Tecnologie wireless
Microonde terrestri – La comunicazione con microonde terrestri usa trasmettitori e
ricevitori posizionati sulla superficie terrestre simili alle antenne satellitari. Le microonde
terrestri si trovano nell’intervallo di frequenze dei pochi gigahertz, fatto che permette
tutte le comunicazioni solo se c’è la visibilità diretta. Le stazioni ricetrasmittenti sono
posizionate a una distanza di circa 48 Km (30 miglia) una dall’altra.
Satelliti per comunicazioni – I satelliti comunicano per mezzo di microonde, che non
vengono deviate dall’atmosfera della Terra. I satelliti sono posizionati nello spazio,
tipicamente su un’orbita geostazionaria a 35.400 Km (22.125 miglia) sopra l’equatore. Questi
sistemi geostazionari sono in grado di ricevere e ritrasmettere voce, dati e segnali
televisivi.
Tecnologie radio e ad ampio spettro – Le reti locali wireless usano una tecnologia radio ad
alta frequenza simile a quella cellulare digitale. Le LAN wireless usano una tecnologia ad
ampio spettro per permettere la comunicazione fra molti dispositivi in una zona limitata. La
normativa IEEE 802.11 definisce un insieme comune di standard aperti per la tecnologia
wireless a radioonde noto come Wifi.
Nodi di rete
Distinti dai mezzi fisici di comunicazione descritti sopra, le reti comprendono moduli
hardware base aggiuntivi, come schede di controllo dell’interfaccia di rete (NIC), repeater,
hub, bridge, switch, router, modem, e firewall.
Interfacce di rete
Un controllore di interfaccia di rete (NIC) è un accessorio hardware che fornisce a un
computer sia un’interfaccia fisica per collegarvi un connettore di cavo di rete, sia la capacità
di elaborare informazioni di rete a basso livello.
Nelle reti Ethernet, ogni controllore di interfaccia di rete possiede un indirizzo MAC
(Media Access Control ) univoco, che di solito è memorizzato nella memoria permanente
della scheda. L’unicità dell’indirizzo MAC è assicurata e amministrata dall’Istituto degli
Ingegneri Elettrici ed Elettronici (IEEE), al fine di evitare conflitti di indirizzi in una rete.
L’ampiezza di un indirizzo MAC Ethernet è sei ottetti. I tre ottetti più significativi servono
a identificare il produttore della scheda. I produttori di schede, usando solo i prefissi loro
assegnati, assegnano univocamente i tre ottetti meno significativi di ciascuna scheda
Ethernet che producono.
Repeaters e hubs
Un repeater è un dispositivo elettronico che riceve un segnale di rete, lo ripulisce dal
rumore superfluo, e lo rigenera. Il segnale viene ritrasmesso con un livello di potenza più
elevato, in modo che il segnale possa percorrere distanze maggiori senza deteriorarsi. Nella
maggior parte delle configurazioni Ethernet a coppia attorcigliata sono richiesti dei
repeaters per un cavo che supera i 100 metri di lunghezza. Un repeater con porte multiple è
noto come hub. I repeater lavorano al livello fisico del modello OSI. I repeater e gli hub
sono stati ormai resi obsoleti dai moderni switch.
Bridges
Un bridge di rete collega più segmenti di rete al livello data link (livello 2) del modello OSI
per formare una singola rete. I bridge trasmettono il messaggio a tutte le porte, eccetto la
porta attraverso la quale il messaggio è stato ricevuto. Tuttavia i bridge non duplicano il
traffico su tutte le porte in modo indiscriminato, come fanno gli hub. I bridge, invece,
“imparano” quali indirizzi MAC sono raggiungibili attraverso specifiche porte. Una volta che
il bridge associa una porta a un indirizzo, invierà il traffico per quell’indirizzo solo a quella
porta.
Routers
Un router è un dispositivo di interconnessione tra reti che invia pacchetti fra reti
analizzando le informazioni di instradamento contenute nel pacchetto, o datagramma. Le
informazioni di instradamento vengono spesso analizzate in abbinamento con la tabella di
instradamento. Un router usa la sua tabella di instradamento per determinare lungo quale
linea inviare i pacchetti.
Firewalls
Un firewall è un dispositivo di rete che serve a controllare la sicurezza di rete e le regole di
accesso. I firewall sono di norma configurati per rifiutare le richieste di accesso
provenienti da richiedenti sconosciuti.
Struttura di rete
La topologia di rete è la disposizione, o gerarchia organizzativa, dei nodi interconnessi di una
rete di computer. In molte tecnologie, ad esempio reti a bus, un singolo guasto può causare
la “caduta” dell’intera rete. In generale, più interconnessioni ci sono, più la rete è robusta,
ma più costosa da installare.
Disposizioni comuni
Topologie di rete comuni
Disposizioni comuni sono:
Rete a bus: tutti i nodi sono collegati a un canale comune lungo il canale stesso.
