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30/09/2011

Ethernet LAN Broadcast spiegato con analogie del mondo reale

Quello che segue è una descrizione di un paio di analogie che uso durante le mie attività di docenza. Sono spesso una semplificazione di quello che succede davvero e per questo sono successivamente raffinate durante il corso. L'utilità di questi esempi è di creare una base teorica chiara nel minor tempo possibile.

Prima publicazione su http://contrepois.blogspot.com il 30/09/2011
Se usate questa analogia grazie di indicarne la provenienza

Presentazione
Lo scenario si svolge in un palazzo di 10 piani con 4 appartamenti per piano, quindi 40 appartamenti. In questo palazzo tutti si conoscono di vista, sanno chi vive nel palazzo ma non sanno in quale appartamente ciascuno risieda. Inoltre esiste una buca delle lettere raccolta regolarmente dalle poste per le comunicazione fuori dal palazzo.

Prima analogia
Prendiamo Giulio, informatico (abbiamo tutti almeno un difetto) che abita al terzo piano appartamento B, abbreviato in 3B. Vuole parlare con Marco del palazzo, ma non sa in quale appartamento si trovi. Come ogni bravo informatico è molto pigro e vuole provare con il metodo più semplice, l'URLO. Esce sul pianerottolo e URLA: "HAAOOOOOO n'do sta Marco ?". Tutti nel palazzo sentono la (poco elegante) richiesta, ma solo Marco si sente in dovere di rispondere: "WEEEEE Giulio, sto al 5A". Dopo questo scambio di indirizzi Giulio e Marco possono iniziare una conversazione discreta che non coinvolga tutto il vicinato. 

Seconda analogia
Se invece Giulio deve inviare un messaggio a qualcuno che non stia nel palazzo deve imbucare la lettera nella cassetta delle lettere all'ingresso del palazzo e aspettare. Il trasporto a destinazione verrà gestito dalle poste senza ulteriori interventi da parte di Giulio.

Transizione dal mondo reale al mondo informatico
Quello che ho appena descritto nella prima parte è esattamente - quasi - quello che succede quando un computer vuole parlare con un'altro computer presente nella stessa rete locale. Nella seconda parte l'analogia corrisponde a quello che succede quando un computer vuole trasmettere dati fuori dalla propria rete locale. Ora provo a riscrivere le storie di prima con le parole tecniche corrette in grassetto:

Presentazione
Lo scenario si svolge in una rete locale (LAN) di 40 computer. Nella LAN tutti i computer sanno chi gli sta vicino grazie al proprio ip  e subnetmask,  ma non ne conosco i mac address. Inoltre esiste un gateway(router) che sa inoltrare i pacchetti al provider per comunicare con Internet.

Prima analogia
Prendiamo 192.168.0.12 (Ip address),  che abita al 00-22-FB-96-7B-2C (mac address),  vuole parlare con 192.168.0.22, ma non sa quale mac address abbia. Come ogni computer è molto pigro e vuole provare con il metodo più semplice, il BROADCAST. Usa il protocollo ARP (lingua per chiedere e rispondere alle richieste di mac address) che viene inviato a tutti i computer della rete locale (broadcast) con la domanda: "Chi ha come ip 192.168.0.22 ?". Tutti nella rete ricevono la richiesta, ma solo 192.168.0.22 ha il dovere di rispondere la seguente informazione: "192.168.0.22 ha come mac address 00-1D-BA-68-A4-08 ". Dopo questo scambio di indirizzi mac 192.168.0.12 e 192.168.0.22 possono iniziare una conversazione diretta che non coinvolga per forza tutti gli altri computer della rete. 

Seconda analogia
Se invece 192.168.0.12 deve inviare un messaggio a qualcuno su internet o in generale fuori dalla sua rete locale, deve consegnare il proprio messaggio al gateway (default router) che lo inoltrerà al provider. Il trasporto a destinazione verrà gestito dal provider senza ulteriori interventi da parte di 192.168.0.12.

A bientot
Frank Contrepois