LE RETI DI COMUNICAZIONE

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1 LE RETI DI COMUNICAZIONE (Prima parte) Settembre 2002 I diritti di riproduzione, di memorizzazione elettronica e di adattamento totale o parziale con qualsiasi mezzo, compresi i microfilm e le copie fotostatiche sono riservati. La Gep Informatica potrà concedere, su richiesta, l autorizzazione a riprodurre porzioni del presente documento, secondo accordi, di volta in volta, da stabilirsi. 1 Le reti.doc

2 Sommario PREMESSA...2 COSA SONO LE RETI?...3 RETI LOCALI...4 TOPOLOGIA DI RETI LOCALI...5 I COMPONENTI DELLA RETE...8 Componenti hardware...8 Componenti software...9 1

3 Premessa La rivoluzione digitale poggia su due pilastri: il primo è costituito dal computer, ed in particolare dal personal computer, il secondo è costituito dalle telecomunicazioni ed in particolare dalle telecomunicazioni digitali. L incontro tra telecomunicazioni e computer avviene piuttosto tardi nella storia di entrambe le tecnologie. I primi esperimenti in questo campo risalgono, infatti, agli anni sessanta. Ma questo incontro ha dato luogo ad alcune delle innovazioni più importanti nella storia della tecnologia, e specialmente negli ultimi venti anni ha impresso un enorme sviluppo all industria di entrambi i settori. La parola telematica deriva dalla fusione di due parole: telecomunicazione e informatica. La telematica si occupa dell uso delle tecnologie informatiche nell ambito delle telecomunicazioni. Applicazioni telematiche sono ad esempio gli sportelli Bancomat, i fax ed i terminali per la lettura delle carte di credito. Le reti telematiche connettono fra loro più computer, attraverso cavi telefonici, fibre ottiche, ponti radio, satelliti, ecc. I vantaggi del collegamento attraverso le reti sono molteplici. Un computer in rete può accedere alle risorse informative residenti su altri computer, può utilizzare periferiche, come stampanti o fax, collegate ad altri elaboratori, e così via. 2

4 Cosa sono le reti? L idea della rete da pesca semplifica la comprensione del concetto di rete di calcolatori. La rete da pesca è un sistema di fili intrecciati a maglia usato per catturare pesci, uccelli, ecc. Se noi immaginiamo che al posto dei fili ci siano i cavi, al posto dei nodi elaboratori e invece delle prede le informazioni, otteniamo una rete di calcolatori. La rete può essere quindi definita come: insieme di nodi di elaborazione totalmente autonomi tra di loro, connessi mediante un opportuno sistema di comunicazione ed in grado di interagire, mediante scambio di messaggi, al fine di condividere le risorse messe a disposizione da ciascun nodo. La necessità di connettere tra di loro più sistemi non ha condotto immediatamente all utilizzo delle reti. La prima soluzione adottata fu quella a mainframe a terminali remoti, dove più stazioni non intelligenti facevano capo a un grande calcolatore in grado di svolgere tutte le funzioni. Le differenze sostanziali tra le due soluzioni sono illustrate nella tabella: Mainframe a terminali remoti Elaborazione centralizzata Costo elevato Cablaggio complesso Dipendenza totale ai guasti del mainframe Topologia a stella Ridotta possibilità di espansione Reti di calcolatori Elaborazione distribuita Costo ridotto Cablaggio semplificato Tolleranza ai guasti Topologia a stella, ad anello, multibus Facilità di espansione ed evoluzione Come si può notare dalla tabella, l introduzione delle reti ha portato un infinità di vantaggi che hanno fatto immediatamente convogliare il mercato verso questa realtà. Le reti di calcolatori vengono classificate in base alla loro dimensione in: Reti locali LAN (Local Area Network), Reti geografiche Wan (Wide Area Network, ad es. Internet). 3

