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Capitolo 257.   Hardware di rete più vecchio

Le reti Ethernet a 10 Mbit/s e altri metodi di connessione tra gli elaboratori sono decisamente superati, ma può capitare di doverne avere a che fare, magari per il solo piacere di ripristinare dell'hardware del passato.

257.1   IEEE 802.3/ISO 8802.3: dal cavo coassiale al cavo UTP

Le connessioni più comuni a 10 Mbit/s, secondo lo standard IEEE 802.3, prevedono l'uso di cavi coassiali o di cavi UTP. Nel caso del cavo coassiale ne sono stati usati due tipi, distinti nel gergo con gli aggettivi thick e thin. Nel caso del cavo UTP, è da segnalare che per le connessioni a 10 Mbit/s, ha meno fili, rispetto alla versione per velocità da 100 Mbit/s.

Il collegamento coassiale di tipo «sottile» (thin), usato negli anni 1980, richiede l'uso di un cavo con impedenza da 50 ohm (di solito si tratta del noto cavo RG58) che viene usato per connettere ogni scheda attraverso un connettore BNC a «T». Il cavo può raggiungere una lunghezza massima di 180 m circa. Alla fine di entrambi i capi di questo cavo si deve inserire un terminatore resistivo (non induttivo) da 50 ohm. L'unico svantaggio di questo tipo di collegamento è che durante il funzionamento della rete, il cavo non può essere interrotto.

Figura 257.1. Cavo coassiale RG58, connettori a «T» e terminatori resistivi.

RG58

A seconda del tipo di connessione prescelto per la rete Ethernet, si hanno delle limitazioni sulla lunghezza massima del cavo utilizzato. In base a questi limiti, per distinguere il tipo di connessione si utilizzano i nomi 10base2 per la connessione sottile e 10base5 per la connessione normale. Nel caso di connessione attraverso cavo UTP, si utilizza il nome 10baseT.

Tabella 257.2. Caratteristiche delle connessioni Ethernet e lunghezze massime dei cavi.

Ethernet Velocità Connessione Distanza Descrizione
10base5 10 Mbit/s thick RG213 ≤ 500 m Richiede il vampire tap.
10base2 10 Mbit/s thin RG58 < 200 m Cavo passante con connettore a «T».
10baseT 10 Mbit/s UTP < 100 m Richiede un ripetitore o un commutatore di pacchetto.

257.1.1   Esempio di configurazione della scheda NE2000 con il kernel Linux

La scheda Ethernet a 10 Mbit/s, storicamente più diffusa negli anni 1990, è stata la NE2000 insieme a tutti i suoi cloni. Si tratta di una scheda ISA a 16 bit e richiede che le sia riservato un indirizzo IRQ e un indirizzo di I/O. Ciò a differenza di altre schede che possono richiedere anche una zona di memoria.(1)

La configurazione predefinita tradizionale di una NE2000 è IRQ 3 e I/O 30016 che però la mette in conflitto con la seconda porta seriale a causa dell'indirizzo IRQ. Diventa quindi necessario cambiare questa impostazione attraverso lo spostamento di ponticelli sulla scheda, o l'uso di un programma di configurazione, di solito in Dos.

Il kernel Linux deve essere stato predisposto per l'utilizzo di questo tipo di schede e durante l'avvio è normalmente in grado di identificarne la presenza. L'esistenza di una scheda NE2000 viene verificata in base alla scansione di alcuni indirizzi I/O e precisamente: 30016, 28016, 32016 e 34016.(2) Se la scheda è stata configurata al di fuori di questi valori, non può essere individuata, a meno di utilizzare un'istruzione apposita da inviare al kernel prima del suo avvio. Quando si vogliono utilizzare più schede nello stesso elaboratore è necessario informare il kernel attraverso un parametro composto nel modo seguente:

ether=irq,indirizzo_i/o,nome

Per esempio, se si installano due schede configurate rispettivamente come IRQ 11, I/O 30016 e IRQ 12, I/O 32016, si può utilizzare l'istruzione seguente da inviare a un kernel Linux:

ether=11,0x300,eth0 ether=12,0x320,eth1

Per controllare se le schede installate sono rilevate correttamente dal kernel basta leggere i messaggi iniziali, per esempio attraverso dmesg.

Ci sono comunque molte altre possibilità di configurazione e per questo conviene leggere Ethernet-HOWTO di Paul Gortmaker.

