SISTEMI E APPLICAZIONI PER L AMMINISTRAZIONE DIGITALE

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1 Università degli Studi di Macerata Dipartimento di Giurisprudenza Scienze dell amministrazione pubblica e privata (Classe LM-63) SISTEMI E APPLICAZIONI PER L AMMINISTRAZIONE DIGITALE LE RETI DI COMPUTER Lezione n. 4 parte seconda Giovedì 8 ottobre 2015 A.A primo semestre biennio Luca Ricciotti PhD

2 Definizioni Una rete di computer (o rete di calcolatori ) è un insieme di almeno due computer collegati fra di loro, mediante un opportuna infrastruttura, in grado di comunicare e scambiarsi informazioni e/o condividere risorse L infrastruttura è costituita da componenti hardware (schede di rete, cablaggi, ripetitori, hub, etc.) e componenti software (sistemi operativi di rete, protocolli di trasmissione) che forniscono gli strumenti per la gestione della rete stessa Definizione fornita dall IEEE (Istituto degli Ingegneri Elettrici ed Elettronici) Una rete di calcolatori è un insieme di nodi di elaborazione totalmente autonomi connessi mediante un opportuno sistema di comunicazione in grado di interagire tra loro attraverso lo scambio di messaggi al fine di condividere le risorse messe a disposizione dell intera rete

3 Perché implementare una rete I motivi per cui è importante ed utile implementare una rete sono principalmente 3 Favorire lo scambio di informazioni tra i computer in modo rapido ed efficace Se i calcolatori non sono collegati tra loro è possibile condividere dati con gli altri utenti solo utilizzando supporti di memorizzazione (floppy disk, pendrive, CD, DVD, etc.) che devono essere spostati da un computer all altro ma con tempi notevolmente superiori ed in maniera poco efficiente Se si implementa una rete, al contrario, lo scambio delle informazioni può avvenire attraverso essa, aumentando la velocità con cui gli utenti possono attingere i dati necessarie per lo svolgimento della propria attività lavorativa Favorire la condivisione delle risorse Possono essere condivise le più svariate risorse: a)le unità di memorizzazione (dischi fissi, lettori e masterizzatori CD e DVD, etc.) b)le periferiche (stampanti, modem, etc.) c)la potenza di calcolo d)i programmi e)i files f)la connessione ad Internet, etc. Basti pensare ad un ufficio con appena 10 dipendenti con riduzione dei costi, aumento dell efficacia e dell efficienza produttiva con conseguente sviluppo e creazione di nuova conoscenza (data dalla condivisione non solo degli applicativi ma anche dei documenti prodotti in ambienti sincroni) Centralizzare la gestione delle risorse semplificando le operazioni di amministrazione e aumentando la sicurezza del sistema Centralizzare i programmi essenziali, come l antivirus, in maniera tale che l aggiornamento periodico non venga demandato all utente finale ma venga eseguito dall amministratore di rete (spesso infatti l utente finale non effettua questa operazione regolarmente, mettendo quindi a rischio l intera rete) E possibile centralizzare sia applicativi (programmi di contabilità, finanziari, etc.) sia banche dati (ad esempio, quelle contenute su CD e DVD), in maniera che tutti gli utenti della rete possano accedervi utilizzandole contemporaneamente Implementazione della rete Riduzione dei costi Maggiore semplicità di gestione delle risorse Incremento dell efficienza produttiva Le risorse locali diventano risorse di rete quando vengono condivise in rete con altri utenti

4 Classificazione delle reti di computer Le reti di computer possono essere classificate sulla base di diversi parametri che di seguito si rappresentano schematicamente sulla base del mezzo trasmissivo wired wireless doppino intrecciato cavo coassiale fibra ottica cavo elettrico (reti power-line) Wi-Fi Wi-Max Classificazione delle reti di computer sulla base della topologia sulla base dell estensione geografica topologia a dorsale (bus) topologia a stella (star) topologia ad anello (ring) topologia ad albero (tree) topologia a maglia (mesh) topologia mista GAN WAN MAN LAN PAN parzialmente connessa (incompleta) completamente connessa (completa) sulla base dell architettura di rete Terminal-to-host Client-server Peer-to-peer sulla base alla tecnica di accesso al mezzo trasmissivo CSMA/CD CSMA/CA Token-passing...

