Appunti di Rete: Commutazione
Questo articolo fa parte della collezione Appunti di Rete, utile per il corso d'Informatica di Reti di Calcolatori.

Appunti di Rete: Commutazione

La commutazione, o switching, è un metodo conveniente per la connessione dei nodi in reti molto grandi, nel quale vengono usati dei nodi speciali, chiamati switch, connessi tra di loro, in grado di creare connessioni tra due o più stazioni connesse agli switch. Le reti a commutazioni si dividono in tre categorie: commutazione di circuito, commutazione di pacchetto e commutazione di messaggio.

Reti a commutazione di circuito

Una rete a commutazione di circuito consiste di un insieme di switch connessi tra loro tramite collegamenti divisi in più canali grazie al multiplexing. La comunicazione tra due stazioni richiede tre fasi:

  • Instaurazione della connessione, in cui viene individuato un cammino sui collegamenti tra gli switch e per ogni collegamento viene riservato un canale.
  • Trasferimento dati, in cui l’insieme di canali dedicati alla connessione restano ad essa dedicate e indisponibili per altre connessioni;
  • Chiusura della connessione, in cui una stazione invia un segnale particolare a tutti gli switch coinvolti per liberare le risorse occupate.

L’utilizzo della commutazione di circuito in una rete di computer non è il massimo in termini di efficienza: potremmo avere lunghi periodi di inattività in cui non c’è trasferimento di dati, ovvero spreco delle risorse dedicate alla connessione. Tuttavia, il ritardo è minimo: poiché il cammino è dedicato in fase di instaurazione della connessione, i dati scorrono senza fermarsi ad ogni switch.

Reti a commutazione di pacchetto

In una rete del genere, i dati devono essere divisi in pacchetti gestiti indipendentemente tra loro, chiamati datagram, di grandezza variabile o fissa a seconda del protocollo utilizzato. Gli switch in una rete a datagram sono anche chiamati router. Un messaggio può essere suddiviso in più datagram che possono viaggiare su cammini differenti e raggiungere la destinazione in ordine diverso da quello di spedizione o perdersi o essere eliminati per mancanza di risorse nella rete. Le reti a datagram sono senza connessione, ovvero gli switch non mantengono informazioni riguardo lo stato della connessione. Non esiste fase di instaurazione né di chiusura della connessione. Per sapere come instradare i datagram, gli switch mantengono delle tavole di routing dinamiche e aggiornate periodicamente. In termini di efficienza sono migliori delle reti a commutazione di circuito: le risorse vengono allogate solo quando ci sono pacchetti da trasferire. Il ritardo invece può essere maggiore: ogni pacchetto potrebbe seguire dei cammini più lunghi o dover aspettare negli switch prima di essere inoltrato.

22 December 2015