LE RETI E INTERNET. Definizione della rete Internet dal punto di vista fisico

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1 LE RETI E INTERNET 1 Definizione della rete Internet dal punto di vista fisico

2 LE RETI E INTERNET 2 Parla dei commutatori di pacchetto o packet switch.

3 LE RETI E INTERNET 3 Parla dei dispositivi fisici usati nelle reti locali: Hub, Switch, Router

4 ROUTER Il router mette in connessione due (o più) reti intervenendo al terzo livello del modello ISO/OSI. Di conseguenza, il router è in grado di trasferire i pacchetti di un determinato tipo di protocollo di rete indipendentemente dal tipo di reti fisiche effettivamente connesse. In altri termini, si può dire che il router sia in grado di connettere reti separate che hanno schemi di indirizzamento differenti, ma che utilizzano lo stesso tipo di protocollo di rete al terzo livello ISO/OSI. 4

5 LE RETI E INTERNET 5 Definizione della rete Internet dal punto di vista logico. Poi descrivi la struttura logica della rete Internet (A.P.I. e protocolli).

6 LE RETI E INTERNET 6 Definizione di rete d accesso. I tre tipi di rete d accesso: Reti casalinghe di piccole aziende (dette S.O.H.O. cioè Small Office Home Office), Grandi reti aziendali, Reti mobili. Disegna un rete di tipo SOHO.

7 LE RETI E INTERNET 7 I tre tipi di connessione: Con linea telefonica (e uso del doppino telefonico) Con cavo in fibra ottica, Con l uso di reti mobili (reti con satellite, reti cellulari, Wimax). Disegna una rete di tipo W.A.N. con i tre tipi di connessioni presenti contemporaneamente.

8 APPARATI DI UNA RETE LAN LAN WAN INTERNET ROUTER SWITCH 8

9 CARATTERISTICHE DI UNA RETE LAN Una rete LAN è un mezzo di trasporto equamente condiviso tra tutte le stazioni che vi si collegano, con accesso regolato da apposito protocollo, e con le seguenti caratteristiche: - private; - alta velocità trasmissiva ( compresa tra 4 Mb/s Mb/s ed oltre ); - basso tasso errore ; - estensione limitata ( ordine del Km ). 9

10 VANTAGGI DI UNA RETE LAN E' possibile condividere periferiche costose, come le stampanti. In una rete, tutti i computer possono accedere alla stessa stampante. E' possibile centralizzare programmi informatici essenziali, come gli applicativi finanziari e contabili. Spesso gli utenti devono poter accedere allo stesso programma in modo che possano lavorarvi simultaneamente. Un esempio di ciò potrebbe essere un sistema di prenotazione di biglietti in cui è importante evitare di vendere due volte lo stesso biglietto. E' possibile istituire sistemi di backup automatico dei file. E' possibile usare un programma informatico per fare il backup automatico di file essenziali, risparmiando tempo e proteggendo l'integrità del proprio lavoro. 10

11 WAN (WIDE AREA NETWORK) In una rete WAN (Wide Area Network), le informazioni e le risorse sono condivise in un'area geografica più ampia rispetto ad una LAN. Questa possibilità offre diversi vantaggi: E' possibile inviare e ricevere messaggi in tutto il mondo, comunicare messaggi e avviso a molte persone, in molti luoghi diversi, in modo più rapido ed economico. E' possibile scambiare i file con i colleghi situati in altri luoghi o accedere da casa alla rete aziendale. E' possibile accedere alla vaste risorse dell'internet e di World Wide Web. Per accedere ad una WAN, è necessario instaurare una connessione con un fornitore di servizi internet (ISP). 11

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13 L.A.N. TOPOLOGIA AD ANELLO T T T T T T La topologia ad anello prevede di connettere ogni computer al successivo. Ne risulta quindi un anello unidirezionale con seri problemi di affidabilità perché, se un computer si rompe, l intera rete locale non funziona più. 13

14 L.A.N. TOPOLOGIA A STELLA La topologia a stella implica la presenza di un centro stella con un server e permette di escludere i computer malfunzionanti, evitando così di bloccare l'intera rete. Il centro stella è però un punto critico per l'affidabilità della rete. 14

15 L.A.N. TOPOLOGIA A BUS T T T T T T T La topologia a bus richiede un mezzo trasmissivo bidirezionale (con la propagazione del segnale in entrambe le direzioni). L'assenza di un elemento centrale garantisce un'elevata affidabilità ai guasti. 15

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17 maglia completa maglia incompleta La topologia a maglie prevede di interconnettere i sistemi con canali trasmissivi bidirezionali. Se ogni sistema e connesso con tutti gli altri si parla di maglia completa, in caso contrario si parla di maglia incompleta. 17

