URFING and SAILING. nternet on board

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1 ROWSING, URFING and SAILING nternet on board 1

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3 SOMMARIO COS È IL WEBBOAT?... 4 COSA FA IL WEBBOAT?... 4 Trasmissione dati... 7 INTERNET... 8 LE RETI MOBILI G... 9 GPRS... 9 EDGE G...10 Gli standard 3G...10 UMTS (W-CDMA)...11 CDMA TD-SCDMA...11 Wideband CDMA G...11 LTE...12 Caratteristiche...13 ANTENNE DIVERSITY LE RETI WI-FI Le Antenne WI-FI...17 Certificazione...17 Classi...17 Aspetti positivi e negativi delle reti WI-FI...18 Comodità...18 Svantaggi tecnici...18 Riservatezza...18 LA RETE ETHERNET E I SUOI TERMINI LAN...19 WAN...19 Ethernet...19 RJ MAC ADDRESS TCP/IP IP TCP...21 Subnet Mask...21 Gateway...21 DNS...21 DHCP ISP APN Access Point Name

4 COS È IL WEBBOAT? Le tecnologie incentrate sulla comunicazione sono sempre più protagoniste della nostra vita quotidiana: ci permettono di rimanere in contatto con i nostri affetti, di seguire ogni tipo d interesse e di restare connessi con il mondo. Grazie alla loro facilità di fruizione sono ormai entrate a far parte delle nostre abitudini quotidiane. Anche in mare è quindi fondamentale la loro presenza. WeBBoat nasce per permetterci di godere dei vantaggi della tecnologia quando siamo in barca: sarà così possibile restare sempre collegati a Internet, passare piacevolmente il tempo navigando sui Social, guardare video in streaming e tanto altro. WeBBoat vi offre una connessione Internet sicura, veloce ed economica grazie alle tecnologie 3G/4G e WI-FI. COSA FA IL WEBBOAT? Tanti sono i fattori che possono causare dei blocchi o delle interruzioni di connessione quando siete in barca: immaginate le dimensioni ridotte dell antenna del vostro cellulare, immaginate le schermature che si creano all interno dell imbarcazione, pensate alla pioggia che può attenuare il segnale quando siete in cabina, gli alberi delle vele in continuo movimento quando siete in porto o anche la distanza che vi separa dal trasmettitore 4G o dalla rete WI-FI della Marina. WeBBoat riesce a evitare e a risolvere qualunque tipo di problema di connessione. Con le sue grandi antenne, in una posizione alta e libera, riceve sempre il segnale WI-FI e 3G/4G/GPRS/UMTS fino a circa 20 miglia dalla costa e quando siete in porto, vi garantisce un raggio più ampio e stabile del segnale WI-FI connettendosi a tutte le reti vicine a voi (ad esempio un ristorante, la Marina, un negozio di accessori etc.) scegliendo sempre la rete con il segnale più forte. In più anche i costi di connessione saranno ottimizzati grazie al passaggio tra WI-FI e 4G: quando si esce dalla zona del porto il WeBBoat passa automaticamente dal WI-FI al 4G e viceversa al rientro. Non solo, il risparmio è ulteriore perché tutti a bordo possono condividere il segnale 4G o WI-FI eliminando o riducendo i costi di roaming. 20 MILES 10 MILES ANTENNA Caroline II 4

5 Vediamo ora le strutture principali del webboat: Quello che segue è lo schema di principio base del webboat IT1004; il modello IT1003 si differenzia solo dal fatto che la comunicazione verso la rete GSM è 3G invece che LTE. 4G 3G UMTS 2G GPRS segnale segnale dal porto, marina, ecc antenne 4g diversity da 700 mhz a 2,7 ghz ANTENNA wi-fi router 3g/4g/wi-fi SIM SLOT ESTERna per doppia sim SIM hot spot wi-fi access point PCS smartphones tablets Quando è necessario realizzare un network con barche di maggiori dimensioni o in metallo, bisogna modificare l impianto come segue: access point1 access point 2 access point 4 access point 3 utilizzare al massimo 4 access point 5

6 SCHEMA ESTESO WEBBOAT IT 1004 COMMUTAZIONE AUTOMATICA LTE 4G HOSTS 4G 3G CAVO ETHERNET GLOMEX itsw001 switch 4 uscite fino a 4 access point - itap001 CAVO ETHERNET ESTERNO DELLA BARCA GLOMEX ITAP001 GLOMEX ITAP001 interno della barca GLOMEX ITAP001 PC GLOMEX ITAP001 6

