Definizione di rete
Una rete di calcolatori è un mezzo di
trasporto che consente ai PC e ad altri
dispositivi di comunicare tra di
loro,condividendo informazioni e risorse.
Le reti possono avere dimensioni
differenti ed è possibile ospitarle in una
sede singola oppure dislocarle in tutto il
mondo.
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Le topologie di rete
Modello ISO/OSI
I mezzi trasmissivi
Tipi di rete
Le diverse topologie di rete
Ad anello
A stella o estesa
A bus
Ad albero
Parziale (a maglia incompleta)
Totale (a maglia completa)
Topologia ad anello
La topologia ad anello
prevede di connettere
ogni sistema al
successivo. Ne risulta
quindi un anello
unidirezionale che vede la
sua affidabilità
gravemente
compromessa. Se un
sistema risulta guasto o
spento si interrompe
l'intera rete.
Topologia a stella(o estesa)
È caratterizzata da un
punto centrale,
centrostella, che può
essere uno switch o un
elaboratore e diversi
host connessi ad esso.
La rete a stella diventa
a stella estesa quando al
posto di un host
collegato al centrostella
c'é un altro apparato
attivo, switch con a sua
volta altri host collegati
ad esso.
Topologia a bus
La topologia a bus
richiede un mezzo
trasmissivo
bidirezionale ( La
propagazione del segnale
in entrambe le direzioni)
broadcast,in cui quando
un sistema trasmette
tutti gli altri ricevono.
Inoltre,l'assenza di un
elemento centrale,
garantisce un'elevata
affidabilità.
Topologia ad albero
Quando in una
connessione l’accesso
alle risorse deve
rispettare dei vincoli
gerarchici,il
collegamento tra i
nodi dello stesso
livello deve passare
obbligatoriamente
dal livello superiore.
Topologia parziale o totale
(a maglia incompleta o completa)
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.
Modello ISO/OSI
Il modello OSI (Open System
Interconnection), diventato parte degli
standard ISO, 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 e, per tradizione, 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.
I VARI LIVELLI
I livelli ISO/OSI
Il livello fisico
Il livello di
collegamento dati
Il livello di rete
Il livello di trasporto
Il livello di sessione
Il livello di
presentazione
Il livello di applicazione
Il livello fisico (physical layer)
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.
Il livello di collegamento dati
(data link layer)
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.
Il livello di rete (network layer)
Il livello rete definisce i pacchetti, l‘
indirizzamento e l‘ instradamento in
modo astratto rispetto al tipo fisico di
comunicazione. In pratica determina se
e quali sistemi intermedi devono essere
attraversati dal pacchetto per giungere
a destinazione.
Il livello di trasporto
(transport layer)
Si occupa di trasferire i dati
ottimizzando l’uso delle risorse di rete
attraverso:
-controllo e possibile correzione degli
errori:
-frammentazione
-prevenzione congestione della rete.
Il livello di sessione
(session layer)
Vengono definite le regole per aprire e
chiudere una connessione logica e quelle
necessarie per il trasferimento dei dati.
Il livello di presentazione
(presentation layer)
Gestisce la sintassi dell’informazione da
trasferire, compresa la cifratura e
decifratura,senza l’aiuto di entita’ di
applicazione.
Il livello di applicazione
(application layer)
Interfaccia di comunicazione con i
programmi (Application Program
Interface), cioè gli applicativi
attraverso i quali l’utente finale utilizza
la rete.
I mezzi trasmissivi
Doppino
Cavo coassiale
Fibra ottica
Il doppino
Il doppino telefonico 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 o non
schermato. Viene utilizzato nella maggioranza delle
reti Ethernet come pure nelle Token Ring. l cavo UTP
è composto da quattro coppie di fili contenuti in un
rivestimento isolante.
Il cavo coassiale
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.
La fibra ottica
Le fibre ottiche sono filamenti di materiale vetroso,
realizzati in modo da poter condurre la luce. Sono
normalmente disponibili sotto forma di cavi. Le fibre
ottiche sono classificate come guide d'onda
dielettriche. Esse, in altre parole, permettono di
convogliare al loro interno un campo elettromagnetico
di frequenza sufficientemente alta (in genere in
prossimità dell'infrarosso) con perdite estremamente
limitate. Vengono comunemente impiegate nelle
telecomunicazioni su grandi distanze e nella fornitura
di accessi di rete a larga banda
Costituzione della fibra ottica
Le fibre ottiche sono composte da due strati
concentrici di materiale vetroso estremamente puro: un
nucleo cilindrico centrale, o core, ed un mantello o
cladding attorno ad esso. I due strati sono realizzati
con materiali con indice di rifrazione leggermente
diverso, il cladding deve avere un indice di rifrazione
minore rispetto al core. Come ulteriore caratteristica il
mantello deve avere uno spessore maggiore della
lunghezza di smorzamento dell'onda evanescente,
caratteristica della luce trasmessa. Se le condizioni
vengono rispettate gran parte della potenza è
mantenuta all'interno del core. Diversi tipi di fibre si
distinguono per diametro del core, indici di rifrazione,
caratteristiche del materiale, profilo di transizione
dell'indice di rifrazione, drogaggio.
