Le reti. Le reti del computer

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1 Le reti del computer Le origini di internet risalgono agli anni 50 e 60 quando gli Stati Uniti d America diedero l avvio alla costituzione di un agenzia chiamata HARPA (Advanced Research projects agensy) con il compito di sviluppare una rete di computer di nome HARPANET la cui finalità era di collegare tra loro i computer utilizzati per scopi militari. Con l avvento del ventesimo secolo si è assistiti ad un rapido sviluppo delle telecomunicazioni e soprattutto dell informatica, che ha messo a disposizione dell uomo macchine sempre più potenti. La maggior parte dei sistemi telematici si basano sul concetto di rete, cioè un insieme di sistemi per l elaborazione dati messi in comunicazione tra loro. Inizialmente, negli anni 60, quando già vi era la necessità di condividere risorse tra più persone, i sistemi per l elaborazione erano molto costosi e complessi; precisamente si affiancavano al computer più potente, mainframe, tanti terminali in grado di connettersi al computer centrale e sfruttare le risorse. Successivamente, con la nascita e la diffusione del personal computer, si è passati dal vecchio metodo in cui tutta la potenza era concentrata in un unico elaboratore, alle moderne macchine per l elaborazione, autonome cioè che non ci devono essere relazioni di dipendenza tra i vari sistemi e che il computer anche se disconnesso dalla rete rimane funzionante, e interconnesse cioè che devono essere capaci di scambiarsi informazioni. Nascono così le reti di computer ovvero un insieme di due o più computer in grado di scambiarsi dati. Si è passati così da sistemi concentrati dove una singola CPU era connessa a più terminali, a sistemi distribuiti dove ogni stazione di lavoro ha una propria capacità elaborativa. L interconnessione, però, presenta delle problematiche elettroniche perché occorre stabilire come collegare fisicamente i diversi sistemi operativi, informatiche perché è necessario disporre di un sistema operativo software in grado di sfruttare la struttura hardware, e telematiche perché occorro tener conto che alcune reti per la trasmissione di informazioni sono già presenti sul territorio e possono essere sfruttate anche per la trasmissione di dati. Con le moderne reti di computer si possono condividere risorse hardware, file, programmi e servizi; inoltre c è un miglior rapporto prestazioni/costo in 1 / 5

2 quanto i piccoli sistemi collegati offrono un basso costo dell hardware e una velocità superiore, ogni sistema, poi, può essere configurato ed espanso gradualmente a seconda della necessità dell utente e sono più affidabili perché il guasto del personal computer non blocca il lavoro degli altri come può succedere quando si ferma un mainframe. In generale quando si parla di condivisione, vi è sempre un computer che mette a disposizione una risorsa, e uno che la utilizza. In base a questo si può avere una rete di tipo cliente/ server formato da alcuni computer (server) che mettono a disposizione le risorse, e altri computer (client) che le utilizzano, in alcune reti di questo tipo la distinzione tra client e server è netta in questo casa il server viene detto server dedicato. Quando si ha una comunicazione di tipo cliente/ server si hanno due possibilità: esecuzione lato client il programma viene trasmesso dal server, caricato nella RAM dal client ed eseguito sul client stesso; esecuzione lato server il programma viene eseguito sul server che trasmette i risultati al client. Oppure si può avere una rete di tipo peer to peer dopo tutti i computer operano alo stesso livello e condividono risorse comuni. Questo modello viene utilizzato in casi particolari o per reti di piccole dimensioni. La comunicazione dei dati avviene attraverso l invito di un messaggio che è un insieme di dati che devono essere trasferiti da un sistema all altro; per facilitare la trasmissione dati, i messaggi vengono suddivisi in pacchetti che utilizzano la tecnica dell instradamento, cioè quel canale deve seguire il pacchetto per giungere a destinazione nel minor tempo possibile (mappe di routing). Quando si effettua una trasmissione è necessario indicare alcuni dati con cui si definisce il mittente e il destinatario, un pacchetto è diviso in due parti: la parte di intestazione, dove è inserito un numero progressivo attribuito al pacchetto durante la scomposizione, in modo da dare la possibilità di ricomporre il messaggio originale; e la parte dati vera e propria. Un collegamento può avvenire in diversi modi, per questo, l importante conoscere la tecnologia di trasmissione che può essere: Point to point: questa tecnica di trasmissione è basata su una linea chiusa alla quale poss 2 / 5