7 Trasmissione dati Nell uso quotidiano si utilizzano varie tecnologie per lo scambio di dati, tra queste vediamo quelle che si possono usare in ambito marino e il loro campo di applicazione. Sostanzialmente possiamo elencare una serie di tecnologie wireless che permettono di comunicare a distanze e velocità differenti, offrendo diverse prestazioni in base ai vari scopi prefissati. GPRS/UMTS/LTE Decine di KM Centinaia Kb/s decine di Mb/s in base alla distanza MOBILE LAN WI-FI IEE CENTINAIA DI Metri >10 MB/S WIDE AREA NETWORK WIRELESS LAN WLAN RETE INTERNA BARCA cablata o con tecnologia wifi RETE LAN A BORDO GPRS/UMTS/LTE Decine di Km Centinaia Kb/s WIDE AREA NETWORK MOBILE LAN WI-FI IEE CENTINAIA DI Metri >10 MB/S WIRELESS LAN WLAN BLUETOOTh < 10 metri =1 Mb/s PERSONAL AREA PAN 7

8 Date le diverse prestazioni, sceglieremo quindi la tecnologia migliore in base a dove e come avremo bisogno di connetterci. APPLICAZIONI eliminazione DEI CAVI MENO SMS ACCESSO WEB VOIP DOWNLOAD BLUETOOTH video stream video ON DEMAND CASA, UFFICIO. ADSL AREE PUBBLICHE WI-FI LAN CITTà e sobborghi UMTS LTE GPRS NAZIONE più GSM 10 kbit/s 100 kbit/s 1 mbit/s 10 mbit/s 100 mbit/s 1 gbit/s Il webboat utilizza parte di queste tecnologie per garantire una connessione Internet che sia in grado di rispondere ad ogni esigenza: inviare mail, accedere al web, comunicare attraverso VoIP, fare download, vedere video in streaming. In futuro, con il completamento della rete LTE (in fase di realizzazione), sarà possibile anche il VOD (Video On Demand). INTERNET Internet (dall inglese interconnected networks, ovvero reti interconnesse ) è la rete mondiale di reti di computer ad accesso pubblico. Attualmente rappresenta il principale mezzo di comunicazione di massa che offre all utente diversi servizi e un ampia serie di contenuti informativi. Si tratta di un interconnessione globale tra reti informatiche di natura ed estensione diversa, resa possibile da una suite di protocolli di rete comune chiamata TCP/IP. L avvento e la diffusione di Internet e dei suoi servizi, hanno rappresentato una vera e propria rivoluzione tecnologica e sociologica dagli inizi degli anni Novanta (assieme ad altre invenzioni quali i telefoni cellulari e il GPS), nonché uno dei motori dello sviluppo economico mondiale nell ambito dell Information and Communication Technology (ICT). 8

9 LE RETI MOBILI Analizziamo ora le tecnologie utilizzate partendo da quelle telefoniche. 2G 2G è un abbreviazione usata nell ambito della telefonia cellulare per indicare le tecnologie di seconda generazione. La differenza principale fra le reti di prima e quelle di seconda generazione è che quest ultime sono completamente digitali. Ciò ha permesso la completa cifratura delle trasmissioni via etere che previene intercettazioni illegali, un migliore utilizzo dello spettro radioelettrico e la possibilità di usufruire di servizi dati (come gli SMS). GPRS L evoluzione dei sistemi 2G ha portato allo standard GPRS (General Packet Radio Service) che migliora il supporto per la trasmissione dati introducendo la commutazione di pacchetto. Cosa consente di fare il GPRS? Il GPRS è ormai una tecnologia datata e la navigazione Internet tramite GRPS è piuttosto lenta, è di fatto limitata ai soli siti con tecnologie obsolete di prima generazione. Tramite GPRS infatti risulta difficile anche l utilizzo di applicazioni Android e iphone che necessitano della connessione Internet, come quelle di messaggistica istantanea (per esempio Whatsapp). EDGE EDGE è l acronimo di Enhanced Data rates for GSM Evolution e consiste in un tipo di trasferimento di dati tre volte più veloce rispetto al GPRS, grazie a una modulazione di segnale più efficiente che permette di unire diversi canali GPRS in parallelo. Viene anche detta generazione 2.75G perché si pone come passaggio intermedio tra il GPRS (2.5G) e la terza generazione (3G). Anche l EDGE è una tecnologia datata e la navigazione Internet è piuttosto lenta, ma a differenza del GPRS risulta ancora accettabile. 9