Rete a stella: tutti i nodi sono collegati a un particolare nodo centrale. Questa è la
disposizione tipica che si trova in una LAN wireless, nella quale ciascun client wireless si
collega al punto di accesso centrale wireless.
Rete ad anello: ciascun nodo è collegato alla sua destra e sinistra al nodo vicino, così che
tutti i nodi sono collegati, e ciascun nodo può raggiungere ciascun altro nodo attraversando i
nodi verso sinistra o verso destra.
Rete a maglia: ciascun nodo è collegato a un numero arbitrario di nodi vicini in modo che
esista almeno un percorso da ogni nodo a ogni altro.
Rete completamente connessa: ciascun nodo è collegato a ciascun altro nodo della rete.
Rete ad albero: i nodi sono disposti gerarchicamente.
Protocolli di comunicazione
Un protocollo per comunicazioni è un insieme di regole per scambiare informazioni lungo i
collegamenti di rete. In una pila di protocolli (vedi anche il modello OSI), ciascun protocollo
utilizza i servizi del protocollo sotto di esso. Un importante esempio di pila di protocolli è
l’HTTP che si appoggia al TCP, che si appoggia all’IP, che si appoggia all’IEEE 802.11 (il TCP e
l’IP fanno parte della suite di protocolli Internet. L’IEEE 802.11 fa parte della suite di
protocolli Ethernet). Questa pila viene usata fra il router wireless e il personal computer a
casa dell’utente quando l’utente sta navigando in Internet.
Ci sono molti protocolli di comunicazione, alcuni dei quali sono descritti di seguito.
Ethernet
Ethernet è una famiglia di protocolli usata nelle LAN, descritta da un insieme di standard
chiamato IEEE 802, pubblicato dall’Istituto degli Ingegneri Elettrici ed Elettronici (IEEE).
Opera soprattutto ai livelli 1 e 2 del modello OSI. Per gli utenti domestici oggi il più noto
componente di questa famiglia di protocolli è l’IEEE 802.11, altrimenti conosciuto come LAN
wireless (WLAN).
Suite di protocolli Internet
La suite di protocolli Internet, chiamata anche TCP/IP, è la base di tutto il moderno
collegamento tra reti. In sostanza, questa suite di protocolli definisce le specifiche di
indirizzamento, identificazione e instradamento.
SONET/SDH
Il Synchronous Optical NETworking (SONET) e il Synchronous Digital Hierarchy (SDH)
sono protocolli standardizzati per il multiplex, che trasferiscono flussi di bit digitali multipli
su fibra ottica usando i laser.
Dimensione geografica
Una rete può essere caratterizzata dalla sua capacità fisica o dalla sua finalità
organizzativa. L’uso della rete, compreso l’autorizzazione per l’utente e i diritti di accesso,
variano di conseguenza.
Rete su scala personale
Una rete estesa a una zona personale (PAN) è una rete di computer, usata per la
comunicazione tra un computer e dispositivi tecnologici diversi per l’informazione, limitata a
una (sola) persona. Alcuni esempi di dispositivi che vengono usati in una PAN sono personal
computer, stampanti, macchine per fax, telefoni, scanner, e anche console per videogiochi.
Una PAN può contenere dispositivi wired e wireless. La portata di una PAN si estende
tipicamente fino a 10 metri. Una PAN cablata di solito è costruita con connessioni USB e
Firewire, mentre in una PAN senza fili si trovano tipicamente tecnologie come Bluetooth e
comunicazione a infrarossi.
Rete su scala locale
Una rete su scala locale (LAN) è una rete che collega computer e dispositivi in un’area
geografica limitata come una casa, una scuola, un edificio per uffici, o un gruppo di edifici
vicini. Ciascun componente o dispositivo della rete è un nodo. Le LAN cablate sono basate,
nella gran maggioranza dei casi, sulla tecnologia Ethernet.
Le caratteristiche peculiari di una LAN, in contrapposizione con una rete su larga scala
(WAN), sono velocità più elevate di trasferimento dati, estensione geografica limitata, e
l’assenza di utilizzo di linee commutate per fornire connettività. L’Ethernet attuale, o altre
tecnologie per LAN di tipo IEEE 802.3, operano a velocità di trasferimento dati fino a 10
gigabit al secondo. L’IEEE studia la standardizzazione di velocità di 40 e 100 gigabit al
secondo. Una LAN può essere collegata a una WAN usando un router.
Rete su scala domestica
Una rete su scala domestica (HAN) è una LAN residenziale usata per la comunicazione fra
dispositivi digitali tipicamente presenti in casa, di solito un piccolo numero di personal
computer e accessori, come stampanti e dispositivi per il mobile computing. Una funzione
importante è la condivisione dell’accesso a Internet, che spesso è un servizio a banda larga
attraverso una TV via cavo o un fornitore di linea digitale per abbonato (DSL).
