Reti di elaboratori HW. Sezione 4 Unità 1

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1 Reti di elaboratori HW Sezione 4 Unità 1 1

2 Contenuto dell'unità Le basi delle reti Classificazione delle reti L'hardware delle reti I mezzi trasmissivi Cenni sulle reti e l'azienda 2

3 Reti di calcolatori Una rete informatica (di calcolatori) è formata da una serie di elaboratori (host) interconnessi tramite delle linee. Gli host si scambiano informazioni codificate sotto forma di dati digitali. La codifica è indispensabile per poter elaborare e trasferire l'informazione. 3

4 Emittente ricevente Si distinguono due ruoli l'emittente dell'informazione e il ricevente. 4

5 Classificazione sulla base dell'instradamento Anycast Unicast Multicast Broadcast Quanti sono destinatari? Attraverso quali strade vengono raggiunti? 5

6 Classificazione su base dell'estensione 6

7 PAN LAN Personal area network : Reti con grandezze del metro come collegamenti wireless tra mouse e pc o un pacemaker Local Area Network Distanza massima 1 km: ad esempio reti scolastiche o interne a un'azienda 7

8 MAN MAN (Metropolitan Area Network) -- Una rete di calcolatori che serve un'area estesa approssimativamente quanto una città. 8

9 WAN WAN (Wide Area Network) -- Qualsiasi rete di calcolatori che copra un'area più larga di una singola città. 9

10 Classificazione sulla base della Topologia geometrica Rappresenta la configurazione geometrica dei collegamenti tra i vari componenti della rete 10

11 Stella e Stella gerarchica 11

12 Anello (unidirezionale) La topologia ad anello prevede di collegare ogni sistema al sistema successivo con un mezzo trasmissivo puntopunto e di collegare l'ultimo sistema al primo 12

13 Bus La topologia a bus richiede un mezzo trasmissivo intrinsecamente bidirezionale, cioè che ammetta la propagazione del segnale in entrambe le direzioni. Il bus è un mezzo trasmissivo broadcast in cui quando un sistema trasmette tutti gli altri ricevono simultaneamente. 13

14 Maglia La topologia magliata prevede di interconnettere i sistemi con canali trasmissivi punto-punto bidirezionali, formando uno o più anelli. Se è prevista la connessione di ogni sistema con tutti gli altri si parla di maglia completa, in caso diverso di maglia incompleta. 14

15 Classificazione sulla base dell'interazione tra host In funzione delle esigenze specifiche l approccio nella distribuzione delle risorse in una LAN può essere peer-to-peer o client-server vediamo alcune definizioni: Server: i computer che mettono a disposizione risorse condivise agli utenti della rete. Client: computer che accedono attraverso la rete alle risorse condivise fornite da un server. 15

16 Ambienti Peer-to-peer In un architettura di questo tipo tutti i computer della rete sono alla pari e fungono sia da client che da server. Non esiste una gerarchia tra di essi e nessuno di essi svolge all interno della rete una funzione dedicata. 16

17 Ambienti basati su server I server mettono a disposizione tutte le risorse di rete necessarie e possono in caso di carico di lavoro elevato anche essere dedicati a svolgere una singola mansione I client usufruiscono delle risorse 17

18 Mezzi trasmissivi Per realizzare le tipologie di rete precedentemente elencate (LAN, MAN e WAN) è necessario collegare fisicamente gli elaboratori e le apparecchiature di rete mediante opportuni mezzi trasmissivi. La varietà di mezzi trasmissivi oggi disponibili è notevole, e la scelta determina diverse possibili tipologie di impiego nonché un'ampia gamma di velocità di trasmissione: da poche centinaia di bit al secondo (b/s) a miliardi di bit al secondo(gb/s). 18

19 LA TRASMISSIONE DELLE INFORMAZIONI (codifica) Come è noto, la trasmissione delle informazioni in forma digitale, cioè la cosiddetta trasmissione dati, richiede innanzitutto la codifica di tali informazioni in termini di bit. Esempi di codifiche è la tabella ASCII per i caratteri alfanumerici 19