10 Cosa consente di fare l EDGE? Con la connessione EDGE si può utilizzare un maggior numero di applicazioni che richiedono la connessione Internet. Sono inoltre introdotte nuove funzionalità: il trasferimento dei dati tramite FTP, le videochiamate su reti GSM e il P2P (peer-to-peer) per la condivisione dei file. Che velocità raggiunge l EDGE? La rete EDGE consiste in un GPRS migliorato in termini di velocità di trasferimento di dati. Può portare una larghezza di banda fino a kbps con 4 time slot (letteralmente fessure temporali), circa 4 volte superiore al GPRS, e fino a 473 kbps (supponendo di utilizzare tutti e 8 gli slot). Nella pratica le velocità sono differenti da quelle teoriche appena indicate e possono variare in un range di kbps. Tecnologia Velocità teorica (download) Velocità effettiva GPRS 57,6 Kbps Kbps EDGE Kbps Kbps I fattori che limitano EDGE sono gli stessi del GPRS: 1) La distanza dalla stazione radio base. La velocità di trasmissione dati decresce via via che aumenta la distanza dalla stazione base radio (tale distanza influisce anche sul tipo di decodifica utilizzato). A differenza del GPRS, che utilizza 4 tipi di decodifica (da CS-1 a CS-4), la rete EDGE ne utilizza 9 (MCS-1 la più lenta, MCS-9 la più veloce). Questo vuol dire che in aree densamente popolate, come le grandi città, coperte da una fitta rete di celle radio, le velocità saranno generalmente più elevate rispetto alle zone rurali. 2) Il numero di utenti collegati per cella. Maggiore è il numero di utenti connessi, più lenta è la connessione. In determinate fasce di orario (ad esempio prima di cena) il servizio EDGE è più lento. La velocità dipende anche dal numero di time slot utilizzati all interno del time frame TDMA (cornice temporale). Maggiore è il numero di time slot, maggiore è la velocità possibile. 3G 3G (sigla di 3rd Generation), è un abbreviazione usata nell ambito della telefonia cellulare per indicare le tecnologie di terza generazione. La differenza principale fra le reti di seconda e quelle di terza generazione, è che quest ultime utilizzano lo spettro in maniera più efficiente attraverso l accesso multiplo alla banda di frequenza che consente lo scambio di dati a velocità superiori. Questa tecnologia permette il trasferimento di dati sia di tipo voce (telefonate digitali), che di tipo non-voce (download da Internet, invio e ricezione di mail e instant messaging). 10 Gli standard 3G Le tecnologie 3G sono basate sulle specifiche ITM-2000 emanate dall ITU: originariamente pensato per essere uno standard univoco e unificato a livello mondiale, il 3G è stato in realtà implementato in quattro differenti standard.

11 UMTS (W-CDMA) Lo standard UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), basato sulla modulazione W-CDMA in onde radio, è lo standard prevalente nei paesi dove viene usato il GSM (la maggioranza di quelli europei). Offre una velocità di trasmissione dati di 7.2 Mbit/s con dispositivi HSDPA e 21 Mbit/s con dispositivi HSDPA+. CDMA 2000 Altro significativo standard 3G è il CDMA 2000, un evoluzione dello standard CDMA IS-95 sviluppato in ambito 2G. Gli operatori che hanno installato reti basate su tale standard sono prevalentemente in America, Giappone e Corea del Sud. Le velocità di trasmissione dati offerte dallo standard vanno da 144 kb/s fino a oltre 3 Mb/s. TD-SCDMA Si tratta di uno standard meno noto, sviluppato in Cina dalla Datang e dalla Siemens AG. Wideband CDMA Le velocità di trasmissione dati offerte dallo standard vanno da 384 kb/s fino ad 2 Mb/s: se usato in una WAN, il protocollo consente velocità di 384 kb/s, mentre raggiunge 2 Mb/s con una LAN. Cosa consente di fare il 3G? L introduzione delle reti 3G ha fatto sì che si potesse accedere a tutta la serie di servizi a cui siamo abituati oggi (smartphone, tablet e chiavette Internet). I servizi sono gli stessi offerti dalla connessione EDGE: videochiamate, MMS e navigazione web, ma è la qualità a fare la differenza. Grazie alle velocità decisamente superiori rispetto a GPRS/EDGE si possono vedere video su Youtube senza attendere tempi per il caricamento, le videochiamate sono esenti da fastidiosi rallentamenti e la navigazione non è vincolata o limitata ai siti in versione mobile o alle applicazioni (è possibile navigare tramite il telefono anche sui siti in versione desktop, caricando con buona velocità anche le pagine ricche di contenuti, script e immagini). Che velocità raggiunge il 3G? Purtroppo la rapida crescita del traffico mobile (che raddoppia ogni anno), contribuisce a ridurre le velocità medie e, secondo le statistiche, quando il servizio avrà diffusione massima le velocità si ridurranno a oscillare fra 500 Kbps e 1,5 Mbps. 4G Nell ambito della telefonia mobile con il termine 4G (acronimo di 4th Generation) si indicano le tecnologie e gli standard di quarta generazione successivi a quelli di terza generazione, che permettono applicazioni multimediali avanzate e collegamenti dati con elevata velocità di trasferimento. 11