5 Classificazione delle reti sulla base dell estensione (1-4) Una rete di computer mette in collegamento, tramite uno o più mezzi di trasmissione, un numero variabile di computer distanti l uno dall altro

6 Classificazione delle reti sulla base dell estensione (2-4) Reti PAN e WPAN (Personal Area Network e Wireless Personal Area Network) Queste reti sono molto circoscritte e, generalmente, collegano dispositivi di dimensioni ridotte come ad esempio cellulari, palmari, scanner, stampanti, cuffie stereo, tv, videocamere, fotocamere, etc. Sono accomunati dal fatto di non richiedere un grosso consumo energetico e non richiedere connessioni veloci (al massimo 1 Mbps) Quando le connessioni di una rete PAN sono realizzate utilizzando come mezzo trasmissivo non dei cavi MA le onde elettromagnetiche (ad esempio, impiegando tecnologie quali il bluetooth e i raggi infrarossi) si parla di WPAN (Wireless Personal Area Network)

7 Classificazione delle reti sulla base dell estensione (3-4) Definite anche reti locali sono reti che collegano computer situati in un area geografica limitata (es. all interno dello stesso edificio o di edifici adiacenti) generalmente privata e quindi senza attraversamento di suolo pubblico Le prime reti LAN si svilupparono intorno agli anni 70 ma si diffusero su larga scala solamente tra gli anni 80 e 90 Reti LAN e WLAN (Local Area Network e Wireless Local Area Network) In una rete LAN è possibile raggiungere velocità di trasmissione elevate: per fare un esempio con le reti Ethernet si va dai 10 Mbps delle prime realizzazioni fino a 1 Gbps delle attuali implementazioni A fronte di queste alte velocità trasmissive, le distanze raggiungibili sono di solito limitate (massimo qualche chilometro) Tra le reti LAN stanno assumendo sempre più importanza le reti WLAN (Wireless Local Area Network), che utilizzano come mezzo trasmissivo non più il cablaggio tradizionale MA le onde elettromagnetiche, ottenendo così reti di utilizzo molto flessibili proprio per il fatto che i collegamenti vengono realizzati senza cavi Una tra le tecnologie più utilizzate per la realizzazione di reti wireless è denominata Wi-Fi Reti MAN e WMAN (Metropolitan Area Network e Wireless Metropolitan Area Network) Sono reti di computer la cui estensione geografica raggiunge quella di una città o di una metropoli (al massimo qualche decina di chilometri) Un esempio di MAN è la rete di computer installati preso le filiali di una banca che sono ubicate all interno di una stessa città Il mezzo trasmissivo tipico è costituito dalla fibra ottica che permette di raggiungere velocità trasmissive piuttosto elevate Se le reti MAN interessano aree rurali, si parla di RAN (Rural Area Network) Quando le MAN sono realizzate utilizzando come mezzo trasmissivo le onde elettromagnetiche, si parla di reti WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) e, in questo caso, la tecnologia più utilizzata è quella denominata Wi-Max

8 Classificazione delle reti sulla base dell estensione (4-4) Definite anche reti geografiche sono reti che si estendono su aree di grandi dimensioni (tipicamente da alcuni chilometri fino a diverse migliaia di chilometri) Sono normalmente costituite da più LAN collegate tra loro in vario modo: ponti radio, reti pubbliche, stazioni satellitari per le telecomunicazioni, etc. Reti WAN e WWAN (Wide Area Network e Wireless Wide Area Network) Le velocità di trasmissione sono generalmente medio-basse tipicamente minori di qualche decina di Mbps, ad eccezione delle dorsali, ed utilizzano normalmente canali trasmissivi pubblici (per es. le rete telefonica generale o i collegamenti ADSL). Con la fibra ottica quale mezze trasmissivo le velocità di trasmissione aumentano sensibilmente Attraverso le WAN le aziende riescono a condividere informazioni con i propri collaboratori e scambiare dati in tempo reale tra filiali che si trovano in zone distanti centinaia o migliaia di chilometri. Un esempio di WAN è la rete di computer installati presso le filiali di una banca ubicate su tutto il territorio di una nazione. Le reti di telefonia mobile che si estendono su aree di grandi dimensioni sono invece delle WWAN (Wireless Wide Area Network) Reti GAN (Global Area Network) Con il passare del tempo le tecnologie WAN si sono sempre più evolute e consolidate permettendo la creazione di reti a livello globale denominate GAN (Global Area Network) Alcuni autori, in letteratura, usano distinguere anche questa tipologia di rete, che si differenzia sostanzialmente dalla WAN per una maggiore ed ulteriore estensione geografica Un esempio di GAN è costituito dalle reti che coinvolgono tutta la Terra compresi i satelliti in orbita geostazionaria In quest ottica anche Internet andrebbe più correttamente inquadrato nella categoria delle GAN piuttosto che in quella delle WAN

