Componenti della rete

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1 Componenti della rete Nodi, Link e adattatori di rete (NIC) Modulazione e Multiplexing Tipologia di cavi - wireless Correzione d errore - rete affidabile Ethernet - reti ad anello - reti wireless - reti peer-to-peer Conclusioni 1 1 Nodi e Link Nodo = elemento attivo all interno della rete: PC, hub, switch, router, gateway, ecc... Link = connessione fisica tra due o più nodi: doppino telefonico, cavo di rete, cavo coassiale, fibra ottica, etere, ecc... Cloud = insieme di nodi e link Adattatore di rete = permette il collegamento di un nodo ad un link. I nodi possono a loro volta essere nidificati, ovvero contenere altri nodi collegati da link. 2 2

2 Adattatore di rete (NIC) NIC = Network Interface Controller. È una parte del nodo e serve ad interfacciarlo con un link. Non è un semplice connettore, ma un intermediario attivo dotato di una propria memoria e capacità elaborativa. Il NIC trasferisce i dati ricevuti dalla rete nella memoria del sistema mediante un accesso al bus I/O (DMA o PIO) dove la CPU potrà accedervi. La velocità della memoria condiziona le prestazioni del NIC 3 3 Linee di collegamento I segnali viaggiano attraverso le reti sotto forma di radiazioni elettromagnetiche. La velocità delle radiazioni elettromagnetiche nel vuoto è quella della luce circa Km/s, ma nel rame o in una fibra ottica la velocità si riduce a 2/3 ovvero circa Km/s. La frequenza è un importante parametro che caratterizza le radiazioni elettromagnetiche. 4 4

3 Spettro elettromagnetico 5 5 Banda base e Modulazione Banda base = intervallo di frequenze in cui sono localizzate le radiazioni elettromagnetiche associate ad una trasmissione. P. es. la trasmissione telefonica ha una banda base di circa 3 KHz compresa tra 300 Hz e 3300 Hz. Modulazione = si intende la tecnica di trasmissione di un segnale elettromagnetico detto Modulante (eventualmente rappresentante un'informazione), per mezzo di un altro segnale elettromagnetico detto portante che ha lo scopo di trasmettere le informazioni in alta frequenza. 6 6

4 Esempio di modulazione ADSL 7 7 Multiplazione Permette di condividere lo stesso canale per più trasmissioni simultanee. Suddivide tra diversi circuiti la banda disponibile di un generico mezzo trasmissivo (fibra ottica, doppino in rame, etc.). 8 8

5 Tipologie di cavo Cavo Banda Distanza UTP cat Mbps 100m Coassiale sottile Mbps 200m Coassiale grosso Mbps 500m Fibra multimodale 100 Mbps 2 Km Fibra monomodale 0,1-10 Gbps 40 Km 9 9 Connessioni dedicate a noleggio CDN: Circuito Diretto Numerico le velocità vanno da 2Mb/s a 2,5 Gb/s, i tagli più comuni in Italia sono: 2Mb/s, 4Mb/ s, 8Mb/s, 20Mb/s, 34 Mb/s, 155 Mb/s, 622Mb/s e 2,5 Gb/s. Possono essere in rame o più spesso in fibra ottica 10 10

6 Connessioni dell ultimo miglio PSTN (POTS) 28,8-56 Kbps ISDN Kbps xdsl 128 Kbps - 20 Mbps (ADSL - ADSL2 - HDSL - SHDSL) VDSL 12,96-55,2 Mbps Collegamenti wireless WiFi (802.11) Bluetooth ( ) WiMax (802.16) Satellite 12 12

7 Modello di comunicazione Modello di elaborazione 14 14

8 Informazione DATI: i dati sono informazioni di tipo "statico", in quanto non si modificano nel tempo. PROCEDURE (programmi): è un tipo di informazione, diverso dai dati, che è in grado di identificare non gli oggetti, le entità, gli eventi, ma i loro legami logici, le relazioni dinamiche che li coinvolgono Sistema di comunicazione 16 16

9 Rilevazione d errore Interferenze e rumore termico causano l introduzione di bit errati durante la trasmissione. È fondamentale che la trasmissione dati disponga di opportune tecniche per la rilevazione degli errori e per la loro correzione CRC - Cyclic redundncy check CRC è un insieme di tecniche che permettono di rilevare la presenza di un errore in fase di trasmissione e in alcuni casi di correggerlo Ad un messaggio composto da n bit se ne aggiungono k (con k < n) calcolati mediante un opportuno algoritmo noto sia al trasmittente che al ricevente. Se i bit di controllo CRC non sono coerenti con il resto del messaggio, si è verificato un errore di trasmissione che in alcuni si può correggere

10 Esempi di CRC Duplicazione dell informazione Parità bidimensionale (odd parity - even parity) Algoritmo di checksum di Internet CRC a 32 bit Trasmissione affidabile Le tecniche CRC permettono principalmente di rilevare gli errori di trasmissione. Per correggere gli errori può essere necessario trasmettere troppi bit aggiuntivi, ma ciò può rendere la trasmissione inefficiente: si usano nel caso di trasmissioni con frequenti errori (wireless - satellitare). Per rendere la comunicazione affidabile si usano in modo combinato due meccanismi fondamentali: acknowledgement (ACK - conferma) e timeout (tempo scaduto)

11 Stop-and-wait Sliding window 22 22

12 Ethernet (802.3) Tecnologia per reti più usata sviluppata negli anni 70 alla Xerox di Palo Alto Nel 1978 Digital, Intel e Xerox definirono lo standard Ethernet 10 Mbit su cavo coassiale È una tecnologia di rete a bus di tipo CSMA/ CD (Carrier Sense Multiple Access with Carrier Detection) È disponibile nelle versioni a 10 Mbit, 100 Mbit e 1000 Mbit (1 Gbit) Reti ad anello Token Ring (802.5) - rame FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - fibre ottiche in alcuni casi rame RPR (Resilient Packet Ring) - fibre ottiche 24 24

13 Reti wireless Bluetooth ( ): breve distanza (10 m) - banda condivisa (2.1 Mbps) - collegamento periferiche a un PC, palmare o cellulare. Wi-Fi ( a, b, g, n): media distanza (100 m) - banda condivisa (54 Mbps) - collegamento PC portatili a una base fissa cablata. WiMAX (802.16): lunga distanza (10 Km) - banda condivisa (70 Mbps) - collegamento di un edificio ad una rete cablata Reti peer-to-peer condivisione di file e risorse peer-to-peer vs. client/server reti auto-organizzate (Gnutella) / reti con server centrale (Napster) reti sovrapposte (BitTorrent) localizzazione e copia file senza la necessità di un autorità centralizzata scalabilità delle prestazioni fino a milioni di nodi 26 26

14 Conclusioni Collegamenti fisici (link) tra i nodi della rete Codifica dei bit (codifica informazioni) Framing Rilevazione d errore Affidabilità Controllo di accesso al mezzo 27 27