12 LTE Nasce come nuova generazione per i sistemi di accesso mobile a banda larga (Broadband Wireless Access) e, dal punto di vista teorico, fa parte del segmento Pre-4G, collocandosi in una posizione intermedia fra le tecnologie 3G (come l UMTS), e quelle di quarta generazione pura (4G) ancora in fase di sviluppo. Nonostante ciò, con l intento di porre fine alla confusione tra l utilizzo in marketing del termine 4G e la vera classificazione come 4G, l ITU ha recentemente deciso di applicare il termine 4G anche all LTE. Un obiettivo dell LTE è quello di promuovere l uso della banda larga in mobilità, sfruttando l esperienza e gli investimenti effettuati per le reti 3G e anticipando i tempi rispetto alla disponibilità degli standard 4G. Va ricordato che gli standard 4G prevedono di raggiungere velocità di connessione wireless anche superiori al 1 Gb/s. LTE può funzionare su diverse bande di frequenza. In particolar modo nella UE sono utilizzate le seguenti bande: banda di frequenza 800 MHz banda di frequenza 900 MHz banda di frequenza 1800 MHz banda di frequenza 2600 MHz Mentre negli USA sono usate le seguenti bande: banda di frequenza 700 MHz banda di frequenza 900 MHz banda di frequenza 1900 MHz banda di frequenza 2600 MHz Nota per l Europa: la banda di frequenza 800 MHz deriva dagli ex canali televisivi UHF (che occupavano la banda da 790 a 862 MHz), liberatisi quando tutti gli stati europei sono passati al digitale terrestre. Il sistema LTE può disturbare la ricezione dei canali televisivi, quindi negli impianti che non sono già predisposti in origine (Filtro LTE di Glomex - codice LTEF001), sarà necessario montare un apposito filtro nella linea di antenna TV. 12

13 Caratteristiche LTE è parte integrante dello standard UMTS, ma prevede numerose modifiche e miglioramenti fra cui: utilizzo della modulazione OFDM per il downlink e Single-Carrier FDMA per l uplink (al posto del W-CDMA dell UMTS); efficienza di trasmissione dati 3 volte superiore alla più evoluta versione dell UMTS, ovvero l HSPA; con velocità di trasferimento dati al bordo della cella da 2 a 3 volte superiori all UMTS/HSPA ; velocità di trasferimento dati in download fino a 326,4 Mb/s; velocità di trasferimento dati in upload fino a 86,4 Mb/s; RTT (Round Trip Time) inferiore ai 10 ms (contro i 70 ms dell HSPA ed i 200 ms dell UMTS); utilizzo di un minimo di 1,25 MHz ed un massimo di 20 MHz di banda per ciascun utente con ampia flessibilità (contro i 5 MHz fissi del W-CDMA); applicabilità flessibile a diverse bande di frequenza, incluse quelle del GSM, dell UMTS- WCDMA e di nuove bande a 2,6 GHz, e con possibilità di aggiungere nuove bande nel tempo a seconda delle necessità; Ottimo supporto in mobilità. Sono state registrate elevate prestazioni fino a 350 km/h, o addirittura sino ai 500 km/h, a seconda della banda di frequenza usata. A differenza dell HSPA e dell HSPA Evolution (HSPA+), che utilizzano la stessa copertura radio della rete UMTS, nel caso dell LTE è necessario predisporre una copertura radio dedicata, realizzando di fatto una nuova rete aggiuntiva a quella dell UMTS, o di qualsiasi altro sistema di accesso cellulare, come il GSM, il CDMA2000 e così via. Velocità massima in download Velocità massima in upload Latenza (espressa in ms) Metodo di trasmissione SC-FDMA WCDMA UMTS HSPA 2G HSDPA+ 3G LTE 4G LTE Advanced 384 kb/s 14 Mb/s 42 Mb/s 326,4 Mb/s 3,3 Gb/s 128 kb/s 5,7 Mb/s 11 Mb/s 86,4 Mb/s 500 Mbit/s ~ 10 Sconosciuto CDMA CDMA CDMA OFDMA / SC- FDMA OFDMA Ibrido / Sulla velocità effettiva, come sempre, incide però la capacità della rete offerta dai singoli operatori e il suo livello di utilizzo. 13

14 ANTENNE DIVERSITY Uno dei problemi principali dei sistemi di telecomunicazione è relativo ai segnali multipli dovuto alla presenza di palazzi oppure oggetti che provocano riflessioni di segnale (multipath fading). Le antenne diversity permettono di trarre giovamento da questa situazione andando a combinare tra loro i vari segnali ricevuti. Nel webboat di Glomex, a questo scopo, vengono utilizzate in ricezione dei segnali telefonici due antenne a larghissima banda. 4G 3G UMTS 2G GPRS segnale segnale dal porto, marina, ecc antenne 4g diversity da 700 mhz a 2,7 ghz ANTENNA wi-fi router 3g/4g/wi-fi SIM SLOT ESTERna per doppia sim SIM access point 14