18 MEZZI TRASMISSIVI 18 MEZZI RAME(DOPPINO) COASSIALE FIBRA OTTICA WIRELESS MONOMODALE MULTIMODALE

19 RAME(DOPPINO) 19 CAVO UTP Il doppino telefonico (o twisted pair) può essere di categoria 3 o di categoria 5. Il doppino di categoria 3, utilizzato in passato, non è più adatto per le nuove tecnologie: ora esiste il doppino TP di categoria 5, testato fino a 100 MHz, che garantisce velocità dell'ordine dei 100 Mbps. Il twisted pair può essere schermato (S.T.P. - Shielded Twisted Pair) o non schermato (U.T.P. - Unshielded Twisted Pair). L'UTP è oggi il tipo di cablatura più usata nelle reti LAN. Viene infatti utilizzato nella maggioranza delle reti Ethernet. ll cavo UTP è composto da quattro coppie di fili contenuti in un rivestimento isolante. Ogni coppia è intrecciata per eliminare l interferenza proveniente dalle altre coppie e da altre apparecchiature elettriche.

20 FIBRE OTTICHE 20 ll cavo in fibra ottica utilizza i segnali luminosi per trasferire i dati e li trasmette attraverso una sottile fibra in vetro. E' generalmente composto da due parti: la piu interna prende il nome di nucleo (core), e l esterna di mantello (cladding). La trasmissione di impulsi luminosi anziché elettrici consente di eliminare il problema delle interferenze elettromagnetiche. Per questo motivo è il mezzo trasmissivo ideale per gli ambienti che hanno molto noise elettromagnetico. I dati che viaggiano sulle fibre ottiche possono essere trasferiti a velocità altissime e su distanze maggiori rispetto al cavo coassiale e al twisted pair. Le fibre ottiche vengono spesso utilizzate per le dorsali (backbone). FIBRE OTTICHE MONOMODALI E MULTIMODALI

21 FIBRE OTTICHE MULTIMODALI 21 MULTIMODALE DIODO MANTELLO NUCLEO (CORE) MULTIMODALE NELLE FIBRE OTTICHE MULTIMODALI I RAGGI CHE SI PROPAGANO SECONDO I DIVERSI MODI PERCORRONO CAMMINI DI LUNGHEZZA DIVERSA,CUI CORRISPONDONO TEMPI DI PROPAGAZIONE DIVERSI.QUESTO FENOMENO SI CHIAMA DISPERSIONE MODALE E PONE UN LIMITE INFERIORE ALLA DURATA MINIMA DI UN IMPULSO LUMINOSO,LIMITANDO QUINDI LA VELOCITA DI TRASMISSIONE.LE FIBRE MULTIMODALI TRASMETTONO CON LED POCO COSTOSI.

22 FIBRE OTTICHE MONOMODALI MONOMODALE LASER 22 MANTELLO NUCLEO (CORE) MONOMODALE PER RISOLVERE DEFINITIVAMENTE IL PROBLEMA DELLA DISPERSIONE MODALE SI USANO LE FIBRE OTTICHE MONOMODALI.LA FIBRA OTTICA MONOMODALE AMMETTE UNA SOLA MODALITA PROPAGATIVA.SULLE FIBRE MONOMODALI SI TRASMETTE CON LASER COSTOSI, MA SI COPRONO DISTANZE MAGGIORI A VELOCITA MAGGIORI RISPETTO ALLE FIBRE MULTIMODALI.

23 CAVI COASSIALI 23 Il cavo coassiale ha al suo interno un filo conduttore di rame. Il cavo che ricopre il filo serve a garantire l'isolamento tra il filo di rame ed uno schermo di metallo intrecciato. Tale schermo limita le interferenze esterne. Il cavo coassiale è molto simile al cavo della TV. L'unica differenza è che trasporta dati digitali anziché analogici. Per molto tempo il cavo coassiale è stato l'unica possibilità per la cablatura di reti locali ad alta velocità, nonostante alcuni svantaggi: non si poteva piegare facilmente ed era soggetto a frequenti rotture meccaniche ai connettori.

24 Con questo metodo può comunicare solo un dispositivo per volta. Quando due dispositivi cercano di comunicare simultaneamente, tra i pacchetti trasmessi si verifica una collisione che viene rilevata dai dispositivi trasmittenti. I dispositivi cessano quindi di trasmettere per un po e attendono prima di inviare nuovamente i loro pacchetti. Il meccanismo è paragonabile ad una conversazione tra un gruppo di persone; se due persone parlano contemporaneamente, si fermano entrambe e una di esse inizia a parlare nuovamente. 24

25 La tecnologia Ethernet è apparsa nel 1970 e da allora è quella più utilizzata per le reti locali (LAN). Ethernet si basa sullo standard CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). In pratica, una Ethernet può inviare i pacchetti di dati solo quando nessun altro pacchetto sta viaggiando sulla rete. In caso contrario, aspetta a trasmettere. Se piu stazioni, ritenendo libero il canale, iniziassero ad inviare i dati nello stesso momento, si verificherebbe una "collisione". Ogni stazione, allora, attende per un certo periodo e poi prova a inviare nuovamente il pacchetto di dati. Se gli utenti della rete aumentano, cresce rapidamente anche il numero di collisioni. La larghezza di banda o capacità di trasmissione dei dati (throughput) di Ethernet è di 10 Mbps. Fast Ethernet opera nello stesso modo (con l'identificazione delle collisioni) ma ad una velocità di 100 Mbps. Oggi esiste anche la tecnologia Gigabit Ethernet che trasmette a 1000 Mbps. 25