9 Classificazione delle reti sulla base dell architettura (1-3) Per architettura di rete si intende il tipo di relazione che sussiste tra i vari computer che compongono la rete Esistono principalmente tre architetture di rete: terminal-to-host, client-server e peer-to-peer In questa architettura sono presenti uno o più computer centrali, chiamati host, ed una serie di computer secondari, chiamati terminali, collegati direttamente al computer centrale e sprovvisti sia di capacità elaborativa sia di unità di memorizzazione L elaborazione dei dati avviene quasi totalmente all interno degli host e quindi, nel caso in cui questi si guastino, tutti gli altri terminali diventano di fatto inutilizzabili Le reti con architettura centralizzata utilizzano tipicamente hardware dedicato e piuttosto costoso e non sono molto flessibili né scalabili Architettura terminal to host (Architettura centralizzata) Questa architettura risale agli anni 60, con i primi mainframe, elaboratori veloci (per l epoca) complessi e costosi che occupavano spesso una o più stanze L elaborazione avveniva con sequenze di istruzioni predefinite che venivano memorizzate su schede perforate MA senza alcuna interazione utente/macchina La gestione della potenza elaborativa era spesso inefficiente in quanto, inevitabilmente, la macchina doveva restare inattiva tra una operazione e la successiva per consentire lo scambio delle schede perforate che contenevano le istruzioni da eseguire. Con l ingresso dei nastri magnetici e dei dischi rigidi l efficienza era migliora ma i tempi di inattività continuavano a pesare sul rendimento degli elaboratori Si sviluppò quindi il concetto di multielaborazione distribuendo la potenza di calcolo su diverse attività che venivano eseguite suddividendo il tempo di elaborazione (partizione del tempo). Con tale sistema i tempi di attesa venivano drasticamente ridotti e il computer poteva eseguire i calcoli relativi a una determinata attività mentre venivano caricati in memoria i dati necessari alle altre. L avvento di nuovi sistemi operativi capaci di gestire la partizione del tempo portò a una sostanziale modifica delle modalità con cui venivano immessi i dati nella memoria dell elaboratore poiché ora era possibile per gli utenti interagire direttamente con la macchina mediante l utilizzo di terminali collegati al computer centrale. I terminali non disponevano né di memoria né di capacità di elaborazione locale, ma, attraverso una tastiera, permettevano l inserimento dei dati da inviare all unità centrale che provvedeva all elaborazione restituendo i risultati sugli schermi dei terminali