15 LE RETI WI-FI Con il termine WI-FI nel campo delle telecomunicazioni si indica una tecnologia e i relativi dispositivi che consentono ai terminali degli utenti di collegarsi tra loro attraverso una rete locale in modalità senza fili (WLAN), basandosi sulle specifiche dello standard IEEE A sua volta la rete locale così ottenuta può essere allacciata alla rete Internet attraverso un router e usufruire di tutti i servizi di connettività offerti da un ISP (Internet Service Provider). Qualunque dispositivo o terminale di utenza (computer, cellulare, palmare, tablet etc.) può connettersi a reti di questo tipo se integrato con le specifiche tecniche del protocollo WI-FI. La rete WI-FI è una rete di telecomunicazioni paragonabile a una rete a copertura cellulare a piccola scala (locale), con dispositivi di ricetrasmissione radio come gli Access Point (AP) in sostituzione delle tradizionali stazioni radio base delle reti radiomobili (modello di architettura client-server). Le reti WI-FI sono infrastrutture relativamente economiche, di veloce attivazione e permettono di realizzare sistemi flessibili per la trasmissione di dati usando frequenze radio, estendendo o collegando reti esistenti e creandone di nuove. Per aumentare l area di connettività di un singolo Access Point (100 m circa) - la cui potenza di trasmissione è limitata da normative specifiche di sicurezza legate al rischio elettromagnetico (100 mw) - si usano comunemente più Access Point (e relative celle di copertura) collegati tra loro tramite cablaggio in rete locale. Ad esempio in un imbarcazione di metallo è necessario utilizzare più AP per evitare che le parti metalliche schermino le onde radio riducendo o inibendo la copertura degli AP. La parte radio o interfaccia radio access point-utente, costituisce la rete di accesso, mentre la LAN cablata che collega tutti gli Access Point, rappresenta la rete di trasporto. Le celle di copertura degli AP sono spesso parzialmente sovrapposte per evitare buchi di copertura del segnale e creare un area di copertura totale, mentre la parte cablata è generalmente una rete Ethernet. I singoli AP hanno funzionalità di bridge e inviano, in broadcast alle stazioni ricetrasmittenti wireless nel loro raggio di copertura, l SSID che identifica la rete o le reti che stanno servendo, mentre l insieme delle stazioni servite dagli AP è detto BSS (Basic Service Set). La rete totale così ottenuta può essere connessa alla rete Internet tramite un router, usufruendo dei relativi servizi di Internetworking. Sono possibili anche soluzioni di architettura senza dorsale cablata che collegano direttamente in maniera wireless gli Access Point, consentendo loro una comunicazione con scambio di informazioni interamente tramite radio, pur con una perdita in efficienza spettrale del sistema. 15

16 Soluzioni architetturali di questo tipo, cioè senza cablaggio, comportano ovviamente costi e tempi di realizzazione sensibilmente inferiori, a prezzo di prestazioni di collegamento inferiori. La differenza del WI-FI con le altre reti a copertura cellulare risiede invece nei protocolli di comunicazione e nella frequenza operativa (2,4 o 5 GHz), per evitare collisioni in ricezione si utilizza il protocollo di accesso multiplo CSMA/CA. I protocolli WI-FI consentono anche di adattare la velocità di trasmissione nella tratta wireless di accesso, in funzione della distanza della stazione mobile ricetrasmittente dall Access Point, minimizzando le perdite di trasmissione. Per poter comunicare con stazioni riceventi situate nell area di copertura di altri Access Point, ogni stazione a livello logico deve potersi registrare/deregistrare, all atto della connessione, sull Access Point della cella di appartenenza (ed eventualmente riassociarsi su un altro AP se la stazione mobile cambia, nel tempo, cella di copertura - handover) il quale poi comunicherà agli altri Access Point la presenza nella sua cella di copertura di ogni stazione servita con rispettivo indirizzo IP. In particolare la registrazione della stazione sull Access Point avviene attraverso l invio di un normale pacchetto dati al cui interno è contenuto l indirizzo di sorgente e quello di destinazione utilizzati per l indirizzamento. L installazione delle antenne, ovvero degli Access Point, è semplice. Si tratta di antenne piccole, normalmente sono scatolotti di qualche centimetro e contengono già l elettronica e tutto il necessario per il funzionamento. D altra parte una rete WI-FI può disporre di un accesso a Internet diretto. In tal caso l architettura Internet è del tutto simile ai tradizionali ISP che forniscono un punto di accesso (il PoP) agli utenti che si collegano da remoto, tramite collegamento wireless attraverso il cosiddetto hotspot. La fonte di connettività a banda larga, cui l hotspot si appoggia, può essere via cavo (ADSL o HDSL), via router telefonico GSM/4G, via satellite oppure attraverso una rete WI-FI. Oggi esistono connessioni a Internet satellitari bidirezionali che consentono alte velocità di trasferimento di dati sia in download che in upload. La trasmissione satellitare ha tuttavia tempi di latenza elevati: il tempo di attesa prima che cominci l invio dei pacchetti è infatti dell ordine di 1-2 secondi, quindi un tempo molto grande se confrontato ai pochi millesimi di secondo necessari a una connessione 4G. A partire dalla fonte di banda larga si può espandere la rete attraverso la tecnologia WI-FI. 16