3 ono connettersi tutti i nodi della rete: ogni nodo per comunicare con un altro, deve fra scorrere, lungo la struttura ad anello le proprie informazioni. Poiché il canale è condiviso, per riconoscere un destinatario ad un altro è necessario definire per ogni nodo un indirizzo, l inconveniente è che nel caso in cui un canale si guasti la rete non funziona più; Multipoint: quando è possibile collegare più nodi alla rete utilizzando la stessa linea. Questa connessione ha molti svantaggi: i messaggi possono generare errori nella trasmissione, la rete si può congestionare; Broadcast: quando si usa un unico canale trasmissivo condiviso da tutte le s tazioni in modo che il messaggio spedito ad una stazione e viene ricevuto da tutte le altre. Un altro aspetto importante nello studio delle reti è la dimensione, in base a questo, tutte le reti vengono classificate in tre categorie principali: 3 / 5

4 Reti locali LAN: sono piccole reti confinate all interno di un edificio, le ridotte dimensioni consentono una maggiore velocità di trasmissione e ricezione dati; Reti metropolitane MAN: che possono coprire un intera città; Reti geografiche WAN: che hanno dimensioni geograficamente estese e possono coprire l intero pianete. Per realizzare questo tipo di rete senza eccessivi costi vengono utilizzate alcune infrastrutture già esistenti. Gerarchicamente con il termine topo logia indichiamo la disposizione degli oggetti fisici nello spazio, in base a questo possiamo anche definire la topologia di una rete e cioè indicare la posizione di tutti i nodi che fanno parte della rete e la posizione di tutti i collegamenti fisici da realizzare per connettere i nodi. Le reti a stella e le reti ad anello sono gli esempi più classici di topologia di rete. Esistono due tipi di connessioni: Connessione fisica: è la connessione diretta tra due nodi; Connessione logica: sono più connessioni fisiche; All inizio dello sviluppo dell informatica, la gestione delle comunicazioni tra sistemi si era rivelata uno dei problemi più grandi, soprattutto per la presenza di hardware molto diversi tra loro. Nacque così la necessità di trovare un protocollo comune a tutti e compatibile con l hardware esistente. Il modello di riferimento per le architetture di rete è stato definito dall ISO con la sigla OSI, il modello è quindi denominato ISO/OSI. Il modello ISO/OSI è diviso in sette livelli ciascuno dei quali esegue funzioni ben specifiche. I livelli servono perché un messaggio prima di essere inviato ha bisogno di alcune trasformazioni per consentire la trasmissione e altre trasformazioni per riportare il messaggio al liv 4 / 5

5 quello dispositivi stabilite LAN destinazione, scegliere instradano protocollo assicurare decodifica; originale; uguali superiore. dei collegamento sessione: controllo una che trasporto: il i destinatari pacchetti trasferimento ogni vengono strada loro; I di livelli livello gestisce rete: presentazione: fra verso specifici, riassemblati dati: utilizzati sono: quelle in i dei messaggi generale si computer dati occupa disponibili, corretta trasmissione i sono bridge nella le può vengono strati gli della informazioni sincronizzazione destinatario; invece, switch comunicare loro tramite collegamento di trasmissione dei sessione suddivisi e vengono pacchetti. i bridge. che originaria. il con protocollo appartenenti viaggiano in di dei di utilizzati Gli pacchetti dati Ha livello ogni dati switch Questo da che compito singolo inferiore per un nella che, a verranno inviano viene estremo la sistemi livello rete connessione bit di una e utilizzato nella assicurare subiscono router fornisce pacchetti si volta diversi; all altro; poi fa rete carico visualizzati; giunti che è servizi stessa; tra alle iil una di due porte a Livello è Rete: l hardware. seconda algoritmo Internet: ddividere einstradare Il formato modello di applicazione: da TCP/IP quattro il ha primo livelli: più gestisce o e meno il secondo visualizzazione le stesse livello funzioni del modello dei dati modello OSI, cioè lavora il browser. Trasporto: trasporto pacchetti della attraverso CRC; nella Questo tipologia rete; livello i protocolli il terzo di l omonimo si rete, occupa livello sul quarto cavo del di modello di TCP livello rete prelevare permettendo e OSI. del di controllarne modello Questo ed immettere quindi OSI. livello ISO/OSI, Questo correttezza di si occupa stabilire i a frame stretto livello ma di dati, tramite è contatto indirizzare, si più occupa diversi semplice con adel sued Applicazione: occupa dei sessioni. due dati, host; di ed fornire il mantenimento rappresenta alle applicazioni il di quinto, i sesto e settimo servizi livello di del rete, modello compresi OSI. la Questo rappresentazione comunicazioni livello si 5 / 5

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