257.2   IEEE 802.3/ISO 8802.3: ripetitori, e limiti di una rete

Il ripetitore è un componente che collega due reti intervenendo al primo livello ISO-OSI. In questo senso, il ripetitore non filtra in alcun caso i pacchetti, ma rappresenta semplicemente un modo per allungare un tratto di rete che per ragioni tecniche non potrebbe esserlo diversamente. Nella tecnologia usata per i 10 Mbit/s è normale l'uso di ripetitori, sia per allungare una rete locale, sia per raccogliere i collegamenti UTP di un gruppo di elaboratori.

L'uso dei ripetitori in una rete è sottoposto a delle limitazioni, che richiedono calcoli complessi, ma generalmente si fa riferimento a dei modelli approssimativi già pronti, che stabiliscono delle limitazioni più facili da comprendere e gestire.

257.2.1   10base5 senza ripetitori

La connessione 10base5, senza la presenza di ripetitori, prevede l'uso di un cavo coassiale RG213 (thick, cioè grosso), da 50 ohm, con una lunghezza massima di 500 m, terminato alle due estremità con una resistenza da 50 ohm. Lungo il cavo possono essere inseriti i ricetrasmettitori, o MAU (Medium attachment unit), che si collegano al cavo attraverso il vampire tap (una sorta di ago che si insinua nell'anima del cavo, senza creare cortocircuiti) e a loro volta sono collegati alla scheda di rete con un cavo apposito. I vari ricetrasmettitori possono essere al massimo 100 e la distanza sul cavo, tra uno qualunque di questi e il successivo, è al minimo di 2,5 m.

Figura 257.4. Regole per una rete 10base5 senza ripetitori.

Rete 10base5 senza ripetitori

Come si può intuire, se il tratto di cavo coassiale non è continuo, ma ottenuto dalla giunzione di più pezzi, la lunghezza massima deve essere diminuita.

257.2.2   10base2 senza ripetitori

La connessione 10base2, senza la presenza di ripetitori, prevede l'uso di un cavo coassiale RG58 (thin, cioè sottile), da 50 ohm, con una lunghezza massima di 180 m (quasi 200 m, da cui il nome 10base2), terminato alle due estremità con una resistenza da 50 ohm. Lungo il cavo possono essere inseriti dei connettori BNC a «T», attraverso cui collegare un ricetrasmettitore MAU, o direttamente una scheda che incorpora tutte le funzionalità. Le varie inserzioni poste nella rete possono essere un massimo di 30, poste a una distanza minima di 0,5 m lungo il cavo.

Figura 257.5. Regole per una rete 10base2 senza ripetitori.

Rete 10base2 senza ripetitori

257.2.3   10baseT

La connessione 10baseT prevede il collegamento di due sole stazioni, cosa che in pratica si traduce nella necessità di utilizzare almeno un ripetitore multiplo, ovvero un hub passivo. Le caratteristiche del cavo utilizzato per la connessione 10baseT non sono uniformi e perfettamente standardizzate, tuttavia, generalmente si può raggiungere una lunghezza massima di 100 m.

257.2.4   Regole elementari di progettazione

La regola di progettazione più semplice, stabilisce che tra due stazioni qualunque possono essere attraversati al massimo quattro ripetitori, utilizzando cinque segmenti (cavi), di cui al massimo tre di tipo coassiale (RG58 o RG213).

Figura 257.6. Esempio di configurazione massima con quattro ripetitori, tre segmenti coassiali e due segmenti 10baseT.

Ripetitori

La figura 257.6 mostra una situazione molto semplice, in cui tre segmenti 10base2 o 10base5 collegano tra loro quattro ripetitori che poi si uniscono all'esterno con un segmento 10baseT. La figura mostra il collegamento di due sole stazioni, ma i ripetitori più esterni potrebbero essere muniti di più porte 10baseT, in modo da collegare più stazioni.

Eventualmente, in base alle regole date, anche nei tratti di collegamento coassiale è possibile inserire delle stazioni.

Figura 257.7. Esempio di configurazione massima in cui, pur apparendo cinque ripetitori, tra due stazioni ne vengono attraversati al massimo quattro. I ripetitori agli estremi dispongono di più connessioni 10baseT.

Ripetitori

Si può osservare che, negli esempi mostrati, i collegamenti UTP sono sempre solo di tipo 10baseT. Ciò dipende dal fatto che con lo standard dei cavi coassiali non si possono raggiungere velocità superiori. Pertanto, di norma, se si intende usare collegamenti basati su cavi in rame, il cavo coassiale viene abbandonato e ci si limita al cavo UTP, pur con i suoi limiti di lunghezza.

