RETI -ARGOMENTI. Prof.ssa D'Angelo - Ti presento le reti -

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1 RETI -ARGOMENTI 1. Definizione di Internet dal punto di vista fisico 2. Definizione di Internet dal punto di vista logico 3. Le reti di accesso 4. I tre tipi di connessione 5. Le reti locali (L.A.N.) 6. Vantaggi nell uso delle reti locali 7. Le reti estese (W.A.N.) 8. Le reti G.A.N. 9. Topologia di reti L.A.N. (anello, bus e stella) 10. Topologia di reti W.A.N. ( a maglia completamente connessa o no) 11. Mezzi trasmissivi (cavo coassiale, doppino tel., fibra ottica) 12. Le reti Ethernet 13. Lo standard di trasmissione C.S.M.A./C.D. 14. La tipologia di trasmissione (punto-punto o multipunto) 1

2 Internet dal punto di vista fisico Definizione della rete Internet dal punto di vista fisico. E un insieme di: 1. Nodi ospite (host), 2. Communication link (collegamenti fisici), 3. Packet switch (commutatori di pacchetti). 2

3 Internet dal punto di vista logico Definizione della rete Internet dal punto di vista logico: è una infrastruttura che fornisce servizi attraverso una grande varietà di applicazioni che si appoggiano ad essa (navigazione web, posta elettronica, social networking, streaming video, ecc ) utilizzando i protocolli e le A.P.I. Gli host connessi ad Internet usano le A.P.I. (Application programming interface) che sono interfacce software che regolano la comunicazione con i computer destinatari. Ad esempio un programma scritto per Microsoft Windows non può essere eseguito direttamente su un sistema UNIX senza un A.P.I. adapter come WINE. Altre regole sono registrate nei protocolli di comunicazione che definiscono il formato e l ordine dei messaggi scambiati e le azioni da compiere per trasmettere o ricevere un messaggio. 3

4 Le reti di accesso Definizione di rete d accesso.. I tre tipi di rete d accesso: Reti casalinghe o di piccole aziende (dette S.O.H.O. cioè Small Office Home Office), Grandi reti aziendali, Reti mobili. Disegna un rete di tipo SOHO.. 4

5 I tre tipi di connessione 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). Disegna una rete di tipo W.A.N. con i tre tipi di connessioni presenti contemporaneamente (a pag 3 del libro di testo) 5

6 Le reti locali (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 (tra 4 Mb/s Mb/s e oltre ) - basso tasso errore - estensione limitata (ordine di 1 Km ). 6

7 La rete LAN ( Local Area Network) è una rete locale composta da computer collegati tra loro e che risiedono tutti nello stesso ambiente di lavoro. Sono situati, quindi, in un area geografica circoscritta, all interno dello stesso edificio o edifici adiacenti, ad esempio: Stanza 10 metri LAN Edificio 100 metri LAN Campus 1 chilometro LAN 7

8 VANTAGGI DI UNA RETE L.A.N 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. 8

9 La rete MAN La rete MAN (Metropolitan Area Network) è una rete che copre delle distanze metropolitane, cioè in un area urbana di grande dimensioni o dislocate tra paesi vicini e distanti pochi chilometri. I computer sono interconnessi tra loro e collegati a un server centrale nell intero territorio comunale o metropolitano. 9

10 Le reti estese dette W.A.N. (WIDE AREA NETWORK) Le reti WAN (Wide Area Network) o reti geografiche, coprono lunghe distanze, arrivando oltre i confini geografici di città e stati. Le connessioni possono avvenire tramite ponti radio, reti pubbliche o addirittura stazioni satellitari per le telecomunicazioni. Questa possibilità offre diversi vantaggi: A. 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. B. E' possibile scambiare i file con i colleghi situati in altri luoghi o accedere da casa alla rete aziendale. C. 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 (I.S.P.). La prof.ssa, per il suo sito: usa Top Host come I.S.P. ( 10

11 G.A.N. (GLOBAL AREA NETWORK) Le reti GAN (Global Area Network) sono reti che collegano computer dislocati in tutti i continenti. Diverse sono le tecnologie impiegate per interconnettere le macchine: dal cavo in rame del comune doppino telefonico agli avanzati sistemi satellitari. Internet, la rete delle reti, è un tipico esempio di rete di tipo GAN. 11

12 DISTANZE E TIPOLOGIA DI RETE Stanza 10 metri LAN Edificio 100 metri LAN Campus 1 chilometro LAN Città 10 chilometri MAN Area metropolitana 100 chilometri MAN Stato o Nazione chilometri WAN Continente chilometri WAN Pianeta chilometri GAN 12

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14 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. 14

15 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. 15

16 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. 16

17 Bus Tutti i nodi sono collegati da un cavo unico Mezzo trasmissivo utilizzato: cavo coassiale doppino telefonico Pregi e difetti 17

18 Stella o Star Tutti i nodi sono collegati ad un nodo unico centrale Hub o concentratore è il centro-stella Mezzo trasmissivo utilizzato: doppino telefonico Pregi e difetti 18

19 Anello o Ring Ogni nodo è collegato al precedente ed al successivo (le macchine formano una catena chiusa) Mezzo trasmissivo utilizzato: doppino telefonico fibra ottica Pregi e difetti 19

20 Topologia e funzionamento Si possono avere reti con topologia di un certo tipo (ad anello) ma con funzionamento logico diverso (a stella). 20

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22 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. 22

23 MEZZI TRASMISSIVI MEZZI CAVO COASSIALE DOPPINO TELEFONICO MONOMODALE FIBRA OTTICA WIRELESS MULTIMODALE 23

24 CAVI COASSIALI 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

25 RAME (DOPPINO) 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. 25

26 IL DOPPINO TELEFONICO (IN DETTAGLIO) Sul doppino telefonico si possono inviare contemporaneamente: - le chiamate telefoniche - e la comunicazione digitale perché utilizzano bande di frequenza e larghezza di banda diverse che tra di loro non interferiscono. Infatti: --- per il telefono la banda arriva fino a 4 khz, --- per l upload dei file la banda va da 4 a 50 khz, --- il download dei file la banda va da 51 khz a 1 MHz, e allora il flusso dei dati in download è più veloce di quello in upload. 26

27 Fibre ottiche Le fibre ottiche utilizzate nelle LAN possono essere: Multimodali, più modi di propagazione con cammini di lunghezza d onda diversi Core 62,5 µm Cladding 125 µm Monomodali, un solo modo di propagazione Core 10 µm Cladding 125 µm

28 FIBRE OTTICHE 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). 28

29 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. 29

30 Con questo metodo solo un dispositivo per volta può comunicare. 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. 30

31 Unicast Tipologie di trasmissione Una comunicazione unicast é tra un singolo mittente ed un singolo ricevente Broadcast Una comunicazione broadcast é tra un singolo mittente verso tutti I nodi. Quindi anche I nodi non interessati ricevono questi pacchetti di broadcast Multicast Una comunicazione multicast é tra un singolo mittente verso multipli clienti con uno speciale indirizzo multicast