17 Le Antenne WI-FI Le tipologie di queste antenne sono fondamentalmente di due tipi: omnidirezionali e direttive. Le antenne omnidirezionali vengono utilizzate di norma per distribuire la connettività all interno di uffici, o comunque in zone private e relativamente piccole (questo è stato storicamente lo scopo principale per cui fu ideato il protocollo WI-FI). Oppure con raggi d azione più grandi, si possono coprire aree pubbliche (come aeroporti, centri commerciali ecc.). WeBBoat utilizza delle antenne omnidirezionali WI-FI che sono le più adatte a un mezzo in movimento come la barca. Successivamente il WI-FI si è evoluto per coprire aree ancora più vaste: con l utilizzo di antenne direttive è infatti possibile coprire grandi distanze esterne a edifici. Le antenne generalmente sono parabole poste sui tralicci perché, in assenza di barriere in linea d aria, il segnale dell Access Point copre distanze di gran lunga maggiori. Le antenne direttive che amplificano il segnale dell Access Point, a parità di distanza in cui è ricevibile il segnale, sono utilizzabili da più utenze se poste in alto. Con un Access Point con antenna omnidirezionale è possibile coprire con banda larga fino a una distanza di 100 metri teorici (uso domestico) se non vi è alcuna barriera in linea d aria. In presenza di muri, alberi o altre barriere il segnale decade a circa 30 metri. Certificazione Un dispositivo, anche se conforme alle specifiche dello standard, non può utilizzare il logo ufficiale WI-FI se non ha superato le procedure di certificazione stabilite dal consorzio WI-FI Alliance (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), che testa e certifica la compatibilità dei componenti wireless con gli standard x (della famiglia ). Classi Esistono varie classi di WI-FI con prestazioni diverse (come specificato meglio nei dettagli dello standard IEEE ), le principali sono: classe b a 11 Mb/s classe g a 54 Mb/s classe n a 450 Mb/s classe ac a 3 Gb/s 17

18 Aspetti positivi e negativi delle reti WI-FI Comodità Molte reti riescono a fornire la cifratura dei dati e il roaming potendosi spostare dalla copertura di un Access Point a un altro senza una caduta della connessione Internet, al di fuori del raggio di azione che delimita un hotspot. Diversamente dal cellulare, l esistenza di uno standard certificato garantisce l interoperabilità fra apparecchio e rete anche all estero, senza i costi del cablaggio (essendo tecnologia wireless) per una più rapida e facile installazione ed espansione successiva della rete. Sotto questo punto di vista il WI-FI, spesso offerto gratuitamente, è uno standard direttamente concorrente all accesso a Internet per il tramite di GSM e UMTS nelle reti cellulari che è invece a pagamento. Svantaggi tecnici Il tempo di latenza delle schede WI-FI (LAG) - ovvero l intervallo di tempo che intercorre tra il momento in cui un input arriva al sistema e il momento in cui è disponibile il suo output - misura la velocità di risposta di un sistema. Questo è leggermente superiore a quello delle schede basate su cavo con una latenza massima nell ordine di 1-3 ms (per cui questo particolare è trascurabile, a differenza delle connessioni GPRS/UMTS che hanno latenze nell ordine di 150 ms). Uno svantaggio delle connessioni wi-fi a/g può essere la stabilità del servizio: la qualità di servizio (QoS) offerta all utente, per via di disturbi sul segnale, talvolta può essere discontinua (il segnale può ad esempio essere disturbato se ci sono forni a microonde nelle vicinanze che disturbano la frequenza operativa di 2,4 GHz, problema risolto con l utilizzo della frequenza operativa a 5 GHz). Riservatezza La maggior parte delle reti wi-fi non prevede alcuna forma di protezione da un uso non autorizzato (autenticazione), da sniffing dei dati della comunicazione (confidenzialità) e sul fronte integrità dei dati. Questo è dovuto al fatto che all atto dell acquisto le impostazioni predefinite non impongono all utente l utilizzo di nessun metodo di protezione (di conseguenza l utente medio, per comodità o per ignoranza, non le modifica). I metodi per evitare utilizzi non autorizzati sono nati di pari passo con lo sviluppo di nuove tecnologie e il primo sistema sviluppato è stato il WEP, Wired Equivalent Protocol, che però soffre di problemi intrinsechi di sicurezza che lo rendono, di fatto, inutile. È possibile sopprimere la trasmissione dell SSID di identificazione oppure limitare l accesso a indirizzi MAC ben definiti, ma si tratta di metodi facilmente aggirabili. Per sopperire ai problemi del WEP sono stati inventati i protocolli WPA e WPA2 che offrono livelli di sicurezza maggiori. Ovviamente il miglior metodo di protezione rimane contenere la propagazione delle onde radio dove sia strettamente necessaria. Il webboat utilizza il protocollo più affidabile disponibile che è il WPA2 per le comunicazioni verso i terminali hosts. 18