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27 MODELLO ISO/OSI STANDARD 7. APPLICAZIONE 6. PRESENTAZIONE 5. SESSIONE 4. TRASPORTO 3. RETE 2. COLLEGAMENTO 1. FISICO 27 I protocolli: F.T.P. T.C.P. I.P. Il modello O.S.I. (Open System Interconnection), diventato parte degli standard I.S.O., scompone la gestione della rete in livelli. Questo modello e un riferimento comune ai concetti che riguardano le reti. I livelli del modello OSI/ISO sono sette. Il primo livello è quello più basso ed è a contatto del supporto fisico di trasmissione, mentre l'ultimo è quello più alto ed è a contatto delle applicazioni utilizzate dall'utente

28 LO STATO APPLICAZIONE 28 Livello 7 Applicazione Interfaccia di comunicazione con i programmi (Application Program Interface),cioe gli applicativi attraverso i quali l utente finale utilizza la rete.

29 LO STATO PRESENTAZIONE Livello 6 Presentazione Gestisce la sintassi dell informazione da trasferire, compresa la cifratura e decifratura. 29

30 LO STATO SESSIONE Livello 5 Sessione Si occupa di instaurare, mantenere e concludere il dialogo tra due programmi applicativi. 30

31 LO STATO TRASPORTO Livello 4 Trasporto Si occupa di trasferire i dati ottimizzando l uso delle risorse di rete attraverso: - controllo e correzione degli errori, - prevenzione della congestione della rete. 31

32 LO STATO RETE Livello 3 Rete Il livello rete definisce i pacchetti, l'indirizzamento e l'instradamento, in pratica determina se e quali sistemi intermedi devono essere attraversati dal pacchetto per giungere a destinazione. 32

33 LO STATO COLLEGAMENTO Livello 2 Collegamento dati Questo livello definisce i pacchetti e l'indirizzamento in funzione del tipo fisico di comunicazione.verifica,inoltre, la presenza di errori e gestisce la contesa del mezzo trasmissivo. 33

34 LO STATO FISICO Livello 1 Fisico Ha il compito di trasmettere sequenze binarie sul canale di comunicazione. A questo livello si specificano, ad esempio, le tensioni che rappresentano 0 e 1 e le caratteristiche dei cavi e dei connettori. 34

35 L' I.P. e' il protocollo principale del livello di rete di architettura TCP/IP. Si occupa di instradare i pacchetti sulla rete ed ha le funzioni di frammentazione, riassemblaggio dei messaggi e di correzione di eventuali errori. I pacchetti che instrada sono formati dall'header e dalla zona dati. L'header contiene molte informazioni tra cui: -source ip address (indirizzo sorgente), -destination ip address (indirizzo destinatario). 35

36 I PACCHETTI I dati viaggiano nella rete in forma di pacchetti. Il termine è appropriato perché si tratta di una sorta di confezionamento delle informazioni attraverso cui si definisce il mittente e il destinatario dei dati trasmessi. Il confezionamento e le dimensioni dei pacchetti dipendono dal tipo di rete fisica utilizzata. I dati sono un materiale duttile che può essere suddiviso e aggregato in vari modi. Ciò significa che, durante il loro tragitto, i dati possono essere scomposti e ricomposti più volte e in modi differenti. Per esempio, per attraversare un particolare segmento di una rete, potrebbe essere necessario suddividere dei pacchetti troppo grandi in pacchetti più piccoli, oppure potrebbe essere utile il contrario. 36

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39 L indirizzo I.P. L' indirizzo IP e' formato da 4 campi da 8 bit ciascuno. 8 bits 8 bits 8 bits 8 bits Gli indirizzi IP sono composti da due parti che sono: -network(rete),che indica la LAN di destinazione: -host, che indica il Pc di destinazione. NETWORK HOST 32 bits 39

40 CLASSI DI INDIRIZZI.Classe A -i bit che indicano la rete sono 8 mentre quelli che indicano l host sono 24; -gli indirizzi di classe A sono riconoscibili in quanto il primo campo e compreso tra 0 e network host host host.classe B -i bit che indicano la rete sono 16 mentre quelli che indicano l host sono 16; -gli indirizzi di classe B sono riconoscibili in quanto il primo campo e compreso tra 128 e network network host host 40

41 CLASSI DI INDIRIZZI.Classe C -i bit che indicano la rete sono 24 mentre quelli che indicano l host sono 8; -gli indirizzi di classe A sono riconoscibili in quanto il primo campo e compreso tra 192 e network network network host.classe D -sono riservati ad applicazioni multicast; -gli indirizzi di classe D sono riconoscibili in quanto il primo campo e compreso tra 224 e