Rete dorsale
Una rete dorsale è la parte di un’infrastruttura di rete di computer che fornisce un
percorso per lo scambio di informazioni tra LAN differenti o tra sottoreti. Una dorsale può
collegare varie reti nello stesso edificio, in edifici diversi, o su una vasta area.
Per esempio, una grande azienda potrebbe implementare una rete dorsale per collegare le
filiali sparse per il mondo. L’impianto che collega tra loro le reti dipartimentali costituisce la
rete dorsale. Quando si progetta una rete dorsale, i fattori critici da tenere in
considerazione sono l’efficienza e il traffico di rete. Normalmente, la capacità di una rete
dorsale è maggiore di quella delle singole reti collegate a essa.
Un altro esempio di rete dorsale è la dorsale di Internet, che è l’insieme delle reti su larga
scala (WAN) e dei router centrali che collegano tra loro tutte le reti connesse a Internet.
Rete su scala metropolitana
Una rete su scala metropolitana (MAN) è un’ampia rete di computer che di solito si estende
a una città o a un grande campus.
Rete su larga scala
Una rete su larga scala (WAN) è una rete di computer che copre un’ampia area geografica
come una città, una nazione, o si estende fino a distanze intercontinentali. Una WAN usa un
canale per comunicazioni che combina vari tipi di mezzi come linee telefoniche, cavi, e onde
attraverso l’aria.
Rete di impresa privata
Una rete di impresa privata è una rete costruita da una singola organizzazione per
interconnettere le sue sedi (per esempio siti di produzione, uffici direzionali, uffici remoti,
negozi), con lo scopo di condividere le risorse dei computer.
Finalità organizzativa
Le reti sono gestite tipicamente dalle organizzazioni che ne sono proprietarie. Le reti di
un’impresa privata possono usare una combinazione di intranet e di extranet. Esse possono
fornire anche un accesso di rete a Internet, che non ha un singolo proprietario e permette
una connettività globale virtualmente illimitata.
Intranet
Un’intranet è un insieme di reti che sono sotto il controllo di una singola entità
amministrativa. L’intranet usa il protocollo IP e strumenti basati su IP come browser web e
applicazioni per il trasferimento di file. L’entità amministrativa limita l’uso dell’intranet ai
suoi utenti autorizzati. La maggior parte delle volte l’intranet è la LAN interna di
un’organizzazione.
Extranet
Un’extranet è una rete anch’essa sotto il controllo amministrativo
di una singola
organizzazione, ma supporta una connessione limitata a una rete esterna specifica. Per
esempio, un’organizzazione può fornire l’accesso ad alcune parti della sua intranet per
condividere dati con i suoi partner commerciali o clienti.
Internet
Internet è l’esempio più ampio di interconnessione tra reti. E’ un sistema globale di reti di
computer governative, accademiche, aziendali, pubbliche e private interconnesse. E’ basato
sulle tecnologie di rete della suite di protocolli Internet. E’ il successore della rete
dell’Agenzia per progetti di ricerca avanzata (ARPANET) sviluppata dal DARPA, del
Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti.
Instradamento
L’instradamento calcola le traiettorie migliori attraverso una rete per le informazioni da
trasportare. Per esempio, dal nodo 1 al nodo 6 i percorsi migliori sono probabilmente l’1-8-76 o l’1-8-10-6, che sono le vie più spesse.
L’instradamento consiste nel selezionare le traiettorie in una rete lungo le quali trasmettere
il traffico di rete.
Nelle reti a commutazione di pacchetto, l’instradamento fa avanzare i pacchetti dalla loro
sorgente fino alla loro destinazione attraverso nodi intermedi. I nodi intermedi sono
tipicamente dispositivi di rete hardware come router, bridge, gateway, firewall e switch. Il
processo di instradamento di solito gestisce l’avanzamento sulla base di tabelle di
instradamento, che conservano memorizzate le strade per le varie destinazioni. Perciò la
realizzazione delle tabelle di instradamento, che vengono conservate nella memoria dei
router, è importantissima per un instradamento efficiente.
Sicurezza di rete
La sicurezza di rete consiste nelle precauzioni e nelle politiche adottate dall’amministratore
di rete per prevenire e monitorare accessi non autorizzati, uso scorretto, modifica o non
funzionamento della rete di computer e delle sue risorse accessibili tramite la rete. La
sicurezza di rete è l’autorizzazione ad accedere ai dati in una rete, che viene controllata
dall’amministratore di rete. Agli utenti vengono assegnati un ID e una password, che
permettono loro di accedere alle informazioni e ai programmi secondo la loro autorizzazione.
La sicurezza di rete viene usata su una varietà di reti di computer, sia pubbliche che
private, per assicurare le transazioni quotidiane e le comunicazioni fra aziende, agenzie
governative e individui.
