Telecomunicazioni RETI DI ELABORATORI

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1 Telecomunicazioni RETI DI ELABORATORI Fino a qualche anno fa, per poter gestire e trasmettere a distanza i dati elaborati si utilizzava il mainframe, in cui tutta la potenza di calcolo era concentrata in un unico calcolatore. Questo modello è stato sostituito con la rete di elaboratori (che utilizza appunto l'arpa), in cui ogni postazione ha la propria autonomia ed è interconnessa agli altri terminali. I gruppi di elaboratori sono in genere collegati ad un elaboratore principale chiamato Server. Per comprendere meglio il funzionamento delle reti, bisogna analizzare: la disposizione, la metodologia, l'architettura, il protocollo, il software e le varie estensioni di rete. DISPOSIZIONE I tipi di struttura usati nelle reti di elaboratori sono molteplici, più precisamente: Anello Stella Bus Albero Reti ad anello: Si basa su una linea chiusa alla quale possono connettersi tutti i terminali della rete. Nel caso in cui, un terminale si guasta, la rete non funzionerà più. Reti a stella: Sono le più utilizzate per LAN di tipo ethernet. Nel caso in cui un terminale si guasti, la funzionalità della rete non viene compromessa. In caso di guasto al computer principale (server) tutta la rete smetterà di funzionare.

2 Reti a bus: Un guasto ad un host, non compromette le comunicazioni degli altri. L'unico difetto, è l'elevato traffico della rete, per i troppi terminali interconnessi. Reti ad albero: Sono un estensione delle reti a bus. Infatti, viene realizzata collegando più reti a bus tra loro. METODOLOGIA La metodologia è il modo in cui ciascuna postazione invia e riceve i dati. Ci sono due tipi di metodologie: Allocazione Statica Allocazione Dinamica Allocazione statica: In questo caso, il tempo di comunicazione di ciascuna macchina è già conosciuto. Una volta terminato quel tempo, bisognerà aspettare che il giro di trasmissione / ricezione dei dati sia finito per poter ripartire. Lo svantaggio sta proprio nella perdita di tempo che si avrà per ogni giro. Allocazione dinamica: Qui, invece, sono presenti due criteri

3 che stabiliscono quale macchina deve comunicare per prima. I due metodi sono i seguenti: CSMA/CD: La sigla sta per Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection. La macchina se utilizza questo sistema va a controllare se sulla linea di trasmissione è presente un altro segnale. Se due segnali dovessero trasmettere nello stesso tempo, si avrà una collisione. Token Passing: A differenza del CSMA/CD, nel Token passing, ogni macchina ha un tempo prestabilito per trasmettere. Se una macchina non deve trasmettere, si passa a quella successiva. In questo caso si ha un risparmio di tempo e non ci sono collisioni. ARCHITETTURA Per architettura di rete, si intende l'insieme delle regole di comunicazione tra server, postazioni di lavoro e periferiche, in rapporto a metodologie e disposizioni per definite. Un architettura può essere dei seguenti tipi: Proprietaria Standard di fatto Standard di diritto PROTOCOLLO Il protocollo rappresenta il modo in cui le informazioni vengono codificate e trasmesse, in altre parole il protocollo stabilisce le convenzioni e le regole che permettono la comunicazione.

4 Schema di un protocollo di rete che mette in collegamento due terminali (Host A e Host B) SOFTWARE DI RETE Il software di rete gestisce il funzionamento dell'intera struttura, ed esso si suddivide in: Sistema operativo di rete Programma di amministrazione della rete Software accessori di rete Il sistema operativo di rete, è un programma che gestisce il funzionamento della rete, regolando la trasmissione dei dati tra le varie postazioni. Risiede nel server ed è sempre in esecuzione. Il programma di amministrazione della rete, si occupa di amministrare la rete, nel senso che permette l'accesso o meno di nuovi utenti, esclude alcuni utenti, fornisce criteri per la riservatezza e permette la connessione fra la rete gestita e le altre reti. Esiste una persona chiamata amministratore di rete, che è l'unico in grado di accedere al programma grazie ad una password. Gli accessori/software di rete sono di norma la posta elettronica e la gestione delle stampanti.

