07 Le comunicazioni: la rete elettronica (parte 2) Dott.ssa Ramona Congiu

Transcript

1 07 Le comunicazioni: la rete elettronica (parte 2) Dott.ssa Ramona Congiu 1

2 Le reti locali 2

3 Le reti locali Finora abbiamo parlato soprattutto dei servizi di rete disponibili attraverso le linee telefoniche, come per esempio Internet. Non tutti i computer sono connessi alle linee telefoniche, o perlomeno non direttamente. Molti sono connessi tra loro all interno di un edificio. Queste reti locali distribuite su un area relativamente circoscritta sono dette LAN (Local Area Network). 3

4 Le risorse di rete Applicazioni delle reti: Posta elettronica: consente di inviare messaggi ad altre persone attraverso il computer. Condivisione delle periferiche: gli elaboratori connessi tra di loro possono condividere periferiche come stampanti, hard disk etc. permettendo di ridurre le spese d acquisto e la manutenzione dei dispositivi. Condivisione dei file: quando i computer sono collegati in rete è possibile condividere o scambiare file con altri utenti. 4

5 Le risorse di rete Applicazioni delle reti: Groupware: molte attività svolte al computer coinvolgono più individui. Per agevolare il lavoro di squadra sono stati sviluppati programmi applicativi chiamati groupware grazie ai quali in documento può essere messo in rete in modo tale che tutti i collaboratori del gruppo possano aggiungere suggerimenti o introdurre modifiche senza ricorrere alla posta. Applicazioni di rete: sono delle applicazioni che non si trovano sul proprio computer ma su un elaboratore della rete da quale vengono trasferite sul proprio sistema quando si desidera utilizzarle. Le applicazioni di rete progettate per Internet sono spesso scritte in Java o in.net 5

6 L utenza delle reti Per accedere a una rete mediante un elaboratore è necessario effettuare il login inserendo nome utente e password. Il codice utente è di solito assegnato dall amministratore di rete, la password invece scelta dall utente e può essere cambiata regolarmente per garantire una maggiore sicurezza. 6

7 Gli amministratori di rete I computer che costituiscono una rete sono gestiti da un amministratore di rete, che può essere un membro del dipartimento che ospita la rete o del centro di calcolo dell organizzazione. Questa figura è responsabile dell elaborazione, dell inserimento e dell eliminazione di utenti e dell assegnazione dei codici di identificazione e dei livelli d accesso. Un utente può essere autorizzato ad accedere a determinati file ma non ad altri a seconda delle sue competenze e dei suoi incarichi (solo lettura, lettura/scrittura etc). 7

8 Consigli per l utilizzo delle password Non condividere la password con nessuno Scegliere password difficili da indovinare Non usare come password il proprio indirizzo, soprannome, numero di telefono, data di nascita, nomi, cognomi propri o dei propri figli o coniugi Utilizzare password di almeno sei caratteri Assicurarsi che la password non sia visibile sullo schermo quando si inserisce Assicurarsi che non compaia su documenti stampati Possibilmente non segnare la password ma ricordarla a memoria Usare diverse password per diversi servizi. 8

9 L architettura di rete Nodo: qualsiasi dispositivo hardware del sistema in grado di comunicare con altri dispositivi della rete. I nodi sono collegati tra loro attraverso un pannello di connessione (hub) che ha la funzione di semplificare la connessione fisica tra i vari nodi e di instradare i segnali che vengono inviati da un nodo all altro. Una dorsale è un cavo ad alta capacità a cui possono essere connessi più nodi e hub e ha la funzione di trasportare grandi quantità di dati. 9

10 I server In una rete locale un server è un elaboratore che può essere condiviso dagli altri computer collegati in rete. In molti casi è il computer più potente della rete perché tutti gli altri elaboratori (client) dipendono dal server sia per i programmi e i dati, sia per le connessioni agli altri computer e dispositivi. 10