19 LA RETE ETHERNET E I SUOI TERMINI LAN Una Local Area Network (LAN) (rete in area locale o rete locale) è una rete informatica di collegamento tra più computer, estendibile anche a dispositivi periferici condivisi, che copre un area limitata, come un abitazione o una barca. In passato, le LAN venivano realizzate basandosi su standard tecnologici come ARCnet e Token ring, ma in seguito le tecnologie utilizzate più comunemente sono diventate Ethernet e WI-FI. Dove la cablatura non è possibile o presente, i sistemi WI-FI stanno diventando molto comuni, specie per le piccole reti e per il supporto diffuso del collegamento in rete di computer portatili, tablet e smartphone. WAN La rete di comunicazione geografica, in sigla WAN (dall acronimo inglese Wide Area Network), è una tipologia di rete di computer che si contraddistingue per avere un estensione territoriale pari a una o più regioni geografiche (quindi superiore a quella della rete locale). Il webboat usa la rete 4G come rete WAN. Ethernet Ethernet è una famiglia di tecnologie standardizzate per reti locali, sviluppata a livello sperimentale allo Xerox PARC che ne definisce le specifiche tecniche a livello fisico (connettori, cavi, tipologia di trasmissione, etc.) e a livello MAC del modello architetturale di rete ISO-OSI. RJ45 La sigla RJ45 (dall inglese Registered Jack tipo 45) indica una interfaccia fisica usata per l attestazione di cavi elettrici a coppie di conduttori incrociati (twisted pair). La specifica fa parte di una serie di connettori modulari destinati ai servizi telefonici e di trasmissione dati, standardizzati negli Stati Uniti d America a partire dagli anni settanta. Si tratta di un connettore 8P8C, ovvero a 8 posizioni e 8 contatti (pin), che può essere usato per varie applicazioni tra cui le reti di computer. ITNCP001 Connettore RJ45 19

20 MAC ADDRESS L indirizzo MAC (in inglese MAC address, dove MAC sta per Media Access Control), detto anche indirizzo fisico, indirizzo ethernet o indirizzo LAN, è un codice di 48 bit (6 byte) assegnato in modo univoco dal produttore ad ogni scheda di rete ethernet o wireless prodotta al mondo, tuttavia modificabile a livello software. Rappresenta in sostanza un identificativo per un particolare dispositivo di rete a livello di rete locale: ad esempio due schede di rete in due diversi calcolatori avranno due diversi nomi (e quindi diversi indirizzi MAC), così come avranno nomi diversi una scheda Ethernet ed una scheda wireless posizionate nel medesimo computer. TCP/IP IP Internet Protocol (IP) è un protocollo di rete appartenente alla suite di protocolli Internet TCP/IP su cui è basato il funzionamento della rete Internet. È un protocollo di interconnessione di reti (Inter-Networking Protocol) nato per interconnettere reti eterogenee per tecnologia, prestazioni, gestione, pertanto implementato sopra altri protocolli come Ethernet. È un protocollo a pacchetto senza connessione e di tipo best effort nel senso che fa il massimo di quello che può fare senza garantire alcuna forma di affidabilità della comunicazione in termini di controllo di errore, controllo di flusso e controllo di congestione a cui quindi dovranno supplire i protocolli di trasporto di livello superiore come ad esempio TCP. La versione correntemente usata del protocollo IP è detta anche IPv4 per distinguerla dalla più recente IPv6, nata dall esigenza di gestire meglio il crescente numero di computer (host) connessi a Internet. Un indirizzo IP (dall inglese Internet Protocol address) è un etichetta numerica che identifica univocamente un dispositivo (host) collegato a una rete informatica che utilizza l Internet Protocol come protocollo di comunicazione. Un indirizzo IP assolve essenzialmente due funzioni principali: identificare un dispositivo sulla rete e di conseguenza fornirne il percorso per la sua raggiungibilità da un altro terminale o dispositivo di rete in una comunicazione dati a pacchetto. Più esattamente l indirizzo IP viene assegnato a un interfaccia (ad esempio una scheda di rete) che identifica l host di rete, che può essere un personal computer, un palmare, un router, un elettrodomestico in generale, etc. Va considerato, infatti, che un host può contenere più di una interfaccia: ad esempio, un router ha diverse interfacce (minimo due), per ognuna delle quali occorre un indirizzo IP. 20 Nota: In una stessa rete non possono esistere due indirizzi IP identici in quanto si genererebbe un conflitto sull indirizzamento dei dati.