5 ESTENSIONI DI RETE I vari tipi di rete più utilizzati oggi giorno sono: LAN (Local Area Network) WAN (Wide Area Network) MAN (Metropolitan Area Network) INTERNET NETWORK La LAN, o più semplicemente RETE LOCALE, è una tipologia di rete informatica contraddistinta da un estensione territoriale non superiore a qualche chilometro. Di solito, una rete LAN, viene utilizzata nelle abitazioni, o negli edifici adiacenti tra loro. La MAN, o più semplicemente RETE METROPOLITANA, è una tipologia di rete, con un estensione limitata a perimetro metropolitano. Storicamente le MAN sono nate per fornire servizi di tv via cavo alle città dove c'era una cattiva ricezione terrestre. La WAN, o più semplicemente RETE GEOGRAFICA, è una tipologia di rete informatica, avente un estensione territoriale

6 pari ad una regione geografica, e quindi superiore sia alla LAN che alla MAN. Molte WAN sono private, e connettono fra loro più LAN e MAN. La rete Internet Network, invece, contiene tutte le reti e viene definita come Rete Globale. COLLEGAMENTI UTILIZZATI PER TRASMETTERE I DATI NELLA RETE La trasmissione dei dati in una rete, può avvenire attraverso due tipi di collegamenti: Collegamenti fisici (cavi) Collegamenti senza fili (wireless) I cavi più utilizzati sono: doppino telefonico, cavo coassiale e cavo in fibra ottica. Per doppino telefonico, si intende la coppia di fili di rame che viene utilizzata per la trasmissione delle comunicazioni telefoniche e dati. Un cavo coassiale, ha al suo centro un singolo conduttore di rame. Un tipico esempio di cavo coassiale, è il cavo dell'antenna per utilizzo televisivo. Le fibre ottiche, sono filamenti di materiali vetrosi, realizzati in modo da poter condurre la luce. Ogni singola fibra ottica è composta da due strati: quello centrale viene

7 chiamato core, mentre la parte esterna cladding. La differenza tra il core e il cladding sta nell'indice di rifrazione. Ciò che si vuole ottenere per la trasmissione, e che esista un angolo preciso in modo tale da ottenere un raggio che colpisca il segnale. Esistono due tipi di fibre ottiche: multimodali e monomodali. Nel multimodale ci sono angoli diversi da utilizzare per il raggio. Nel monomodale il percorso è unico ed quasi rettilineo. Nella multimodale, inoltre, possono viaggiare più segnali aventi angoli diversi. In figura le varie tipologie di cavi ELETTRONICA E TELECOMUNICAZIONI STRUTTURA DI UN SISTEMA TELEPROCESSING Dopo aver visto i vari tipi di rete e i vari tipi di collegamento, possiamo analizzare la trasmissione vera e propria. Per poterci collegare ad internet, innanzitutto, dobbiamo avere a disposizione un computer, una linea telefonica e un modem. I dati all'interno di un elaboratore transitano sotto forma digitale.

8 Per transitare su una rete di trasmissione, devono essere adattati alle caratteristiche di trasmissione del mezzo di propagazione, e devono essere manipolati in modo tale da rendere massima la loro immunità al rumore. IL MODEM Il computer, accede alla linea attraverso un dispositivo che funge da modulatore e da demodulatore: il MODEM. Questo componente, infatti, funziona da modulatore delle caratteristiche del segnale che va dal computer alla linea, e da demodulatore del segnale che arriva dalla linea al computer. TIPI DI TRASMISSIONE La trasmissione dei bit può avvenire in modo seriale o parallelo. Se parla di trasmissione parallela, quando, ad esempio, vogliamo collegare un DTE ad una stampante, poiché i dati all'interno del computer vengono gestiti in modo parallelo. Per la trasmissione seriale, invece, possiamo fare riferimento ad un collegamento tra un DTE e una stampante distante, che genererebbe attenuazioni del rumore. Si ricorre quindi alla serializzazione dei dati per far sì che i bit vengano inviati in un unico filo. La trasmissione può essere suddivisa in Sincrona e Asincrona: Trasmissione Sincrona: Il problema fondamentale nella trasmissione di tipo seriale è la sincronizzazione. Questa operazione consiste nel mettere in fase i due terminali che devono colloquiare tra loro. Il modem del terminale trasmittente, emette segnali con una certa frequenza. Il modem del terminale ricevente deve essere dotato di un clock avente la stessa frequenza di quella trasmittente per interpretare con esattezza i dati seriali che arrivano. La trasmissione sincrona risulta più veloce rispetto a quella