11 I server I tipi di server più comuni includono: Server gestore di dati: su cui si trovano alcuni file e programmi applicativi. Gestisce grandi quantità di dati archiviati in varie memorie di massa. Server di stampa: memorizza sul disco fisso i documenti da stampare finché la stampante non è pronta a riceverli. Server di comunicazione: può essere un router (un elaboratore che instrada i dati tra i vari elaboratori), un fax, un modem attraverso cui i dati vengono trasmessi da un nodo all altro o all esterno della rete verso altre reti. 11

12 L architettura ad anello In un architettura ad anello i nodi della rete sono organizzati secondo una configurazione a cerchio. Quando un computer invia un segnale questo passa al nodo successivo: se il segnale non è indirizzato a quel nodo, viene ritrasmesso al nodo seguente e così via finché non si raggiunge il nodo a cui è destinato. In questa topologia i computer non sono collegati tra loro: le comunicazioni passano attraverso un pannello di connessione, all interno del quale risiede l anello. 12

13 L architettura a stella Nell architettura a stella i nodi sono collegati a un computer centrale detto host. Quando un computer della rete invia un segnale, l host lo instrada verso il nodo a cui è indirizzato. Le comunicazioni tra i nodi della rete quindi, non sono dirette ma passano tutte attraverso l elaboratore centrale. 13

14 Architetture ad anello e a stella 14

15 L architettura a bus L architettura a bus, o lineare, collega tutti i nodi a una linea di trasmissione principale. Il segnale emesso da un computer viene inviato lungo la linea di comunicazione ed esaminato da tutti gli altri nodi della rete: solo il nodo destinatario preleverà il messaggio, mentre gli altri nodi, pur ricevendo il messaggio, lo ignoreranno. Di norma, i nodi sono collegati tramite fili alla dorsale della rete, che è costituita da un cavo di lunghezza standard con dei terminatori alle estremità che impediscono la riflessione del segnale. 15

16 Le reti paritetiche (peer to peer) La creazione de la gestione di una rete comportano numerose difficoltà e costi piuttosto elevati. Per evitare questi inconvenienti si può realizzare una rete paritetica, il cui controllo non è affidato al centro di calcolo aziendale di norma competente ma è demandato agli utenti. In questa topologia tutti i computer operano allo stesso livello per cui, diversamente da quanto accade nell architettura client/server i dati non devono passare attraverso un elaboratore centrale. 16

17 La LAN senza fili Nelle reti locali senza fili, come avviene per la radio e la televisione via etere, i computer comunicano tramite segnali radio trasmessi da e verso una stazione centrale collegata alla rete. Questo tipo di trasmissione consente di spostare un computer portatile all interno di un edificio ed elimina il problema di installare i cavi di collegamento. 17

18 Le schede di interfaccia di rete Per collegare un sistema alla rete locale si inserisce una scheda di interfaccia di rete, chiamata anche adattatore LAN. La scheda di interfaccia di rete svolge una serie di funzioni come ad esempio: Instaurare la connessione fisica o di ponte tra l elaboratore e la rete. Convertire i dati paralleli trasmessi lungo il bus di sistema in dati seriali per la rete. Aumentare o amplificare la potenza del segnale per renderne possibile la trasmissione attraverso i cavi. 18

19 Il collegamento fisico tra i dispositivi I segnali inviati attraverso una rete passano lungo una serie di fili e cavi che costituiscono il sistema di comunicazione della rete stessa. Per collegare i dispositivi tra loro si possono usare tre diversi tipi di cavo: A doppino intrecciato Coassiali In fibra ottica 19

20 Il collegamento fisico tra dispositivi I cavi a doppino intrecciato sono simili a quelli usati per le connessioni telefoniche. I cavi costano poco e sono facili da installare. Svantaggio: le trasmissioni sono relativamente lente e tendono ad assorbire eventuali interferenze. 20

21 Il collegamento fisico tra dispositivi I cavi coassiali sono costituiti da un filo centrale avvolto in uno strato idi materiale isolante che a sua volta è circondato da un filo intrecciato. Questo filo protegge il filo centrale dalle interferenze dell ambiente. I cavi coassiali sono più affidabili dei cavi a doppino intrecciato e dispongono di un ampia banda che permette connessioni più veloci. 21

