Circuito virtuale: differenze tra le versioni
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Nelle [[rete (informatica)|reti di computer]], e più in generale nelle [[telecomunicazioni]], un
Un VC è normalmente un ''[[comunicazione orientata alla connessione|servizio orientato alla connessione]]'' cioè con una modalità di trasferimento [[commutazione di circuito|a circuito]] fisso dedicato tra due [[Nodo (telecomunicazioni)|nodi]], per il quale però il trasporto informativo consiste non in flusso continuo di dati oppure suddivisi in slot e frame ([[Time Division Multiplexing|TDM]]), ma nel trasferimento di una sequenza di [[data frame|pacchetti di dati]] (in formato tipicamente [[digitale (informatica)|digitale]]) a richiesta o domanda dell'utente.
La [[commutazione di circuito]] provvede a mantenere una [[latenza]] costante e [[bit rate]], mentre possono variare determinati servizi, a causa dei seguenti fattori:
Questa connessione logica è costruita in maniera tale che più connessioni logiche possano condividere la stessa connessione fisica: ad esempio una connessione via cavo, ma anche via onde radio.▼
* variazione della lunghezza della coda in un nodo della rete
* variazione della bit rate generata dall'applicazione
* variazione del carico da altri utenti che condividono le stesse risorse nella rete
Molti [[Protocollo di comunicazione|protocolli]], legati ai circuiti virtuali, provvedono all'instaurazione di un servizio di comunicazione affidabile attraverso la ritrasmissione di dati in seguito all'individuazione di un errore o all'[[Automatic repeat request|ARQ]].
==Descrizione==
▲Questa connessione logica è costruita in maniera tale che più connessioni logiche o ''canali virtuali'' possano condividere la stessa connessione fisica
All'interno della connessione fisica, la capacità trasmissiva totale ([[banda passante]]) viene quindi divisa in canali virtuali separati mediante il [[protocollo (informatica)|protocollo]] che gestisce il trasporto dei dati in pacchetti. Il termine ''virtuale'' indica che il canale, oltre che logico, non è stabilmente allocato ad un utente o un servizio, ma è offerto su domanda o richiesta di servizio al bisogno com'è tipico di una rete a pacchetto.
I [[protocollo di rete|protocolli]] basati su canali virtuali abilitano la comunicazione molti a molti (multi-multicast) a lunga distanza su un gruppo di cavi inferiore (anche uno solo) al numero totale di partner delle comunicazioni totali. Per questo la tecnologia è considerata un'evoluzione astratta del funzionamento del [[permutatore]] in uso nelle [[centrali telefoniche]].▼
L'apparato [[hardware]] che esegue l'effettiva permutazione si chiama [[switch]].
==Vantaggi==
▲I protocolli basati su canali virtuali abilitano la comunicazione molti a molti a lunga distanza su un gruppo di cavi inferiore (anche uno solo) al numero totale di partner delle comunicazioni totali. Per questo la tecnologia è considerata un'evoluzione astratta del funzionamento del [[permutatore]] in uso nelle [[centrali telefoniche]].
Il circuito virtuale identifica quindi un [[modo di trasferimento]] alternativo alla classica [[commutazione di circuito]] e alla [[commutazione di pacchetto]] realizzando un compromesso ottimale tra i due suddetti modi: viene infatti preservato il link statico tipico della commutazione di circuito, ma il flusso informativo anziché continuo viene pacchettizzato e quindi il canale statico è utilizzato solo su domanda cioè senza preassegnazione: il primo aspetto consente di limitare i problemi di [[qualità di servizio]] in termini di variabilità di ritardo nelle comunicazioni real-time come la fonia tipici delle reti a commutazione di pacchetto, il secondo aspetto consente invece di evitare sprechi di risorse trasmissive garantendo una maggiore efficienza dell'utilizzazione del [[mezzo trasmissivo]] che è invece tipicamente bassa nelle reti a commutazione di circuito come la [[rete telefonica]]. Per questi motivi il modo di trasferimento a circuito virtuale, già implementato nei protocolli [[X.25]], [[Frame Relay]] e [[Asynchronous Transfer Mode|ATM]], rappresenta il compromesso (''trade off'') ottimale per la realizzazione di reti integrate nei servizi (fonia e dati) ad alta [[velocità di trasmissione]] come ad esempio la [[Broadband ISDN|B-ISDN]] e le [[Next Generation Networking]].
