le applicazioni dell'Internet Protocol

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<Spanning trees:

Le applicazioni dell'Internet Protocol>

<Definizioni>

ricordiamo la definizione di "trees" nelle strutture di reti

Un albero è un grafo connesso e privo di cicli.Costituiscono una classe importante di grafi.

Se si toglie la richiesta di essere connesso, un grafo privo di cicli prende il nome di foresta. Quindi una foresta è unione disgiunta di alberi. In altre parole ogni componente connessa di una foresta è un albero.

Un albero con radice è un albero con vertice contraddistinto come radice. Fissato arbitrariamente un vertice "r" come radice per ciascun nodo esiste uno ed un solo cammino che lo lega alla radice.

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Una foglia (o nodo foglia) è un nodo di un albero che ha grado 1, ossia è connesso ad un solo altro nodo. Questo significa che una foglia si trova sempre all'estremità di una ramificazione dell'albero, non avendo discendenti.Nel contesto degli alberi, le foglie rappresentano i nodi terminali, poiché non possiedono nodi figli.

// Un albero libero

// Una foresta

// un grafo con ciclo

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// spanning trees

Uno spanning tree di un grafo è un sottoinsieme di archi (sottografo) che collega tutti i nodi del grafo senza creare cicli e che include tutti i nodi. In altre parole, è un "albero" che attraversa tutti i nodi del grafo una sola volta, mantenendo la struttura connessa e priva di cicli.

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// COS'È L'STP?

STP è un protocollo di gestione dei collegamenti, progettato per evitare collegamenti ridondanti tra i diversi nodi, in modo da evitare loopnella rete STP stessa.È un protocollo Livello 2 nel modello OSI delle architetture per reti - una struttura a strati composta da molteplici protocolli di comunicazione di rete suddivisa in 7 livelli diversi di astrazione. La forma completa di STP è Spanning Tree Protocol.

Info

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MSTP oMl STP

RSTP

STP

abbreviazione

standard

descrizione

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IEEE 802D.

Prevenzione del loop Riconfigurazione automatica dell'albero in caso di modifiche Convergenza lenta (fino a 50 bps)

IEEE 802. 1w

STP migliorato con convergenza più rapida Retrocompatibile con STP

IEEE 802.1

Protocollo Spanning Tree multiplo Più istanze di VLAN mappate su 1 STP.

// Differenza tra stp e tcp

STP (Spanning Tree Protocol) è quindi un protocollo usato nelle reti locali (LAN) per prevenire i loop di rete quando ci sono più collegamenti ridondanti tra gli switch. STP seleziona i migliori percorsi per il traffico di rete e mette in blocco i collegamenti inutili. TCP (Transmission Control Protocol), invece, è un protocollo utilizzato su Internet per garantire che i dati vengano trasmessi in modo affidabile tra due dispositivi. È responsabile di suddividere i dati in pacchetti, inviarli, assicurarsi che arrivino nell'ordine corretto. TCP è essenziale per utilizzi come la navigazione web, l'email e lo streaming, ed è parte del modello TCP/IP che consente la comunicazione globale tra reti diverse. A differenza di TCP, STP si occupa della struttura fisica della rete e non della trasmissione dei dati tra dispositivi su Internet.

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IP Protocol: alla base di internet

Prima di Internet, il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti (attraverso l'istituto ARPA), ha creato una rete di computer chiamata ARPANET che collegava i computer del governo degli Stati Uniti e delle università in tutto il paese. ARPANET è stato messo online nel 1969. Prima del TCP, ARPANET utilizzava un protocollo chiamato NCP (Network Control Program) per effettuare connessioni tra le macchine sulla rete.

+info

// IP nel dettaglio

TCP/IP è una suite di protocolli composta da due protocolli principali concepiti da Vint Cerf e Bob Kahn, Transmission Control Protocol (TCP) e Internet Protocol (IP).L'IP definisce l'indirizzamento e il routing, ovvero il modo in cui i pacchetti di dati fluiscono attraverso la rete. Il TCP gestisce la creazione di connessioni e garantisce che i pacchetti di dati arrivino alla destinazione corretta.I due protocolli lavorano insieme per creare le basi dell'Internet moderno.

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Broadcast, multicast e unicast sono tre metodi di trasmissione dei dati nelle reti.

• Unicast: un pacchetto di dati viene inviato a un solo dispositivo. È il metodo più comune nelle comunicazioni tra due dispositivi specifici.
• Broadcast: un pacchetto di dati viene inviato a tutti i dispositivi sulla rete. È utile per inviare informazioni a tutti i dispositivi, come nelle richieste DHCP (per la configurazione dei parametri di rete).
• Multicast: un pacchetto di dati viene inviato solo a un gruppo selezionato di dispositivi. È utilizzato per trasmettere contenuti a gruppi specifici, come nel caso dello streaming video.

La scelta del metodo dipende dalle necessità della rete e dal tipo di comunicazione desiderato.

