Capitolo 15 Reti di calcolatori e sistemi distribuiti

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1 Capitolo 15 Reti di calcolatori e sistemi distribuiti

2 Indice Mezzi e tecniche di trasmissione dati Cavi in rame Fibre ottiche Onde radio e sistemi wireless Modulazione e demodulazione Reti di calcolatori Reti geografiche e locali Topologia delle reti Struttura dei messaggi e dei pacchetti Protocolli di comunicazione I livelli ISO-OSI Apparati di rete Sistemi distribuiti Architetture client/server Architetture peer-to-peer

3 Mezzi e tecniche di trasmissione dati

4 Trasmissione dei dati Consente di collegare calcolatori e periferiche Principali mezzi per la trasmissione dei dati cavi in rame fibre ottiche onde elettromagnetiche Parametri più significativi velocità di trasmissione (bit per second, o bps) Kbps (1000 bps) Mbps (1000 Kbps) Gbps (1000 Mbps) Tbps (1000 Gbps). distanza di trasmissione, da poche decine di metri a migliaia di chilometri

5 Cavi in rame: due categorie Coassiale simile a quello utilizzato per la televisione primo cavo transatlantico nel 1956 (36 telefonate) resiste alle interferenze elettromagnetiche (fulmini,...) poco flessibile si usura facilmente difficile da installare Doppino simile a quello utilizzato per il telefono meno costoso più flessibile e più facile da installare più soggetto ad interferenze esterne

6 Cavi in rame: due categorie Esempio di doppino telefonico e di cavo coassiale.

7 Fibre ottiche Filamenti vetrosi immuni ai disturbi atmosferici flessibili primo cavo transatlantico nel 1988 (40000 telefonate contemp.) Due strati core: mezzo trasparente che trasporta il segnale cladding: strato esterno, costringe l onda a seguire il percorso della fibra diametro < 0.5 mm

8 Sistemi wireless Tecnologia Frequenza Note Onde radio < 3 GHz tecnologia più diffusa può coprire ambienti eterogenei Microonde 3 GHz 300 GHz fasci direzionali senza dispersione collegano di edifici vicini Infrarossi 300 GHz 428 THz collegano dispositivi visibili lenti e ormai in disuso Luce visibile (laser) 428 THz 749 THz fasci direzionali senza dispersione sensibile agli eventi atmosferici

9 Tecnologie radio nei sistemi wireless WiFi raggio di azione di circa 100 metri velocità fino a 54 Mbps WiMAX raggio di azione di 50 km velocità fino a 70 Mbps Rete satellitare velocità di parecchi Gbps banda venduta in tagli da 640 Kbps GSM velocità basse: 14.4 kbps GPRS 57.6 kbps in download 28.8 kbps in upload UMTS velocità massima di 384 kbps UMTS2: 1.8 Mbps UMTS2+: 3 Mbps

10 Confronto tra tecnologie wireless

11 Modulazione e demodulazione Modem trasforma bit (segnale digitale) in suoni (segnale analogico)

12 Modulazione in frequenza Il segnale ha in assenza di dati una singola frequenza linea telefonica tradizionale: 1700 Hz Modulazione in frequenza: trasforma la forma d onda in una frequenza più alta (2100 Hz) sinusoide più stretta o più bassa (1300 Hz), sinusoide più larga

13 Tecnologie DSL Tecnologia Descrizione Coppie di fili Distanza massima Velocità massima ADSL Asymmetric DSL km 8 Mbps download 1 Mbps upload ADSL2+ Estensione dell ADSL 1 24 Mbps download 3.5 Mbps upload HDSL High-bit-rate DSL 2 4 km 2 Mbps SHDSL VDSL Symmetric High-bitrate DSL Very High-bit-rate DSL 1 4 km 2 Mbps m 1.5 km 52 Mbps download 12 Mbps upload

14 Confronto tra tecnologie DSL

15 Reti di calcolatori

16 Reti geografiche e locali LAN (Local Area Network) o reti locali collega computer nella stessa stanza o edificio velocità di trasferimento dei dati molto elevata. MAN (Metropolitan Area Network) copre un area corrispondente ad un intera città elevata velocità di trasferimento. WAN (Wide Area Network) o reti geografiche collega città diverse e nazioni diverse Internet è la più estesa tra le reti geografiche

17 Struttura gerarchica delle reti

18 Reti di accesso e dorsali

19 Reti di accesso e dorsali Rete di accesso Rete di dorsale Molti collegamenti (anche milioni) Pochi collegamenti Bassa velocità ( Mbit/s) Alta velocità ( Gbit/s) Brevi distanze (< 50 km) Lunghe distanze (> 50 km)

20 Topologia delle reti

21 Struttura di messaggi e pacchetti

22 Routing dei pacchetti Host sorgente Nodo A Nodo C Nodo D Nodo B Nodo E Host destinazione

23 Protocolli di comunicazione

24 Organizzazione su livelli 7 Application Application 7 6 Presentation Presentation 6 5 Session Session 5 4 Transport Transport 4 3 Network Network 3 2 Data Link Data Link 2 1 Physical media Physical media 1

25 Livelli ISO-OSI Livello applicazione vari servizi telematici Livello presentazione conversione dei formati Livello sessione apertura e chiusura dialogo Livello trasporto segmentazione file in pacchetti Livello rete routing Livello collegamento dati controllo correttezza pacchetti Livello fisico aspetti hardware-software legati ai dispositivi di comunicazione Protocolli end-to-end Protocolli di accesso alla rete

26 Incapsulamento dei dati 7 Application Dati 6 Presentation Dati 5 Session Dati 4 Transport Dati 3 Network Dati 2 Data Link Dati 1 Physical media Dati Trasmissione su cavo o wireless

27 Trasferimento file con ISO-OSI

28 Apparati di rete Hub (livello1): ripetitore di segnale replica i bit in ingresso su tutte le interfacce di uscita Bridge/Switch (livello2): ripete i bit verso una interfaccia bridge connette due reti switch collega un numero maggiore di reti. Router (livello 3): connette reti con tecnologie diverse Proxy (livello 4): può analizzare i dati in transito esempio: antivirus, sistemi di autenticazione, caching Gateway (livello 7): interfaccia tra protocolli diversi esempio: web mail

29 Sistemi distribuiti

30 Architeture client/server server client

31 Architetture peer-to-peer

32 Architettura a 2 livelli

33 Architettura a 3 livelli

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