Funzionamento della fibra ottica
Uno studio rigoroso della fisica delle fibre ottiche
richiede concetti di ottica quantistica. Usando un
paragone di ottica classica, la discontinuità nell'indice di
riflessione genera un fenomeno di riflessione totale, per
cui tutta la potenza che la colpisce con un angolo di
incidenza sufficientemente alto viene riflessa.Le fibre
ottiche si basano sul fenomeno di riflessione totale
interna, la discontinuità dell'indice di rifrazione tra i
materiali del nucleo e del mantello intrappola la
radiazione luminosa finché questa mantiene un angolo
abbastanza radente, in pratica finché la fibra non
compie curve troppo brusche.
I principali vantaggi della fibra
ottica
bassa attenuazione, che rende possibile la trasmissione
su lunga distanza senza ripetitori;
grande capacità di trasporto di informazioni;
immunità da interferenze elettromagnetiche, inclusi gli
impulsi elettromagnetici nucleari (ma possono essere
danneggiate da radiazioni alfa e beta);
alta resistenza elettrica, quindi è possibile usare fibre
vicino ad equipaggiamenti ad alto potenziale, o tra siti a
potenziale diverso;
peso e ingombro modesto;
bassa potenza contenuta nei segnali;
assenza di diafonia;
ottima resistenza alle condizioni climatiche avverse.
Costi e utilità della fibra ottica
Il costo varia dai 4000 euro/km di fibra nei piccoli
centri (con cavi di spessore molto più contenuto) ai
10000 euro/km di fibra nelle città, cui sono da
aggiungere i costi dello scavo per l'interramento e le
licenze comunali per aprire i cantieri (dove richieste
anche se per opere di pubblica utilità). Varie
municipalizzate e l'operatore tlc Fastweb stanno
costruendo reti proprietarie in fibra ottica con
ampiezza di banda che arriva a 10 megabit/sec in
accesso, indispensabili per la tv via internet e la
videoconferenza. Varie società sono dotate di una
rete capillare e proprietaria in fibra ottica. La legge
impone l'interoperabilità delle reti su doppino, non su
altro mezzo trasmissivo ; per cui, anche in assenza di
copertura ADSL e per pubblica utilità, il privato
decide autonomamente se e quando entrare nel
mercato con un'offerta commerciale.
I tipi di rete
Rete LAN
Rete WAN
Rete MAN
La rete LAN
Nel campo dell'informatica LAN è l'acronimo per il
termine inglese local area network, in italiano rete
locale. Identifica una rete costituita da computer
collegati tra loro (comprese le interconnessioni e le
periferiche condivise) all'interno di un ambito fisico
delimitato (ad esempio in una stanza o in un edificio, o
anche in più edifici vicini tra di loro) che non superi la
distanza di qualche chilometro.Le LAN hanno dimensioni
contenute, il che favorisce il tempo di trasmissione, che
è noto. Le LAN tradizionali lavorano tra 10 Mbps e 100
Mbps, o anche 1 Gbit/s, su cavi in rame dalle
caratteristiche adeguate (CAT5 o superiore), o su fibra
ottica, hanno bassi ritardi e pochissimi errori. Le LAN
che operano fino a 1 Gbit/s sono utilizzate solo in
ambienti server o storage di grosse dimensioni.
La rete WAN
Una WAN (wide area network) è una rete geografica, ovvero
una rete informatica usata per connettere insieme più reti locali
(local area network o LAN) in modo che un utente di una rete
possa comunicare con utenti di un'altra rete. Molte WAN sono
costruite per una particolare organizzazione e sono private.
La funzionalità delle WAN è generalmente la connessione degli
host. Questa struttura forma una communication subnet o
semplicemente subnet, che in genere appartiene ad una
compagnia telefonica o a un ISP. La subnet si compone di linee di
trasmissione e di elementi di commutazione. Le linee di
trasmissione spostano i bit e possono essere realizzate in fibra
ottica, con collegamenti
radio, in rame o altro, mentre gli elementi di commutazione sono
computer specializzati che collegano più linee di commutazione
(router ad esempio).
La rete MAN
Una rete metropolitana o (in inglese metropolitan area
network, abbreviato in MAN) è una rete telematica che
di solito ricopre un'intera città. Storicamente le MAN
sono nate per fornire servizi di tv via cavo alle città
dove c'era una cattiva ricezione terrestre. In pratica
un'antenna posta su una posizione favorevole, distribuiva
poi il segnale alle case mediante cavo. Prima la cosa è
avvenuta a livello locale, successivamente si sono create
grosse aziende che hanno richiesto di cablare intere
città, soprattutto negli Stati Uniti. Quando il fenomeno
Internet è esploso, queste società hanno ben pensato di
diffondere la comunicazione internet anche attraverso il
cavo TV utilizzando la struttura preesistente.
Tipicamente questa struttura usa fibra ottica per
collegamento.
Lavoro realizzato da:
Nigro Gabriele
&
Scaravilli Cristian