== Circuito Virtuale layer 4 ==
I [[Protocollo di rete|protocolli]] destinati al trasporto di [[Pacchetto (reti)|pacchett]]<nowiki/>i, come [[Transmission Control Protocol|TCP]], possono contare sul protocollo di instradamento come l'[[Internet Protocol|IP]], dove differenti pacchetti possono essere indirizzati su differenti percorsi, così l'invio può essere fatto in modo disordinato; ciò è possibile solamente quando si utilizza il [[Transmission Control Protocol|TCP]] come circuito virtuale, perché numera ogni pacchetto e questo permette il loro riordino da parte del ricevitore.
== Circuito Virtuale layer 2/3 ==
I [[Protocollo di rete|protocolli]] del [[Livello di collegamento dati|livello di collegamento]] e del [[livello di rete]] sono basati su commutatori di [[Pacchetto (reti)|pacchetti]] in ordine; questo significa che ogni dato è sempre trasportato sullo stesso percorso all'interno della rete, cioè passa sempre per gli stessi nodi; I vantaggi di questa tecnologia di commutazione di pacchetto sono:
* Banda riservata durante l'intera connessione, che garantisce la migliore [[Qualità di servizio|Qualità di Servizio]] (QoS) possibile.
* È necessario minor overhead, poiché i pacchetti non devono essere direzionati individualmente e le informazioni legate al indirizzamento di ogni singolo pacchetto non sono fornite dall'header ad esso corrispondente; per ogni pacchetto è richiesto solamente il [[Virtual Circuit Identifier|VCI]] (Virtual Circuit Identifier); Le informazioni riguardanti l'instradamento sono trasferite solamente ai nodi della rete durante la fase di connessione.
* I nodi della rete sono più veloci e hanno una migliore capacità, poiché sono switch che instradano solamente durante la fase di connessione, mentre i nodi della rete sono router che instradano ogni singolo pacchetto. La commutazione si occupa solamente di guardare il [[Virtual Circuit Identifier|VCI]] nella tabella piuttosto che analizzare l'indirizzo completo. Gli interruttori possono essere facilmente implementati in [[ASIC]], mentre l'istradamento risulta molto complesso e richiede un'implementazione software. A causa della grande richiesta di IP Router e a causa dell'avanzato supporto legato allo switch dei router, attualmente, i nuovi IP router possono essere più veloci degli switch per protocolli connection oriented.
== Esempi di protocollo a livello di trasporto forniti ad un circuito virtuale ==
Esempi di protocollo a livello di trasporto forniti ad un circuito virtuale:
* [[Transmission Control Protocol]] (TCP), dove viene instaurato un circuito virtuale affidabile all'inizio di un inaffidabile protocollo [[Internet Protocol|IP]] senza connessione. Il circuito virtuale è identificato dalla coppia d'indirizzi di provenienza (source) e di destinazione (destination) della socket, cioè l'indirizzo ip del mittente (sender) e del ricevitore (receiver) e dalla corrispondente porta. Il [[Qualità di servizio|QoS]] garantito non è previsto.
* [[Stream Control Transmission Protocol]] (SCTP), dove viene instaurato un circuito virtuale all'inizio del protocollo [[Internet Protocol|IP]] o del protocollo [[User Datagram Protocol|UDP]].
Esempio di protocollo di circuito virtuale a [[livello di rete]] e a [[Livello di collegamento dati|livello datalink]], dove i dati vengono inviati utilizzando sempre lo stesso percorso:
* [[X.25]], dove il circuito virtuale è identificato da il Virtual Channel Identifier (VCI). X.25, che fornisce una comunicazione nodo a nodo (node-to-node) affidabile e un [[QoS]] garantito.