5 Reti Locali Se i computer collegati si trovano a breve distanza tra loro, solitamente all interno del medesimo edificio o addirittura dello stesso locale, si parla di rete locale (LAN Local Area Network). Queste reti si sono diffuse moltissimo negli ultimi anni, poiché con l aumento dei computer installati nelle aziende e negli uffici si è fatta sentire l esigenza di far comunicare tra loro le macchine, in modo da evitare di duplicare inutilmente le informazioni e le risorse hardware. Ad esempio, in un piccolo ufficio in cui lavorano due persone, ciascuna con il computer, è inutile acquistare due stampanti: una rete locale consente a ciascun utente di condividere l uso della stampante con l altro. Nelle reti locali esiste solitamente un computer principale, denominato server, che mette le sue risorse a disposizione degli altri, chiamati client o stazioni di lavoro, i quali accedono alle risorse condivise. Ad esempio, in una rete formata da due computer e una stampante: il computer che è collegato fisicamente alla stampante e consente agli altri di accedere a tale periferica è il server. La rete può avere un unico server e tanti client, oppure diversi server, o anche configurata in modo che tutti i computer agiscono contemporaneamente come server e come client. 4

6 Topologia di reti locali Anche le reti locali possono essere classificate in base alla loro dimensione, ovvero al numero di computer collegati. Soprattutto se il numero di computer è elevato, assume importanza rilevante la scelta della topologia di rete, ovvero del modo in cui vengono disposti i computer nel collegamento. Le topologie più note sono: Rete a Stella Sebbene si sia sviluppata più tardi rispetto alle altre, la topologia a stella è divenuta quella più popolare. Tutti i computer sono connessi, tramite un tratto dedicato, ad un nodo centrale (hub) che può essere un semplice rigeneratore di segnali o anche un apparecchio intelligente. I pacchetti (di dati) inviati da una stazione ad un altra sono ripetuti su tutte le porte dell hub. Questo permette a tutte le stazioni di vedere qualsiasi pacchetto inviato sulla rete, ma solo la stazione a cui il pacchetto è indirizzato lo copierà. Uno dei vantaggi della topologia a stella si manifesta in caso di guasto di una delle connessioni della rete: solo il computer su quel segmento ne risente mentre tutti gli altri continuano ad operare normalmente. Lo svantaggio è il costo addizionale imposto dall acquisto di uno o più hub, comunque compensato dalla più facile installazione e dai costi ridotti del cablaggio. 5

7 Rete ad anello: Le due estremità sono connesse a formare un anello: una struttura unidirezionale rinchiusa su se stessa in cui le informazioni si propagano in una sola direzione. L informazione, organizzata in pacchetti ciascuno dei quali contiene l indirizzo di destinazione, gira all interno di questo anello fino a raggiungere il nodo destinatario. Il guasto di qualsiasi nodo interrompe il funzionamento dell'intera rete. Il protocollo più importante attualmente utilizzato su reti locali con topologia ad anello, è il Token Ring. L accesso al mezzo si basa sul passaggio di un token (gettone): un pacchetto speciale che circola sull anello. Il gettone viaggia lungo la linea da stazione a stazione. Quando una stazione vuole trasmettere un pacchetto deve aspettare il token e rimuoverlo dall anello, prima di trasmettere il proprio pacchetto. La stazione modifica il segnale, impedendo così che le altre stazioni possano inviare a loro volta messaggi. Dopo aver trasmesso il messaggio la stazione mittente deve reinserire il gettone, inviando la sequenza di bit che formano il segnale di abilitazione. 6

8 Rete a bus Nella topologia a bus ogni stazione è collegata ad un'unica linea, il bus. Un solo nodo alla volta può inviare messaggi ad ogni altro nodo o a un insieme di nodi: la trasmissione si dice broad-cast, cioè da uno a molti. La gestione della comunicazione può avvenire con il metodo a priorità prefissata: una linea di controllo collega tutte le stazioni e indica con un opportuno segnale (vero, falso) se c'è una stazione che sta trasmettendo. Il verso di collegamento della linea di controllo determina una priorità tra le diverse stazioni. Una stazione prima di inviare un messaggio deve controllare il segnale, per verificare che non ci sia già una stazione a priorità più alta che trasmette. Questa topologia permette di modificare ed estendere facilmente la rete; inoltre il guasto di una stazione non condiziona il funzionamento del resto della rete, mentre un'interruzione del cavo interrompe il servizio per tutte le stazioni connesse al bus. Queste reti sono le più diffuse soprattutto nelle piccole aziende, poiché risultano economiche e flessibili. 7

