Classe V informatica
Anno Scolastico 2008 – 2009 – Materia: ‘Sistemi’
Classe V - Lezione 2 – Le Reti
Regole per il trasferimento dei dati: tre tipi di regole che danno origine a linee diverse o a usi
diversi della stessa linea.
Linea Simplex: il trasferimento dei dati è monodirezionale ovvero il sistema che riceve la
comunicazione non è in grado di rispondere (trasmissioni radiotelevisive).
Linea half-duplex: la comunicazione è possibile in entrambe le direzioni ma uno solo per volta dei
due elementi posti in comunicazione può trasmettere (ricetrasmettitore).
Full-duplex: la comunicazione è possibile in entrambe le direzioni (telefono).
Le strutture di comunicazione vengono realizzate attraverso canali di comunicazione ovvero
strutture fisiche attraverso le quali fluiscono i dati da un sistema all’altro.
Tecniche di commutazione: per mettere in comunicazione due utenti esistono due tecniche.
Commutazione di circuito: le linee commutate cioè le normali linee telefoniche sono state usate
per lungo tempo su una tecnica detta commutazione di circuito che crea un vero collegamento fisico
tra due utenti che resta stabile e riservato a loro per tutta la durata della comunicazione.
Commutazione di pacchetto: è basata su sistemi digitali sia per l’instradamento che per la
trasmissione di dati. Il pacchetto è costituito da due parti: payload (parte dati) e header
(informazioni riguardanti la connessione come indirizzo mittente, indirizzo destinatario, n.
progressivo del pacchetto nella sequenza di pacchetti che costituiscono il messaggio). Grazie alle
informazioni presenti nell’header, i pacchetti di una stessa sequenza sono svincolati da uno
specifico percorso fisico e possono giungere a destinazione seguendo percorsi diversi. I pacchetti
vengono instradati dai nodi intermedi che in base all’indirizzo decidono su quale canale instradare
un pacchetto per farlo giungere a destinazione nel tempo più breve possibile. I nodi finali sono gli
elaboratori connessi alla rete che quando ricevono un pacchetto ne esaminano l’indirizzo che se
coincide con il proprio viene considerato altrimenti viene ignorato.
Topologia di Rete: fa riferimento alla disposizione degli oggetti nello spazio. Definire la topolgia
di rete significa progettare la configurazione e l’ubicazione dei componenti della rete stessa e quindi
definire la posizione di tutti i nodi che ne fanno parte e tutti i collegamenti fisici da realizzare per
connettere i nodi. Due nodi possono essere messi in comunicazione con una:
connessione fisica: è presente un canale fisico che li collega in modo diretto
connessione logica: sfrutta più di una connessione fisica (in una WAN è impensabile un
collegamento fisico per ogni coppia di nodi).
I parametri più importanti da considerare nella topolgia di una rete sono: il numero dei nodi, il
numero dei canali trasmissivi, la ridondanza (cioè la possibilità di scegliere più percorsi
alternativi per raggiungere la destinazione). Il concetto di ridondanza è strettamente legato alla fault
tolerance (tolleranza dei guasti) che è tanto maggiore quanti più sono i canali disponibili.
Reti a stella: gli host sono connessi ad un’apparecchiatura fisica che assolve alle funzioni di
collettore e concentratore di cavi e segnali provenienti e diretti ai vari sistemi connessi in rete.
Il centro stella può essere un hub (moltiplicatore o sistema concentratore) oppure uno switch
(scambio). Anche il centro della stella può essere considerato un nodo della rete, pertanto il numero
di canali è uguale al numero di nodi – 1 (c=n-1). In caso di guasto è consentito l’intervento di
correzione del problema sullo specifico nodo solo in caso di guasto al centro stella si ha il blocco di
tutta la rete.
Reti ad anello: il numero dei canali è uguale al numero dei nodi. La fault tolerance è inesistente. E’
una topologia basata su una linea chiusa alla quale possono connettersi tutti i nodi. Ogni nodo per
comunicare con un altro deve far scorrere lungo la struttura le proprie informazioni. Il canale è
condiviso pertanto un destinatario da un altro è riconoscibile solo per mezzo dell’indirizzo. Un nodo
che riceve un messaggio destinato ad un altro nodo lo ritrasmette al suo vicino finchè il messaggio
stesso giunge a destinazione.
Reti a bus: non hanno tolleranza ai guasti, in caso di guasto è difficile individuare il tratto del
cablaggio che causa il malfunzionamento. Sono state le più usate per LAN Ethernet. L’utilizzo del
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canale condiviso è semplificato rispetto alle Reti ad anello. Qualora un sistema riceva informazioni
che non lo riguardano non deve ritrasmetterle al nodo vicino in quanto verranno comunque ricevute
da tutti i nodi. Da un punto di vista logico sono reti broadcast.
Reti magliate non completamente connesse: normalmente sono reti geografiche in cui la fault
tolerance dipende dal numero dei canali implementati.
Reti magliate completamente connesse: sono quelle che hanno maggiore fault tolerance. Il
numero dei canali aumenta in modo che l’aggiunta di un nodo comporta l’aggiunta di n canali
(essendo n il numero dei nodi).
Reti ad albero: è la topologia magliata con il minor numero di canali. Bassa fault tolerance.
Reti a stella estesa: è la topologia più usata per LAN di dimensioni medie e grandi. Si tratta di una
topologia ad albero in cui le foglie sono costituite da stelle.
Stella
Anello
Albero
Magliatura
Compl. connessa
Ring
Bus
Figura 2-1: topologie
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WAN
Router
Subnet
Host
LAN
Linea di trasmiss.
Figura 2-2: struttura tipica di una WAN
In generale una WAN contiene numerose linee (spesso telefoniche) che congiungono coppie di
router.
Ogni router, in generale, deve:
1. ricevere un pacchetto da una linea in ingresso
2. memorizzarlo per intero in un buffer interno
3. appena la necessaria linea in uscita è libera, instradare il pacchetto su essa
Una subnet basata su questo principio si chiama:
punto a punto
store and forward
a commutazione di pacchetto (packet switched)
Molte topologie di interconnessione possono essere impiegate fra i router:
a stella (ridondanza zero)
ad anello (ridondanza zero)
ad albero (ridondanza zero)
magliata (ridondanza media)
completamente connessa (ridondanza massima)
Un'altra possibilità è una WAN basata su satellite oppure radio al suolo.
Satellite: ogni router sente l'output del satellite e si fa sentire dal satellite. Dunque, in generale si
ha:
broadcast downlink (cioé dal satellite a terra);
broadcast uplink (cioé da terra al satellite) se i router possono "sentire" quelli vicini, point
to point altrimenti.
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Satellite
Uplink
beam
Downlink
beam
Router + antenna
Router + antenna
Figura 1-8: interconnessione di router via satellite
Radio al suolo: ogni router sente l'output dei propri vicini (entro una certa distanza massima):
anche qui siamo in presenza di una rete broadcast.
Area di copertura del segnale
Router + antenna
Router + antenna
Router + antenna
Figura 1-9: interconnessione di router via radio al suolo
Una WAN può essere anche realizzata in maniera mista: in parte cablata, in parte basata su radio o
satellite.
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