22 Il collegamento fisico tra dispositivi I cavi a fibra ottica sono costituiti da fibre in plastica o vetro dello spessore di un capello, ricoperte da una guaina opaca che impedisce alla luce esterna di entrare e a quella interna di uscire. Queste fibre trasmettono i dati tramite impulsi luminosi. I cavi in fibra ottica sono veloci, affidabili, piccoli e leggeri. Hanno una banda molto ampia che consente la trasmissione di molti dati contemporaneamente. 22

23 Media Access Control I cavi di una rete possono trasportare solo segnali provenienti da un unico nodo per volta, in caso contrario si creerebbero delle interferenze, Una LAN necessita dunque di uno schema MAC (Media Access Control) che impedisca la sovrapposizione dei segnali. Nelle reti il metodo di accesso è determinato dalla scheda di Interfaccia di rete, di questi metodi i più noti sono Ethernet e Token Ring 23

24 Ethernet e Token Ring Ethernet: tutti i nodi esaminano lo stato della rete e se questa è libera provano a spedire i dati. I periodi di attesa sono casuali e il nodo che effettua la connessione per primo acquisisce il controllo della rete. Token Ring: i nodi non si contendono l uso della rete ma devono ottenere il permesso di trasmissione assegnato sotto forma di segnale elettronico (il gettone) che circola nella rete. Poiché questo gettone deve passare attraverso tutti i nodi le reti token ring impiegano una topologia ad anello. Il sistema Token ring ha il vantaggio per cui il nodo che invia i dati ottiene sempre la conferma che sono stati ricevuti e quando un trasferimento giunge al termine il nodo successivo ha sempre l accesso garantito. 24

25 Le reti geografiche 25

26 Le reti metropolitane e geografiche A seconda dell area che copre una rete allargata può essere definita geografica o metropolitana. Reti metropolitane (MAN): sono circoscritte all area di una città. Reti geografiche (WAN): sono distribuite su aree molto vaste, alcune aree della rete possono essere connesse tramite cavi, altre tramite microonde e trasmissioni satellitari. 26

27 Le Intranet Molte compagnie utilizzano Internet per realizzare una propria intranet, una rete limitata alle dimensioni dell azienda e accessibile soltanto ai dipendenti e ad altri utenti autorizzati. Una rete intranet serve sia per condividere documenti che per permettere agli utenti di condividere programmi, basi di dati e dispositivi hardware. Queste reti utilizzano lo stesso linguaggio (stessi protocolli di comunicazione) di Internet ma sono inaccessibili a chi non autorizzato perché difese dai firewall. 27

28 Le Intranet La popolarità delle reti Intranet è dovuta ai seguenti fattori: Le risorse disponibili sono accessibili a tutti coloro che sono dotati di un elaboratori, di un modem e di una password di accesso. Si possono utilizzare con facilità applicazioni e dati complessi. Imparare a usare una Intranet è facile (se si sa usare il web si sa usare anche una Intranet). I costi sono relativamente bassi perché gli utenti possono condividere i programmi, i dati e i dispositivi aziendali. 28

29 I firewall Quando un computer è connesso a una rete intranet viene dotato di un sistema firewall che rende la rete locale inaccessibile dall esterno. I fruitori della rete locale hanno libero accesso alle risorse di Internet ma non possono fornire né servizi di Internet né di Intranet agli utenti esterni al firewall. Se una rete vuole fornire dei servizi interattivi deve installare un server gestore di dati fuori dal firewall. 29

30 Perché installare un firewall Una rete collegata ad Internet è esposta ad attacchi di vario tipo che possono essere ovviati installando un firewall. Gli attacchi guidati dei dati sono nascosti dentro file normali e questi attacchi possono quindi riuscire a penetrare all interno del firewall e aggredire il sistema. Un cavallo di troia (Trojan Horse) un regolare programma che nasconde al suo interno un trabocchetto o un programma l attacco. Lo spoofing dei DNS si verifica quando un computer assume il nome di dominio di un altro sistema 30