// multicast e broadcast: l'evoluzione dell'IP

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+animazione

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Ogni tipologia di rete ha un suo caso di utilizzo specifico: Reti Unicast: Sono usate per comunicazioni uno-a-uno, come la navigazione su un sito web o l'invio di una mail, dove i dati sono trasmessi direttamente da un mittente a un destinatario specifico. Reti Multicast: Utili per trasmettere dati a più destinatari selezionati, come nelle videoconferenze, nello streaming live di eventi o nelle distribuzioni di aggiornamenti software, ottimizzando la larghezza di banda. Reti Broadcast: Usate in reti locali (LAN) per inviare un messaggio a tutti i dispositivi sulla rete, come accade con le richieste ARP (Address Resolution Protocol) per ottenere l’indirizzo fisico associato a un IP nella stessa rete.

// Diversi Casi di Utilizzo:

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*Eolo SpA è una società di telecomunicazioni italiana

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EOLO ha ottenuto riconoscimenti significativi per le sue prestazioni nella trasmissione di dati, in particolare per lo streaming di contenuti su piattaforme come Netflix. Nel 2019, EOLO è stato riconosciuto come il principale fornitore di servizi di comunicazione in Italia per le prestazioni su Netflix, superando operatori come Vodafone e Telecom Italia.Questo risultato è stato attribuito all'implementazione di tecnologie avanzate, come la piattaforma PMP 450 di Cambium Networks, che ha permesso a EOLO di offrire una rete wireless ad alte prestazioni. Inoltre, EOLO ha sviluppato tecnologie proprietarie come EOLOwave ed EOLOwaveG, che hanno contribuito a migliorare la qualità e la velocità della connessione - elementi fondamentali per garantire un'esperienza di streaming ottimale su servizi di streaming video.

EOLO: tra i casi più noti di ottimizzazione della rete

Il PMP 450 di Cambium Networks è una piattaforma di comunicazione wireless punto-multipunto (PMP) progettata per fornire connessioni a banda larga affidabili e scalabili. È particolarmente adatta per applicazioni in ambienti urbani, suburbani e rurali, ed è utilizzata da ISP (Internet Service Provider), aziende e enti pubblici per distribuire connettività in aree difficili da raggiungere con le infrastrutture tradizionali. Garantisce inoltre una connessione stabile per applicazioni come streaming, gaming e smart working.

EOLO: l'utilizzo di pmp 450

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Il PMP 450 di Cambium Networks gestisce l'instradamento dei dati sulla rete, utilizzando un'architettura punto-multipunto (PMP), in cui una stazione base centrale comunica con più dispositivi ricevitori o client. Ecco come avviene la gestione dell'instradamento dei dati: 1. Architettura punto-multipunto: La stazione base (Access Point, AP) funge da hub centrale che smista i dati a più dispositivi ricevitori. Ogni client è connesso direttamente alla stazione base, e non c'è comunicazione diretta tra i diversi client. 2. Allocazione dinamica della larghezza di banda: Utilizza una pianificazione temporale basata su una tecnica di ripartizione del tempo di accesso chiamata TDMA, per allocare in modo efficiente la larghezza di banda.

pmp 450: il funzionamento

... e numerosi altri vantaggi.

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3. Tecnologia MIMO-OFDM: Usa la tecnologia MIMO (Multiple Input Multiple Output) per trasmettere e ricevere più flussi di dati simultaneamente, migliorando l'efficienza e la capacità. OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) divide il segnale in più sottocanali, permettendo una gestione più robusta in ambienti ricchi di interferenze. 4. Scalabilità e sincronizzazione GPS: Le stazioni base sono sincronizzabili tramite GPS, riducendo le interferenze tra AP (Access Point) vicini, e permettendo l'espansione della rete. Questo rende possibile la gestione simultanea di centinaia di dispositivi, senza compromettere la qualità del servizio.

pmp 450: il funzionamento

Anche attraverso il linguaggio C, attraverso l'uso di strutture (struct),possiamo realizzare e codificare degli alberi tramite la medesima struttura dati complessa, con l'utilizzo combinato di puntatori e nodi (possiamo considerarla un'evoluzione delle liste del C).

//... nel linguaggio c

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@_frah_1401@yatoo_tv

Francesco AutieroMarco Ricciardi

CONCLUSIONE

Nel novembre 1981, con il piano di transizione NCP/TCP (RFC801), è emersa la necessità di sviluppare il protocollo TCP/IP (utilizzato tutt'oggi nei router domestici). Questo bisogno era dovuto al crescente uso di reti informatiche che utilizzavano collegamenti radio e satellitari invece dei cavi fisici e al desiderio delle organizzazioni governative di creare reti locali, che collegassero dispositivi all'interno di una stessa struttura. I creatori di ARPANET si resero conto che i protocolli allora esistenti non erano adeguati a supportare questi nuovi tipi di reti.

// i motivi delprotocollo tcp/ip

Gli spanning tree utilizzano un algoritmo per cercare i collegamenti ridondanti nel file LAN e seleziona i percorsi migliori. Viene utilizzato principalmente per inserire tutti i collegamenti in inoltro (attivi) o in blocco (disattivati). Dopo questo processo, è probabile che tutti i collegamenti senza un collegamento ridondante si trovino nello stato di inoltro. Spanning Tree non utilizza mai più collegamenti alla stessa destinazione. Lo scopo del protocollo STP è di gestire le reti locali (LAN), mentre TCP è progettato per garantire che i dati trasmessi su Internet arrivino correttamente anche attraverso reti complesse e globali.

Come funziona l'STP?

Suite di protocolli: modello TCP-IP