Introduzione - Start point
La figura sopra, illustra ciò che farà parte delle argomentazioni di questo capitolo.
Nella figura abbiamo:
- host wireless: dispositivi periferici che eseguono applicazioni. L'host wireless può essere un portatile, un tablet, un telefono o computer desktop. Gli host possono essere mobili o meno.
- Collegamenti wireless: l'host si connette alla stazione di base (che definiremo nel punto successivo) o ad un altro host attraverso un canale di comunicazione wireless usando differenti tecnologie, comportando tassi trasmissivi e distanze di trasmissione differenti.
- Stazione base: è il componente chiave dell'infrastruttura delle reti wireless e, a differenza degli host e dei collegamenti wireless, non ha una controparte nelle reti cablate. Una stazione base è responsabile dell'invio e della ricezione dei pacchetti tra gli host wireless a essa associati. Quando affermiamo che un host wireless è associato ad un stazione di base intendiamo dire che: (1) l'host si trova nell'area di copertura della stazione di base e (2) che la utilizza per trasmettere dati verso il resto della rete. Un esempio di stazioni di base sono i ripetitori di cella (cell tower) e gli accessi point. Nella figura sopra, la stazione di base è connessa al resto della rete. Gli host associati ad una stazione base sono considerati operanti in modalità infrastruttura (infrastructure mode), in quanto tutti i servizi tradizionali di rete (assegnamento degli indirizzi, instradamento) sono forniti dalla stazione di base. Nelle cosiddette reti ad hoc, gli host wireless non hanno alcuna infrastruttura cui connettersi. In sua assenza, essi stessi devono provvedere ai servizi di instradamento, di assegnazione degli indirizzi, di DNS e altri. In modalità ad hoc, i dispositivi possono trasmettere dati ad altri nodi che sono nella loro copertura radio, instradando i pacchetti tra di loro. Gli host mobili, muovendosi da un'area di copertura ad un'altra, cambiano anche stazione di base cui sono associati. Questo processo è chiamato handoff (o handover). Tutto ciò fa nascere domande interessanti: se un host si può muovere, com'è possibile localizzarlo in una tra le molte locazioni? Come viene gestito l'indirizzamento, visto che un host può essere in una tra le molte possibili locazioni? Se un host è in movimento durante una connessione TCP o una chiamata, come vengono instradati i pacchetti per non interrompere la connessione?
- Infrastruttura di rete: è la rete più ampia alla quale l'host wireless potrebbe volersi connettere.
Le componenti di una rete wireless possono cambiare in varia modi. A livello più alto possiamo classificare le reti secondo due criteri:
- se un pacchetto nella rete attraversa un solo collegamento wireless (hop) oppure più d'uno;
- se vi è un'infrastruttura, come una stazione di base, oppure no.
Le classificazioni allora sono: - Hop singolo, con infrastruttura: queste reti hanno una stazione di base, che si collega a una rete cablata più grande, per esempio Internet. Inoltre tutte le comunicazioni hanno luogo tra la stazione di base e gli host su un singolo hop wireless. La rete 802.11 usata in una classe o in un bar e le reti 4G LTE fanno parte di questa categoria.
- Hop singolo, senza infrastruttura: non vi è una stazione base collegata alla rete wireless. Tuttavia, come vedremo, uno dei nodi di questa rete può coordinare la trasmissione degli altri nodi. Le reti Bluetooth e 802.11 in modalità ad hoc ricadono in questa categoria.
- Hop multipli, con infrastruttura: è presente una stazione base, collegata tramite cavo alla rete più grande. Tuttavia, alcuni nodi potrebbero dover fare affidamento per le loro comunicazioni su altri nodi wireless, per comunicare con la stazione base. Alcune reti di sensioni wireless e le reti mesh wireless ricadono in questa categoria.
- Hop multipli, senza infrastruttura: non c'è una stazione di base e i nodi possono dover ritrasmettere i messaggi a parecchi altri nodi per raggiungere la destinazione. I nodi possono anche essere mobili e la connettività tra loro può cambiare, come in una classe di reti nota come mobile ad hoc network (MANET, rete mobile ad hoc). Se i nodi mobili sono veicoli, la rete è vehicular ad hoc network (VANET, rete veicolare ad hoc).
Concentreremo la nostra attenzione essenzialmente sulle reti in modalità infrastruttura.
In una prima fase parleremo del collegamento wireless individuale, rimandando ad una fase successiva la discussione sulla mobilità.
Navigazione wireless:
Navigazione mobile:
le nostre trattazioni, in accordo con il libro di testo di Kurose e il corso di reti, saranno molto semplificate e ad lato livello, giusto per fornire una panoramica di come funzionano le reti per dispositivi mobili.