Reti, Web e comunicazione Parte prima

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1 Reti, Web e comunicazione Parte prima 1

2 Introduzione Un computer è una macchina in grado di manipolare informazione rappresentata in forma digitale. Durante il normale funzionamento, i bit viaggiano incessantemente e velocemente tra le varie componenti interne di un computer, attraverso dei canali detti bus: dalla memoria alla CPU; dalla CPU alla scheda grafica; dalla scheda grafica verso il monitor. Una rete di computer estende questa capacità di circolazione dei bit per consentire la trasmissione di informazione in formato digitale tra diversi computer. La parola telecomunicazione unisce la radice di origine greca tele (lontano) con il verbo latino comunicare e significa trasmissione di informazioni a distanza. Gli sviluppi della tecnologia nel campo delle comunicazioni elettriche e dell'elettronica hanno permesso la nascita delle moderne telecomunicazioni. 2

3 Che cos'è una rete? Una rete si può definire come: Un insieme di sistemi per l'elaborazione delle informazioni messi in comunicazione tra loro attraverso un protocollo di comunicazione Un computer isolato è un personal, due o più computer insieme collegati formano una rete. Una rete è un insieme di computer collegati tra loro in grado di scambiarsi messaggi e condividere risorse. 3

4 Modello centralizzato I primi esempi di connessione tra computer risalgono alla fine degli anni 60 quando i sistemi per l elaborazione erano molto costosi e complessi e vi era la necessità di condividere tra più persone le risorse disponibili. Si affiancava al computer più potente (detto mainframe) una serie di semplici terminali in grado di connettersi al computer centrale e sfruttarne le risorse. Un terminale, disconnesso dalla rete, non era utilizzabile in quanto era un dispositivo hardware usato solo per inserire e ricevere dati, dotato solo di video e tastiera ma senza capacità elaborativa (cpu, disco). 4

5 Modello centralizzato Questo tipo di connessione non prevede comunicazioni fra un terminale e l altro, ma soltanto da terminale a mainframe e viceversa. In questi sistemi i programmi applicativi sono di norma amministrati in modo esclusivo da specialisti, e i singoli utenti non vi possono accedere direttamente. Poiché il terminale non ha capacità locali di elaborazione, viene spesso chiamato terminale stupido. 5

6 Modello distribuito Successivamente, negli anni 80, con la nascita e la diffusione dei personal computer, si è passati dal modello mainframeterminali, in cui tutta la potenza di calcolo era concentrata in un unico elaboratore, alle moderne reti di computer, formate da un grande numero di elaboratori (di varie potenze e tipi) autonomi e interconnessi: ogni elaboratore può scambiare informazioni e, anche se disconnesso dalla rete, rimane funzionante. Nascono così le reti di computer (computer network) cioè un insieme di due o più computer in grado di trasmettere dati tra loro. Si è passati quindi da sistemi di elaborazione centralizzati a sistemi distribuiti. 6

7 Modello distribuito Gli elaboratori sono collegati tra loro e possono condividere le risorse (stampanti, scanner, ) Ogni utente ha a disposizione una macchina (per esempio un personal computer) su cui lavorare, ma può anche condividere informazioni con gli altri utenti senza l uso di ulteriori supporti Gli utenti possono accedere allo stesso programma in modo da lavorarvi simultaneamente Una rete può essere costituita non solo da personal computer ma anche da un elaboratore più potente che mette a disposizione le sue risorse agli altri utenti della rete 7

8 Vantaggi del modello distribuito Affidabilità: - Buona tolleranza ai guasti (fault tolerance): In un sistema centralizzato, in caso di guasto all elaboratore centrale nessuno può lavorare; nel caso distribuito invece, la rottura di una macchina blocca un solo utente mentre gli altri possono continuare a lavorare Scalabilità: - Facilità di espansione del sistema in tempi diversi e con hardware diversi 8

9 Vantaggi del modello distribuito Rapporto costo/prestazioni: - Rispetto ai sistemi centralizzati, i piccoli sistemi collegati in rete hanno un costo dell hardware più basso e, a parità di utenti, una maggiore velocità, in quanto ogni utente condivide solo dati e programmi e non l hardware Flessibilità: - Si può accedere alle risorse di una rete da posti diversi e in momenti diversi (ad esempio la possibilità di collegarsi con un portatile alla rete Intranet aziendale anche da luoghi distanti dal posto di lavoro) 9

10 Esempi di reti informatiche La rete che si trova nei laboratori della scuola La rete di una piccola azienda (un edificio) La rete di un'istituzione statale (p.es. Agenzia delle Entrate, Polizia, Carabinieri, ecc) La rete di una grande azienda (più sedi, anche distanti centinaia di chilometri) 10