31 Perché installare un firewall Lo spoofing di IP si verifica quando un sistema si sostituisce a un altro utilizzando il suo indirizzo Il furto di sessione consiste nell intercettare una sessione attiva così che chi attacca può scambiarsi all utente autorizzato. La social engineering: attacco basato sul raggiro degli utenti o dell amministrazione di rete presa come bersaglio. I virus sono segmenti di codice con capacità di autoreplicarsi e possono contenere programmi di attacco o trabocchetti, cioè punti di accesso segreti che permettono di utilizzare i dati di un utente a sua insaputa. 31

32 I dispositivi di rete I segnali trasmessi in rete devono essere inviati nella giusta direzione e, se necessario, devono essere amplificati per arrivare più lontano o convertiti per essere trasferiti a una rete diversa. Questi compiti sono svolti da una serie di dispositivi hardware chiamati ripetitori, bridge, router e gateway. 32

33 I dispositivi di rete I ripetitori collegano i segmenti della rete, e poiché i segnali tendono ad indebolirsi, prima di ritrasmetterli li rigenerano e li amplificano. I bridge connettono tra loro reti che utilizzano collegamenti fisici diversi. I router controllano le destinazione dei messaggi inviati in rete. Questi dispositivi raccolgono in una tabella gli indirizzi di tutti i nodi della rete locale: se il nodo a cui è indirizzato il messaggio fa parte della rete, il messaggio viene inoltrato, se no il router invia il messaggio a un altro router vicino al destinatario. I gateway collegano reti dissimili, cioè reti che utilizzano protocolli diversi. 33

34 I collegamenti tra e reti Via cavo: le linee telefoniche si sono evolute col passare del tempo e dalla T1 con un supporto pari a quello di 64 linee telefoniche si è arrivati alla T3 che equivale a 672 linee telefoniche. Dove non è conveniente usare i cavi si ricorre alle onde radio. Sulle brevi distanze si ricorre alle microonde ad alta frequenza mentre sulle lunghe si utilizzano i satelliti. Una rete può utilizzare anche tutti questi sistemi in un collegamento misto. In questo caso la velocità e la qualità del segnale trasmesso dipendono dalla velocità e dalla qualità del collegamento che offre prestazioni più limitate. 34

35 Le reti a commutazione di circuito Il sistema telefonico è una rete a commutazione di circuito. Quando si telefona a qualcuno le centraline di commutazione poste lungo la linea telefonica instradano la chiamata alla quale viene riservato un circuito per tutta la durata della chiamata come se venisse tirato un cavo tra i due interlocutori. 35

36 Le reti a commutazione di pacchetto Le reti a commutazione di circuito non sono molto efficienti quando si devono inviare grandi quantità di dati. Su Internet quindi: L utente scrive all indirizzo e la rete si occupa di far arrivare il messaggio a destinazione. I dati non vengono spediti direttamente da un punto all altro ma passano attraverso una serie di router. Ogni router guarda l indirizzo di destinazione dei dati che riceve e li ritrasmette al router ad esso collegato che si trova più vicino alla loro destinazione, che a sua volta si occuperà di farli pervenire all elaboratore avente l indirizzo indicato. 36

37 Le reti a commutazione di pacchetto La tecnica di trasmissione adottata per Internet consiste nel suddividere i dati in uscita in piccole porzioni dette pacchetti, che vengono trasmesse dai router assieme a pacchetti di dati appartenenti ad altri utenti e riassemblate una volta giunte a destinazione. In base a questo metodo di comunicazione Internet viene definita una rete a commutazione di pacchetto. Perché questo tipo di trasmissione sia possibile è essenziale che tutti i nodi della rete seguano u insieme di regole comuni, i protocolli. 37