257.2.5   Commutatori di pacchetto o «switch»

I commutatori di pacchetto, o switch, sono diversi dai ripetitori generici, o hub passivi, in quanto i primi si comportano come dei bridge. In questo senso non sono sottoposti alle limitazioni dei ripetitori, soprattutto per quanto riguarda la condivisione del dominio di collisione. Infatti, un bridge è in grado normalmente di determinare se una stazione si trova in un collegamento o meno; in questo modo, i pacchetti possono essere filtrati, impedendo di affollare inutilmente i collegamenti che non ne sono interessati.

257.3   PLIP

Due elaboratori possono essere connessi utilizzando le porte parallele. Si ottiene in questi casi una connessione PLIP.(3) La gestione della comunicazione PLIP avviene direttamente nel kernel che deve essere stato compilato opportunamente per ottenere questa funzionalità.

Le porte parallele possono essere fondamentalmente di due tipi: quelle normali e quelle bidirezionali. Per questa ragione, in origine sono stati utilizzati due tipi di cavo. Attualmente però, l'unico cavo considerato standard è quello incrociato adatto a tutti i tipi di porta parallela.

L'utilizzo del cavo bidirezionale, considerato sconsigliabile, ma di cui si trova ancora traccia nelle documentazioni, implica qualche rischio in più di danneggiamento delle porte parallele.

Segue lo schema del cavo per la connessione PLIP (si può consultare anche il capitolo 89). Eventualmente si può anche leggere il contenuto del file sorgenti_linux/drivers/net/README1.PLIP che è fornito insieme al kernel Linux.

Cavo parallelo incrociato.

Connettore A Connettore B
DB-25 maschio DB-25 maschio
Nome Contatto Contatto Nome
Data Bit 0 2 15 Error
Data Bit 1 3 13 Select
Data Bit 2 4 12 Paper Out
Data Bit 3 5 10 Acknowledge
Data Bit 4 6 11 Busy
Acknowledge 10 5 Data Bit 3
Busy 11 6 Data Bit 4
Paper Out 12 4 Data Bit 2
Select 13 3 Data Bit 1
Error 15 2 Data Bit 0
Signal Ground 25 25 Signal Ground

257.3.1   Problemi con le porte parallele

Le porte parallele non sono tutte uguali: i problemi maggiori potrebbero presentarsi con le porte degli elaboratori portatili, o comunque quelle incorporate nella scheda madre dell'elaboratore. In questi casi, la loro configurazione dovrebbe essere gestita attraverso un programma contenuto nel firmware (il BIOS) ed è importante verificare tale configurazione.

La configurazione riguarda generalmente l'indirizzo di I/O, eventualmente anche il numero di IRQ. Alcune configurazioni potrebbero prevedere l'impostazione della porta come «normale» o «bidirezionale». Se si può scegliere, è opportuno che la porta sia normale.

A questo punto si pone il problema del riconoscimento della porta da parte del kernel. Se il file principale del kernel incorpora la gestione del protocollo PLIP, l'interfaccia dovrebbe essere individuata automaticamente e in modo corretto (riguardo alla sua configurazione effettiva). Eventualmente si può inviare un messaggio al kernel Linux attraverso il meccanismo dei parametri di avvio (capitolo 68). Anche nel caso dell'utilizzo di un modulo, il rilevamento dell'interfaccia dovrebbe avvenire in modo corretto. Però ci sono situazioni in cui ciò non può avvenire, specialmente nel caso di utilizzo di dischetti di installazione di una distribuzione GNU/Linux (capitolo 69).

In tutti i casi in cui è necessario fornire al kernel le caratteristiche hardware dell'interfaccia parallela, è indispensabile indicare sia l'indirizzo di I/O, sia il numero di IRQ. Se si indica un numero di IRQ errato, si rischia di ottenere il funzionamento intermittente dell'interfaccia, cosa che magari potrebbe fare pensare ad altri problemi.

257.4   Riferimenti


1) ISA sta per Industry standard architecture e si riferisce al bus utilizzato dai primi «PC».

2) In passato veniva fatta anche la scansione dell'indirizzo 36016, ma l'utilizzo di questo, dal momento che poi si estende fino a 37F16, porterebbe la scheda di rete in conflitto con la porta parallela standard che di solito si trova nella posizione 37816.

3) Per questioni tecniche, la connessione PLIP consente l'uso di protocolli IPv4, ma non di IPv6.


Appunti di informatica libera 2008 --- Copyright © 2000-2008 Daniele Giacomini -- <appunti2 (ad) gmail·com>


Dovrebbe essere possibile fare riferimento a questa pagina anche con il nome hardware_di_rete_piu_vecchio.htm

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