20 Trasmissione del dato codificato I dati digitali così ottenuti vengono poi trasmessi associando ogni bit ad un fenomeno fisico che può essere riprodotto a distanza attraverso il mezzo trasmissivo utilizzato. 20

21 Tipologie di Mezzi trasmissivi I mezzi trasmissivi utilizzati nelle reti di calcolatori si suddividono attualmente in tre categorie, in base al tipo di fenomeno fisico utilizzato per la trasmissione dei bit Elettrici Ottici Elettromagnetici 21

22 Mezzi elettrici sono i mezzi trasmissivi classici del passato, che sfruttano la proprietà dei metalli di condurre l'energia elettrica. Per trasmettere i dati si associano ai bit particolari valori di tensione o di corrente, o determinate variazioni di tali grandezze. Le reti (Davide Zedda) 22

23 Mezzi ottici laser e fibre ottiche, in cui il fenomeno fisico utilizzato è la luce. Si tratta dei mezzi trasmissivi più recenti, che hanno rivoluzionato il settore delle telecomunicazioni. 23

24 Onde radio (detti mezzi "wireless"): In essi, il fenomeno fisico utilizzato è l'onda elettromagnetica, che ha la proprietà di propagarsi nello spazio (anche nel vuoto!!) e di riprodurre a distanza una corrente elettrica in un dispositivo ricevente (antenna). 24

25 Cavi coassiali (elettrico) Thin ethernet Thick ethernet 25

26 Doppino (RJ45) (elettrico) UTP (Unshielded Twisted Pair) Screened, FTP (Foiled Twisted Pair) o S-UTP 26

27 Fibre ottiche (ottico) 27

28 Principio di funzionamento 28

29 Fibre mono/multimodali 29

30 Vantaggi delle fibre ottiche - totale immunità da disturbi elettromagnetici, non impiegando materiali conduttori, e trasportando particelle (fotoni) elettricamente neutri; - alta capacità trasmissiva: sono operative fibre ottiche a 10 Gb/s; - bassa attenuazione: alcuni decimi di db/km; - dimensioni ridottissime e costi contenuti. 30

31 Wireless Le radiazioni elettromagnetiche si propagano sotto forma di onde Il numero di oscillazioni al secondo è la frequenza e si misura in Hz La distanza tra due massimi successivi è detta lunghezza d'onda 31

32 Lunghezza d'onda e frequenza Detta c la velocità della luce f la frequenza Periodo T=1/f (tempo durante il quale l'onda percorre una distanza uguale a λ) Lunghezza d'onda λ=c/f 32

33 33

34 Caratteristiche in trasmissione Persistenza: la possibilità di superare ostacoli Direzionalità: capacità di essere orientate Ampiezza di banda Distanza efficace per la trasmissione 34

35 Bus 35

36 L Hardware delle reti l hub Gli collegati in lan posseggono tutti un scheda di rete ad esempio una ethernet 10/100/1000Mbit L hub o concentratore viene utilizzato in un rete locale per connettere i computer attraverso le loro schede di rete. 36

37 Hub 37

38 Switch Sono dei bridge multi-porta realizzazione in hardware dell algoritmo molto veloci Il vantaggio fondamentale dello switch rispetto all hub è che lo switch legge l indirizzo Mac e trasmetterà i pacchetti solo alla stazione destinataria e non a tutte le altre riducendo la probabilità di collisione. 38

39 Switch vs Hub 39

40 Anello logico (Token Ring) 40

41 Anello geometrico 41

42 Router Sono gli oggetti più idonei ad interconnettere due o più LAN 42

43 Access point Ha la stessa funzione dello switch, ma utilizza il mezzo elettromagnetico. In questo caso si parla di Wireless Lan (WLAN) 43

44 LAN WLAN e miste 44

45 Reti aziendali Possono essere molto differenti l'una dall'altra ma hanno in comune una separazione netta tra la reti interna (intranet) e la rete esterna (Internet tipicamente) Il firewall separa la zona privata da quella pubblica 45