10 Classificazione delle reti sulla base dell architettura (2-3) Architettura client-server In questa architettura sono presenti uno o più computer denominati server e, generalmente, più computer denominati client Un server è un computer che mette a disposizione del client le proprie risorse (memoria, potenza di elaborazione, periferiche, applicazioni e servizi) I client sono computer dotati di capacità elaborativa e memoria locale che utilizzano le risorse che i server mettono a loro disposizione I termini server e client possono riferirsi sia al computer sia al software in esso installato. Il processo che normalmente si svolge tra client e server è composto da tre fasi 1) il client invia al server la richiesta di un determinato servizio 2) il server elabora la richiesta 3) il server fornisce il servizio al client es. quando un browser web installato su un client invia la richiesta di visualizzazione di una pagina di un sito web al server web che ospita quel sito (gestendolo con un software di tipo server) Di solito l architettura client-server rappresenta la soluzione migliore quando il numero di computer che devono essere collegati in rete è elevato Spesso le reti client-server basano il loro funzionamento sul concetto di dominio Un dominio è un insieme di calcolatori che viene amministrato in maniera centralizzata da un utente che ha il controllo completo sull intera rete (administrator) L administrator è in grado di creare account per gli altri utenti, gestirne le password, configurarne l ambiente di lavoro, distribuire software ed impostare permessi VANTAGGI 1)scalabilità del sistema (possibilità di aumentare facilmente il numero di client collegati) 2)possibilità di gestire le impostazioni di sicurezza in maniera centralizzata 3)possibilità di ottimizzare l utilizzo delle risorse con conseguente incremento delle prestazioni generali della rete SVANTAGGIO L implementazione e l amministrazione del sistema richiedono maggiori competenze tecniche e personale specializzato

11 Classificazione delle reti sulla base dell architettura (3-3) Architettura peer to peer Nell architettura peer-to-peer i computer fungono contemporaneamente sia da client sia da server In altre parole, in una rete di questo tipo non c è un computer principale utilizzato come riferimento che mette a disposizione le proprie risorse per gli altri computer della rete MA tutti i computer sono sullo stesso piano essendo contemporaneamente sia fornitori che utilizzatori di risorse In questo tipo di architettura non esiste una figura amministrativa centralizzata che gestisce gli utenti, le password e le impostazioni di sicurezza dell intera rete MA ogni calcolatore ha un amministratore locale (di solito il proprietario o l utilizzatore del computer) che decide quali sono le risorse da mettere a disposizione degli altri e con quali permessi Un tipico esempio di architettura peer-to-peer è costituito dai gruppi di lavoro (workgroup), gruppi di computer che mettono ciascuno a disposizione degli altri le proprie risorse Si ricordano inoltre che le reti utilizzate per il file sharing (es. bittorrent, edonkey etc.) sono spesso basate su architetture di tipo peer-to-peer VANTAGGI 1)riduzione dei costi di installazione (non si ha la necessità di acquistare un S.O. di tipo server per la gestione della rete ma si può lavorare con S.O. non particolarmente costosi); 2)semplicità di amministrazione (la gestione di un S.O. di tipo server risulta sicuramente più complessa e richiede quasi sempre competenze specifiche e personale tecnico preparato)

12 Intranet, Extranet, Internet Un altro criterio di classificazione delle reti di computer si basa sul suo grado di condivisione con l esterno Esistono 3 distinzioni fondamentali: Internet, Intranet ed Extranet Grado di condivisione con l esterno INTERNET Definita come la rete delle reti è una rete di tipo GAN aperta a qualsiasi utente e gestita da organismi nazionali che ne garantiscono l affidabilità INTRANET Sono reti di tipo LAN che adottano le stesse tecnologie di Internet ma il cui utilizzo è riservato esclusivamente ai membri di un organizzazione eventuali utenti esterni non possono accedere alle sue risorse se non sono autorizzati Queste reti consentono ai propri utenti l accesso a reti esterne come Internet e/o altre reti LAN della stessa organizzazione Ricordiamo a titolo di esempio le intranet aziendali (a cui hanno accesso tutti i dipendenti di una banca ad esempio) EXTRANET Quando alcune delle risorse interne di un organizzazione vengono rese accessibili anche ad utenti esterni all organizzazione stessa si parla di extranet Ad esempio, una banca può rendere accessibile alcune risorse a determinati operatori finanziari esterni oppure un azienda può rendere disponibili alcune risorse informatiche (report, consuntivi, etc.) ai propri clienti o ai propri partner L accesso ad una extranet deve essere protetto mediante sistemi di autenticazione che può avvenire o mediante le consuete credenziali costituite da username e password oppure mediante altri sistemi di autenticazione

13 LE RETI DI COMPUTER Lezione n. 4 parte seconda Giovedì 8 ottobre 2015 luca.ricciotti@unimc.it A.A primo semestre biennio Luca Ricciotti PhD