11 A cosa servono le reti? Condividere risorse comuni hardware (es. stampanti, scanner) dati (archivi comuni) software (applicazioni) Permettere la comunicazione fra utenti in locazioni fisiche differenti (scambio messaggi e dati) Lavoro cooperativo Telelavoro Social network Grazie alle reti, la distanza diventa un elemento secondario 11

12 I componenti di una rete Come avviene per il singolo computer, anche una rete ha: Componenti fisiche: l hardware Nodi Schede di rete Mezzi di trasmissione Dispositivi di interconnessione Componenti logiche: il software Programmi: gestione del collegamento e definizione delle regole di comunicazione (protocolli) 12

13 Hardware di rete I componenti hardware di una rete sono: Nodi o host - un nodo è un qualsiasi dispositivo hardware del sistema in grado di comunicare con gli altri dispositivi che fanno parte della rete Schede di rete - funziona da vero e proprio ricetrasmettitore in trasmissione trasforma le sequenze binarie di zeri ed uno in segnali elettrici che vengono inviati lungo la rete; in ricezione trasforma i segnali elettrici della rete in sequenze binarie 13

14 Hardware di rete Mezzi di trasmissione - incidono notevolmente sulle caratteristiche della rete in termini di prestazioni e di costo. Attualmente esistono tre grandi categorie di mezzi trasmissivi che si differenziano per il supporto fisico utilizzato: mezzi elettrici: dove viene sfruttata la capacità dei metalli di condurre energia elettrica (doppino telefonico, cavo coassiale) onde radio: dove si sfrutta la possibilità di trasferire variazioni di corrente elettrica a distanza tramite onde elettromagnetiche (ponti radio o satellitari) mezzi ottici: utilizzano la luce per trasferire le informazioni (fibre ottiche) 14

15 Mezzi di trasmissione Velocità di trasmissione Hardware di rete - Dipende dal mezzo trasmissivo - Il termine velocità di trasmissione o di trasferimento (bitrate) indica la quantità di dati che possono essere trasferiti, attraverso una connessione su un canale, in un dato periodo di tempo. In particolare in telecomunicazioni la velocità massima di trasmissione è detta anche capacità di trasmissione della linea - Poiché l'informazione viene memorizzata e viaggia in forma digitale (è sostanzialmente una sequenza di bit) la velocità di trasmissione dell informazione è misurata in bit per secondo bps 15

16 Mezzi di trasmissione Hardware di rete Velocità di trasmissione La velocità di trasmissione o trasferimento si misura in bit al secondo (bps o bit/s) e nei suoi multipli: Kbps (1000 bps) Mbps (1000 kbps) Gbps (1000 Mbps) Tbps (1000 Gbps) Doppino telefonico: permette trasmissioni di dati fino a 9600 bps (bit per secondo); particolari accorgimenti consentono di arrivare fino a 100 Mbps Cavo coassiale: consente trasmissioni fino alla velocità di 10 6 bps (1 Mbps) Fibre ottiche: si arriva ad una velocità di 10 9 bps (1 Gbps) Onde radio: si viaggia ad una velocità prossima a quella della luce 16

17 Hardware di rete Dispositivi di interconnessione - che consentono di interconnettere reti diverse e nodi in una stessa rete: L hub: gestisce lo scambio di dati tra i computer connessi alla stessa rete, instradando le informazioni ricevute da una delle porte verso tutti i computer connessi alle altre sue porte, tranne quella di provenienza Lo switch gestisce lo scambio di dati tra i computer connessi alla stessa rete, instradando le informazioni verso il computer di destinazione e solo verso quello, evitando traffico inutile sulla rete (a differenza dell hub) 17

18 Hardware di rete Dispositivi di interconnessione Il router fa la stessa cosa dello switch ma su una scala più grande, collegando tra loro reti diverse ed eterogenene: è quindi la porta con cui una piccola rete aziendale si collega a Internet Il gateway è un apparato di rete che serve per interconnettere reti che utilizzano protocolli differenti, permettendone la comunicazione; esegue le opportune conversioni 18

19 Software di rete I nodi di una rete sono collegati logicamente tra loro attraverso programmi che: Gestiscono il collegamento e il traffico dei dati Definiscono le regole affinchè la comunicazione avvenga in modo corretto, seguendo cioè un protocollo di comunicazione 19

20 Software di rete Protocolli di comunicazione Un protocollo è un insieme di regole che permette la comunicazione tra diversi dispositivi che compongono una rete. 20