38 Il linguaggio di Internet La comunicazione in Internet è basata su due insiemi di regole fondamentali: Internet Protocol (IP) Transimission Control Protocol (TCP) Il protocollo IP ha il compito di indirizzare i dati e di scegliere la strada migliore per farli arrivare a destinazione. Quando un messaggio deve essere trasmesso da un utente all altro viene inserito in una busta IP e indirizzato al ricevente. I router provvedono a trasmettere il messaggio attraverso la rete fino al destinatario. 38

39 Il linguaggio Internet Il TCP divide i file in segmenti, ognuno contenente una porzione dei byre. Questi segmenti vengono numerati, inseriti in pacchetti IP e spediti. Per arrivare a destinazione ognuno può seguire una strada diversa, impiegare più o meno tempo, andare persi o danneggiati. Quando arrivano a destinazione il protocollo TCP estrae i pacchetti, ne controlla l integrità e li ricostruisce nell ordine originale. Se alcuni dati sono danneggiati o persi ne viene richiesta la trasmissione. 39

40 L accesso tramite linee telefoniche pubbliche 40

41 I modem analogici Permette al computer di utilizzare una linea telefonica attraverso cui, con un browser o un altro programma di navigazione, è possibile collegarsi a una rete o ad altri computer dotati di questi dispositivi. I modem analogici possono essere interni o esterni. 41

42 I modem analogici I modem analogici servono a tradurre i segnali digitali emessi dal computer in segnali analogici che possono essere veicolati attraverso le linee telefoniche. Il modem del computer da cui parte il messaggio converte i segnali digitali in segnali analogici in un processo detto di modulazione. Il modem che riceve il messaggio, invece, riconverte i segnali analogici nella forma binaria comprensibile ai computer, con una procedura inversa detta demodulazione. 42

43 I modem 56,6K I modem a 56,6K sfruttano il fatto che il fornitore di servizi è collegato alla rete telefonica attraverso una connessione digitale. Poiché i dati non sono modulati possono essere trasmessi al computer (upstream) a 56 kilobit per secondo. Tuttavia, dato che il computer deve ancora modulare i dati per inviarli, le trasmissioni dal computer (downstream) sono comunque limitate a 33,6 kilobit per secondo. 43

44 Trasmissione simultanea di voce e dati Inizialmente non era possibile collegarsi in rete e fare una telefonata contemporaneamente. Per sopperire a questa mancanza sono state inventate diverse tecnologie, come quella che interrompe la telefonata finché non vengono trasmessi i dati. La più recente e funzionante è sicuramente l ADSL. 44

45 La tecnologia ISDN L ISDN (Integrated Services Digital Network) è un servizio telefonico che può essere sovrapposto alle linee telefoniche esistenti. Poiché le linee ISDN sono digitali, non utilizzano un modem analogico ma un adattatore terminale ISDN. Questo servizio offre tre canali di comunicazione, uno per la trasmissione di informazioni di controllo e due per la trasmissione di dati e voce che possono avvenire in contemporanea sulla stessa linea. 45

46 La tecnologia ADSL La tecnologia ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line) viene usata per trasmettere dati che richiedono un ampia banda. Quando si fa una telefonata si usa meno del 5% della capacità trasmissiva della linea. Il sistema ADSL usa il restante. Con l ADSL la linea viene suddivisa in 256 canali detti bin dei quali uno è dedicato ala trasmissione vocale e gli altri 255 alla trasmissione dati. In qualsiasi momento ci saranno dei bin liberi e dei bin soggetti a interferenze. I modem utilizzano speciali chip che tengono sotto controllo tutti i bin così da inviare i dati sui bin liberi. 46

47 La connessione senza fili Il protocollo GPRS (General Packet Radio Service) implementa e consente la trasmissione di pacchetti di dati via onde radio, affiancandosi al GSM (Global System for Mobile Communication). Il GPRS consente a telefoni cellulari e computer portatili di trasmettere e ricevere sia voce, codificata in digitale, sia dati senza essere connessi mediante fili ad alcuna rete. L UMTS (Universal Mobile Telephone System) permette di trasmettere diversi Mbps sia in ricezione che in trasmissione e permette di fruire del servizio in tutto il mondo, anche se si è in movimento. 47

48 Fine 48