9 I componenti della rete Componenti hardware Server Non indispensabile, ma utile, la maggior parte delle reti hanno almeno un computer chiamato server, al quale sono collegati tutti i sistemi desktop. Il server è il computer più importante della rete in quanto contiene tutti i dati e tutte le applicazioni che gli utenti desiderano utilizzare personalmente o condividere con altri utenti. In pratica il server è il cuore della rete. Client Un client è un PC (desktop o notebook) che si collega al server attraverso una scheda di interfaccia di rete per accedere ai file e alle applicazioni residenti sul server. Attualmente esistono sul mercato molti computer già configurati con tali schede di interfaccia. Periferiche condivise Attraverso la rete è possibile condividere periferiche come stampanti, stampanti a colori, scanner, CD-ROM, unità di back-up, ecc. Se alcune di queste unità esistono già, possono essere inserite nella rete, in modo da proteggere i relativi investimenti. Hub e ripetitori I PC desktop e i notebook sono normalmente collegati attraverso un cablaggio di tipo telefonico (doppino o twisted pair cable) a un apparecchiatura intermedia (hub o ripetitore) ovvero un dispositivo di comunicazione con funzioni di connettività. 8

10 Componenti software Sistema operativo di rete Il sistema operativo di rete (Network Operatine System o NOS) controlla il funzionamento della rete, assegna le attività ai computer della rete, organizza i file, gestisce il flusso delle informazioni e infine controlla chi accede a quali informazioni. Il NOS include sia il software che opera sul server, sia quello che opera su ciascun computer client. Software Client Include l ambiente operativo client che controlla le attività del client e le comunicazioni con il NOS residente sul server. Può contenere inoltre anche il software di produttività individuale, come ad esempio un word processor o un foglio elettronico. Applicazioni e utilities di rete Si tratta dei programmi installati ed eseguiti sul server, come ad esempio i programmi di posta elettronica, di gestione dell agenda e di gestione degli impegni. Tra queste applicazioni ci possono essere anche le versioni per la rete di strumenti di produttività individuale come i word processor e i fogli elettronici, oppure utilities per il salvataggio dei dati su nastri magnetici e il successivo ripristino in caso di perdita dei dati originali. Gestione della rete Il successo di una rete dipende in larga misura dalla sua continuità operativa. Esiste una serie di strumenti che aiutano a tenere sotto controllo il funzionamento della rete. Applicazioni aziendali Programmi per gestire specifiche funzioni aziendali, come ad esempio la contabilità o l acquisizione degli ordini, oppure applicazioni per determinati settori di mercato, come ad esempio il settore bancario o quello manifatturiero. 9

11 N.B. Quando si parla di reti locali, bisogna tenere in considerazione la questione delle licenze e la copiatura dei pacchetti applicativi sui vari computer. In commercio esistono le applicazioni CLIENT/SERVER che permettono ad un PC di usufruire delle risorse hardware e software di un altro computer. 10

12 Bibliografia Beauchamp, K. G., Poo, G-S., Comunicazioni tra computer, Jackson Libri, Milano 1998 Green, J., La nuova frontiera delle comunicazioni, Mondadori, Milano 1998 Mansell, R., Le telecomunicazioni che cambiano, UTET, Torino 1993 Tannenbaum, A. S., Reti di computer, Jackson Libri, Milano

13 Speriamo di avervi fatto cosa gradita con questo nostro documento e restiamo a disposizione per ogni eventuale Vostro chiarimento o approfondimento in merito. Seguirà il prossimo mese la seconda e ultima parte dell argomento. Distinti saluti. Gep Informatica s.r.l. Ufficio Marketing e Relazioni Esterne (Boschi Sabrina) Gestire ed orchestrare tutti i processi delle varie aree aziendali, oggi è possibile grazie all esperienza, alle tecnologie e alle soluzioni sviluppate dal gruppo della Gep Informatica. 12