9 asincrona perché il flusso di dati è continuo. Schema a blocchi di una trasmissione seriale sincrona Trasmissione Asincrona: Nella trasmissione asincrona, ogni byte serializzato viene trasmesso con il proprio segnale di sincronizzazione. Si effettua quindi la sincronizzazione all'invio di ogni carattere. Ogni byte è contornato da due segnali che avvisano il ricevente del suo arrivo. Essi prendono il nome di bit di start e bit di stop. I terminali asincroni sono meno costosi dei sincroni, ma per contro sono meno veloci. TIPI DI ESERCIZIO Il tipo di esercizio si deve stabilire in base al tipo di collegamento tra i due computer. Da questo punto di vista sono possibili tre tipi di collegamento: Simplex, Half Duplex e Full Duplex. Simplex: La comunicazione avviene in un solo senso di trasmissione. Quindi il ricevitore DTE1 trasmette e l'altro DT2 riceve. Half-Duplex: La comunicazione può avvenire nei due sensi, ma in tempi alternati, utilizzando una sola linea (doppino telefonico). Full-Duplex: Questo tipo di esercizio, consente la comunicazione nei due sensi di trasmissione in contemporanea. In altri termini, 2 DTE hanno la possibilità di trasmettere e ricevere nello stesso tempo. TIPI DI RETE Uno scambio di dati tra elaboratori può essere generalmente effettuato tramite diversi tipi di rete.

10 Rete commutata: E' il normale collegamento che avviene tra due apparecchi telefonici, quando un utente compone il numero di un altro utente. Il vantaggio di questa rete è la capillarità, cioè la possibilità di raggiungere un qualsiasi punto dotato di una presa telefonica. Rete dedicata: Si può chiamare anche affittata. La comunicazione viene assicurata da un doppino della rete telefonica, messo in collegamento fisso, cioè che non passa dalla centrale. I vantaggi di questa rete sono rappresentati dalla stabilità e dall'assenza dei disturbi. Rete ADSL: Tale rete utilizza il doppino telefonico, e trasforma una semplice linea telefonica analogica, in una linea digitale, tramite il modem ADSL. Schema di funzionamento di una rete ADSL TIPI DI COLLEGAMENTO I tipi di collegamento più utilizzati sono fondamentalmente tre: Punto-Punto su linea commutata: Permette di collegare solo 2 utenti alla volta, utilizzando il doppino telefonico. Il tipo di esercizio normalmente utilizzato è l'half-duplex, con velocità massima di 2400 bit/sec. Punto-Punto su linea dedicata: Il vantaggio di questo tipo di collegamento consiste nell'eliminazione del rumore di commutazione e nella maggiore velocità di trasmissione rispetto alla linea commutata. Multipunto su linee dedicata o private: Consente di collegare un certo numero di DTE, contemporaneamente, ad un elaboratore master. CLASSIFICAZIONE DEI MODEM Nel campo della trasmissione dati, normalmente, la linea più diffusa è quella pubblica o telefonica, che può essere a banda

11 limitata oppure a banda illimitata. Banda Limitata: In questo caso, si parla di linee commutate e dedicate, le quali permettono la trasmissione di segnali compresi all'interno della banda lorda, e di conseguenza i segnali di informazione in forma binaria, devono essere convertiti in segnali analogici. Per effettuare questa operazione, vengono utilizzati i modem fonici. Banda illimitata: In questo caso, si parla di linee private che permettono il collegamento diretto tra 2 DTE a breve distanza. I segnali di informazione in forma digitale, non richiedono un particolare processo di conversione analogicodigitale. I modem che vengono impiegati in questi casi vengono chiamati modem in banda base.