Audio networking - Terza Parte

di Michele Viola

ms220-darkEthernet

Ethernet, ad esempio, è il nome comune di un popolare sistema di connessione dati in rete che coinvolge diversi protocolli, a diversi livelli. In realtà, lo standard Ethernet ha ora il nome in codice IEEE 802.3 e coinvolge il livello fisico (il livello uno dello stack ISO/OSI) e una parte del livello di collegamento (data link, il livello due di ISO/OSI o di TCP/IP), in particolare per quanto riguarda l’accesso al mezzo.

Ogni dispositivo che può inviare o ricevere dati in rete, ovvero che può accedere al mezzo trasmissivo, va identificato univocamente come possibile mittente o destinatario di comunicazioni. Questo è un problema di livello immediatamente superiore al livello fisico e viene gestito tramite indirizzi, teoricamente specifici di ciascun dispositivo, chiamati per l’appunto indirizzi MAC (che sta proprio per Medium Access Control). In teoria, ciascun dispositivo collegabile in rete dovrebbe avere un suo indirizzo MAC univoco, stabilito dal costruttore, cosicché non ci possano essere possibilità di equivoco, a livello di accesso al mezzo trasmissivo, sulla provenienza e sulla destinazione dei pacchetti di dati. In realtà esistono metodi software per cambiare l’indirizzo MAC di molti dispositivi, ed esistono dispositivi costruiti in serie, chissà dove nel mondo, con le più svariate vicissitudini, per cui potrebbe accadere, anche se è un’eventualità piuttosto remota, di trovare due o più dispositivi in una stessa rete con lo stesso indirizzo MAC. Dato che questo impedisce il corretto funzionamento della connessione, se dovesse accadere occorrerebbe trovare il modo di modificare alcuni di questi indirizzi, utilizzando qualcuno dei metodi software menzionati in precedenza.

IEEE

IEEE, da leggersi perlopiù I triplo E, acronimo per Institute of Electrical and Electronics Engineers, è un organismo internazionale di standardizzazione che si occupa di un ampio range di settori tecnologici, tra cui le comunicazioni. La commissione 802 dell’IEEE, in particolare, si occupa di standard di comunicazione dati in reti di piccole o medie dimensioni (LAN/MAN) ed è a sua volta divisa in sotto-comitati tra i quali i più famosi sono forse 802.3 (Ethernet), 802.11 (Wi-Fi), 802.15 (Wireless Personal Area Network, tra cui Bluetooth).

In ogni caso, i protocolli 802.x coinvolgono protocolli di comunicazione per gli strati più bassi.

All’interno di un protocollo definito a basso livello, come Ethernet, i protocolli degli strati superiori si occupano di aspetti più sofisticati, per così dire, della connessione.

Broadcast, multicast, unicast

Differenti metodi di connessione possono, ad esempio, prevedere il broadcasting dei dati audio/video (cioè nessun controllo: tutto viene inviato a tutti, ciascun ricevitore deciderà poi cosa prelevare dal flusso), oppure un meccanismo di distribuzione multicast (ovvero i dati vengono distribuiti per gruppi di dispositivi, parzializzando l’occupazione di risorse condivise), oppure unicast (la rice-trasmissione è organizzata per coppie di dispositivi singoli, uno-a-uno). La modalità broadcast sarà adatta solo nel caso di pochi dati da trasmettere, ovvero pochi canali e/o basse frequenze di simbolo, perché altrimenti si potrebbe arrivare a saturare velocemente le capacità della rete. Ciascun singolo pacchetto broadcast, infatti, raggiungerà ogni nodo della rete, potenzialmente saturando le capacità dei dispositivi meno performanti. L’utilizzo di pacchetti unicast, d’altra parte, potrebbe implicare la trasmissione multipla degli stessi dati qualora più macchine dovessero ricevere lo stesso segnale.

Le modalità di trasmissione broadcast, multicast e unicast sono realizzabili sia a livello due, con gli indirizzi MAC, sia a livello tre con gli indirizzi IP. A livello due la comunicazione è gestita tramite dispositivi detti switch, mentre a livello tre i dispositivi di instradamento sono i router.

La trasmissione di alcuni pacchetti in modalità broadcast è generalmente necessaria per il corretto funzionamento di un sistema di trasmissione AV su rete dati, in particolare per i pacchetti che devono raggiungere tutti o quasi tutti i dispositivi in rete, come i segnali di sincronizzazione o i segnali dedicati al riconoscimento più o meno automatico dei dispositivi connessi.

La modalità di trasmissione multicast può contribuire a ridurre il carico complessivo sulla rete. Gli switch di rete meno sofisticati, spesso inviano il traffico multicast su tutte le porte; anche i dispositivi che non necessitano delle informazioni trasmesse sono quindi obbligati ad analizzare i tutti pacchetti ricevuti per estrarre quelli eventualmente indirizzati ad essi. Alcuni switch, invece, eventualmente abilitando un’apposita funzione detta IGMP Snooping, sono in grado di distinguere automaticamente i dispositivi interessati alla ricezione del traffico multicast (comunicando, in fase di collegamento, con i dispositivi direttamente connessi) evitando così di reindirizzare i pacchetti dove non serve, riducendo il traffico inutile e risparmiando quindi risorse di rete.

Quality of Service

Un’altra impostazione utile, abilitabile in alcuni switch, prende il nome di QoS (Quality of Service) e prevede l’utilizzo di un flag di priorità all’interno di ciascun frame per dare la precedenza ai pacchetti con vincoli temporali più stringenti, quali i pacchetti contenenti i dati A/V.

La gestione del parametro QoS è un’impostazione abbastanza comune sugli switch di livello business, dato che la gestione delle priorità sui pacchetti è un parametro utile alla gestione di diversi tipi di dati in varie situazioni, non solo per i dati audio-video.

VLAN

Un’altra funzionalità normalmente presente negli switch di livello business, spesso utile per delimitare i confini del traffico audio/video in termini di banda e di dispositivi coinvolti, riguarda la possibilità di configurare delle VLAN, ovvero di segregare una parte dei dispositivi in rete (e della banda disponibile) come se fossero in una propria rete, isolata dal resto delle attrezzature. Questo può essere molto utile in caso di condivisione dell’infrastruttura di rete tra dati audio/video e dati provenienti dal normale traffico tra computer, ad esempio, di amministrazione e magazzino. Le VLAN possono essere utili anche per organizzare streaming audio/video da diverse sorgenti per diverse sale, ad esempio, proprio come se i segnali viaggiassero su linee differenti.

A questo punto abbiamo finito lo spazio a disposizione su questo numero e rimandiamo quindi il seguito alle prossime puntate.

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