21 TCP Il Transmission Control Protocol (TCP) è un protocollo di rete a pacchetto appartenente alla suite di protocolli Internet, che si occupa di controllore la trasmissione, ovvero di rendere affidabile la comunicazione dati in rete tra mittente e destinatario. Subnet Mask La subnet mask o maschera di sottorete indica il metodo utilizzato per definire il range di appartenenza di un host all interno di una sottorete IP al fine di ridurre il traffico di rete e facilitare la ricerca e il raggiungimento di un determinato host con relativo indirizzo IP della stessa. Gateway Un gateway (portone, passaggio) è un dispositivo di rete che opera al livello di rete o servizi di strato più elevato. Il suo scopo principale è quello di veicolare i pacchetti di rete all esterno di una rete locale (LAN). Nelle reti più semplici è presente un solo gateway che inoltra tutto il traffico diretto all esterno verso la rete Internet. In reti più complesse in cui sono presenti parecchie subnet, ognuna di queste fa riferimento ad un gateway che si occuperà di instradare il traffico dati verso le altre sottoreti o reindirizzarlo ad altri gateway. Spesso i gateway non si limitano a fornire la funzionalità di base di routing, ma integrano altri servizi da e verso la rete locale come proxy, DNS, firewall, NAT etc, che sono appunto servizi di strato di rete più elevato. DNS Il DNS è un servizio di directory utilizzato per la risoluzione dei nomi dei server da indirizzi logici e testuali (URL) in indirizzi IP. Questa funzione è essenziale per l usabilità di Internet, visto che gli esseri umani hanno più facilità a ricordare nomi testuali, mentre i dispositivi d instradamento (interfacce di rete e router di livello 2 e superiore) lavorano su indirizzi binari. Permette inoltre ad una qualsiasi entità di cambiare o riassegnare il proprio indirizzo IP, senza dover notificare tale cambiamento a nessuno, tranne che al proprio server DNS di riferimento. Un altra delle peculiarità del DNS è quella di consentire, ad esempio ad un sito web, di essere ospitato su più server (ognuno con il proprio indirizzo IP), con una conseguente divisione del carico di lavoro. 21

22 DHCP Il Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) (protocollo di configurazione IP dinamica) è un protocollo di rete di livello applicativo che permette ai dispositivi o terminali di una certa rete locale di ricevere dinamicamente a ogni richiesta di accesso a una rete IP la configurazione necessaria per stabilire una connessione e operare sulla rete. In una rete basata sul protocollo IP, ogni calcolatore ha bisogno di un indirizzo IP, scelto in modo tale che appartenga all insieme di indirizzi possibili assegnati all intera sottorete (cioè al Net_ID) a cui è collegato e che sia univoco, cioè non ci siano altri calcolatori che stiano già utilizzando quell indirizzo. Il compito di assegnare manualmente gli indirizzi IP ai calcolatori comporta infatti un rilevante onere per gli amministratori di rete, soprattutto in reti di grandi dimensioni o in caso di numerosi computer che si connettono a rotazione solo a ore o giorni determinati. Inoltre gli indirizzi IPv4 (attualmente usati nella quasi totalità delle reti al mondo) con l aumentare dei computer connessi a Internet hanno cominciato a scarseggiare, diminuendo la disponibilità di IP fissi per eventuali configurazioni statiche. Per la gestione degli indirizzi IP attraverso il protocollo DHCP nella rete deve esistere un server dedicato a questo servizio di assegnazione degli indirizzi ai client, nel nostro caso questo servizio è eseguito dal webboat. Il DHCP supporta questo compito automaticamente e in maniera dinamica, cioè solo quando richiesto dall host. Viene utilizzato soprattutto in reti locali, in particolare su Ethernet. Una volta ricevuta la configurazione di rete dal server DHCP la stazione o computer della rete locale diventa a tutti gli effetti un host (ospite) della rete Internet e può intraprendere sessioni di navigazione con tutti i servizi offerti dalla rete stessa. ISP Un Internet Service Provider, in sigla ISP (anche abbreviato in provider se chiaro il contesto informatico), è una struttura commerciale o un organizzazione che offre agli utenti (residenziali o imprese), dietro la stipulazione di un contratto di fornitura, servizi inerenti a Internet, di cui i principali sono l accesso al World Wide Web e la posta elettronica. Oggi la maggior parte degli operatori di telecomunicazioni sono anche ISP e forniscono, oltre all accesso a Internet, servizi quali la registrazione e manutenzione del dominio e l hosting di pagine web. APN Access Point Name Un Access Point Name (APN) rappresenta il parametro di configurazione che permette la connessione ad internet da un dispositivo mobile. Pertanto è un punto d accesso per le reti che permettono il trasferimento di dati. Inoltre, ogni operatore telefonico ha il proprio APN: questo dettaglio è indispensabile per settare correttamente sul proprio cellulare le connessioni internet. 22

23 2015 Glomex s.r.l. - Via Faentina, 165G Ravenna (Italy) Tel Fax info@glomex.it youtube.com/glomexitaly Facebook.com/Glomex Twitter.com/Glomexmarine Linkedin.com/company/glomex-s-r-lplus.google.com/+glomex

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