* [[Frame Relay|Frame relay]], dove il circuito virtuale è identificato da un Data Link Connection Idenfier (DLCI). Frame relay è inaffidabile, ma potrebbe fornire un [[Qualità di servizio|QoS]] garantito.
* [[Asynchronous Transfer Mode]] (ATM), dove il circuito virtuale è identificato dalla coppia [[Virtual Path Identifier]] (VPI) e [[Virtual Circuit Identifier]] (VCI). Il livello dell'ATM fornisce un circuito virtuale inaffidabile, ma il protocollo ATM fornisce affidabilità attraverso l'utilizzo dell'ATM Adaptation Layer (AAL) e Service Specific Convergence Sublayer (SSCS) (più corretto il termine “assicurato” e non “assicurato” piuttosto che “affidabile” e “non affidabile”).
* [[General Packet Radio Service]] (GPRS)
* [[Multi Protocol Label Switching|Multiprotocol label switching]] (MPLS), il quale può essere usato come IP over virtual circuit. Ogni circuito è identificato da un'etichetta. MPLS è inaffidabile, ma fornisce otto differenti classi QoS.
== Circuiti virtuali permanenti e variabili nel ATM, Frame Relay e X.25 ==
[[Switched virtual circuits]] (SVCs) sono generalmente settati durante la preparazione di una chiamata e disconnessi quando la chiamata è terminata; però, un [[Permanent Virtual Circuit]] (PVC) può essere stabilito come un'opzione che fornisce un collegamento ad un circuito dedicato attraverso due servizi. La configurazione PVC solitamente è preconfigurata dal service provider. A differenza del SVCs, PVC sono raramente rotti/disconnessi.
Il [[Switched Virtual Circuit]] (SVC) è un circuito virtuale che viene instaurato dinamicamente a fronte di una richiesta ed è rimosso quando la trasmissione è completa, per esempio dopo una chiamata telefonica o il download di un file. SVCs sono solitamente utilizzati nelle situazioni in cui la trasmissione dei dati è sporadica e/o non sempre entrambe le parti hanno lo stesso [[Data Terminal Equipment]] (DTE).
Un [[Permantent Virtual Circuit]] (PVC) è un circuito virtuale instaurato per le ripetizioni o per la continuazione dell'uso dello stesso DTE. In un PVC, l'associazione a lungo termine è identica alla fase di trasferimento dei dati in una chiamata virtuale.
* [[Frame Relay]] è tipicamente usato per fornire PVC.
* [[Asynchronous Transfer Mode]] fornisce sia connessione virtuali che possono commutate, sia connessioni virtuali permanenti, come vengono chiamate nella terminologia ATM.
* [[X.25]] fornisce chiamate virtuali e PVC, sebbene non tutti i servizi del X.25 le forniscano o l'implementazione del DTE supporta PVC come il loro uso è meno comune dei SVC.
==Bibliografia==
* Andrew S. Tanenbaum, David J. Wetherall (2011, Fifth Edition. International Edition), "Computer Networks". page 361 ISBN 978-0-13-255317-9
* ITU-T, ''B-ISDN ATM Adaptation Layer specification: Type 3/4 AAL'', Recommendation I.363.3 (08/96), International Telecommunication Union, 1996, p5.
* ITU-T, ''B-ISDN ATM Adaptation Layer specification: Type 5 AAL'', Recommendation I.363.5 (08/96), International Telecommunication Union, 1996, p5.
== Voci correlate ==
* [[X.25]]
* [[Frame Relay]]
* [[Asynchronous Transfer Mode]]
* [[GPRS]]
* [[Multiplazione]]
== Collegamenti esterni ==
* [[rfc:793|RFC 793]]
* RFC 955
* RFC 1644
* RFC 1180
{{Portale|Telematica}}
[[Categoria:Teorie di rete]]
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