16.8.4 Protocolli Punto-punto

I protocolli punto-punto, sono nati per permettere un collegamento a basso costo per mezzo di linee seriali o linee telefoniche commutate (non permanenti). Esistono tre protocolli di questo tipo: SLIP (Serial Line Internet Protocol), CSLIP (Compressed Serial Line Internet Protocol) e PPP (Point to Point Protocol).9 Tali protocolli sono nati per implementare il livello di collegamento, ovvero lo strato più basso dello stack di protocolli, quando non esiste la scheda di rete vera e propria, simulandola tramite un collegamento via modem (interfaccia dial-up).

Lo SLIP è un protocollo piuttosto semplice: inserisce un carattere di controllo in testa ed in coda al pacchetto da inviare e quindi controlla che nel pacchetto non vi siano altre occorrenze del carattere utilizzato per delimitare l’inizio e la fine del frame. Se vi sono occorrenze di tale carattere, ogni occorrenza viene fatta precedere dal carattere ESC e quindi tutte le occorrenze del carattere ESC vengono a loro volta raddoppiate. Quindi invia il frame sulla linea seriale. Ha alcuni difetti, tra cui:

Il CSLIP è analogo allo SLIP ma è più efficiente perché se non è cambiato niente dall’ultimo frame, non ritrasmette l’header.

Il PPP (v. RFC 1661) risolve i problemi dello SLIP, infatti è quello più efficiente ed attualmente il più diffuso. È composto da due protocolli:

I parametri per la sua configurazione sono numerosi. Inoltre bisogna tener conto del meccanismo di autenticazione che può avvenire essenzialmente in due modi: il primo è quello per mezzo del quale viene richiesto uno username ed una password (o secret) prima ancora di attivare il protocollo PPP; il secondo è quello attraverso un meccanismo (PAP e CHAP) affiancato al PPP.

Il PPP è un protocollo che non fa differenza, dal punto di vista tecnico, tra la macchina server e quella client, ma da un punto di vista logico può far comodo pensare ad un meccanismo client (sistema che effettua la chiamata) e server (sistema che riceve la chiamata).

16.8.4.1 Il modem

Un modem (modulator/demodulator) è un apparecchio che permette la modulazione e demodulazione di un segnale, per poterlo inviare su un canale. Esso viene collegato da una parte al PC (in genere attraverso la porta seriale, ma anche tramite la porta USB o addiritura sul bus interno del PC) e dall’altra parte alla linea telefonica.

Un segnale digitale prodotto da un computer poco si adatta ad essere trasmesso su un canale come la linea telefonica che è nata per l’esigenza di trasportare essenzialmente un segnale analogico come la voce umana. Le centrali telefoniche infatti permettono soltanto la trasmissione di segnali con frequenza inferiore a 4 kHz, scartando tutte le frequenze superiori. Poiché un segnale digitale è assimilabile ad un’onda quadra, questa occupa una banda di frequenze infinite. Inoltre, anche considerando soltanto la relativa armonica fondamentale10, si avrebbe che al massimo potrebbero essere trasmessi sulla linea fino ad un massimo di 4000 variazioni del segnale al secondo, ovvero al massimo si potrebbero trasmettere 4 kbit/s. Tali velocità di trasmissione delle informazioni sono molto basse. Per questo motivo sono nati dei meccanismi di modulazione, utilizzati appunto dai modem, che permettono di aumentare la velocità i trasmissione delle informazioni attuando dei meccanismi descritti di seguito.

I bit del segnale digitale da trasmettere vengono raggruppati in insiemi da n bit, detti baud11. Quindi, dipendentemente dalla combinazione dei bit che lo costituiscono, il baud considerato viene associato dal modem ad una particolare variazione del segnale di base (portante), come illustrato nella fig. 16.12. Di conseguenza, il termine baud rate si riferisce al numero di baud (gruppi di n bit) trasmessi in un secondo. Tale valore può essere 50, 75, 110, 300, 600, 1200 e 2400.


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Figura 16.12: Esempio di modulazione di un segnale.

Analogamente, quando il modem riceve un segnale, dalla sua particolare caratteristica riesce a ricostruire il gruppo di bit originale e quindi inviarlo al PC. In questo modo si possono trasmettere sulla linea telefonica fino a 56 kbit/s12, pur mantenendo le frequenze utilizzate al di sotto dei 4 kHz.

La scelta della velocità di trasmissione dei dati, cioè il baud rate, viene negoziata tra i modem non appena si instaura la connessione tra i sistemi.

Durante la comunicazione, può darsi che le informazioni arrivino più velocemente di quanto il sistema possa gestire (poiché in quel momento il sistema potrebbe essere occupato a fare qualcos’altro). Per non perdere le informazioni ricevute, sono necessari alcuni metodi per il controllo del flusso di dati

Inoltre, molti modem supportano la compressione dei dati V.42, con la quale si può ottenere una compressione massima elle informazioni trasmesse fino a 4:1. In questo modo è possibile raggiungere teoricamente una velocità massima di trasmissione di 115,2 kbit/s.