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Le reti:
modelli
classificazione per estensione
Introduzione:
Lo Sviluppo delle tecnologie dell’informazione
verso computer sempre più potenti ed affidabili, e
l’Esigenza di scambiare dati e informazioni ha dato
origine alla TELEMATICA (o ICT, Information and
Communication Technology).
TELE COMUNICAZIONI
INFOR MATICA
TELEMATICA
Telematica
Si occupa della elaborazione dei dati e della
trasmissione delle informazioni a distanza, mediante
sistemi di elaborazione.
La maggioranza dei sistemi telematici si basa sul
concetto di rete
rete
Insieme di nodi (elaboratori e/o periferiche) tra loro da
archi di collegamento (linee di comunicazione)
Rete
In analogia con gli elaboratori la rete si considera
formata da due parti:
• La parte hardware è composta dalle connessioni di
rete (cioè particolari schede inserite nel computer
che permettono il collegamento con l’elaboratore) e
dal mezzo trasmissivo,cioè il cavo (o eventualmente
l’aria), che deve permettere il colloquio tra i nodi
della rete;
• La parte software rappresenta il Sistema Operativo
di rete ed è chiamata NOS (Network Operating
System).
Due tipologie di reti
• Reti di terminali
• Reti di elboratori
Un po’ di storia
• I primi esempi di connessione tra computer risalgono agli
anni ’60 quando i sistemi di elaborazione erano molto costosi
e complessi, lo scopo principale era quello di abbattere i costi
di calcolo e di poter condividere tra più persone le risorse
disponibili. Si affiancava al computer più potente o
elaboratore centrale (Mainframe) una serie di postazioni
periferiche (terminali). - RETI DI TERMINALI
• Per realizzare tutto ciò è stato necessario sviluppare:
– Hardware per interconnessione
– Software per gestire le richieste degli Utenti di trasmettere
e ricevere dati, monitorare la struttura di rete
Architetture di sistema
Sistema centralizzato o concentrato: elaboratore
centrale (mainframe) cui compete l’intera
elaborazione e memorizzazione dei dati, e da una
serie di terminali (collegati in rete al mainframe) che
sono in grado di connettersi al computer centrale e
sfruttarne le risorse.
I servizi che tramite i terminali vengono richiesti al
mainframe vengono eseguiti direttamente sul
mainframe (elaborazione in remoto)
Osservazione: un terminale disconnesso dalla rete
non è utilizzabile.
Architetture di sistema
Sistema distribuito: diversi elaboratori autonomi e
interconnessi;
Autonomi significa che sono in grado di lavorare
l’uno indipendentemente dall’altro (anche se
disconnessi dalla rete);
Interconnessi significa che devono essere capaci di
scambiare informazioni (sfruttando un opportuno
mezzo fisico).
 RETI DI ELABORATORI
Scopi principali
L’abbandono del modello mainfraime-terminale ha
eliminato la necessità di costruire reti al fine di
condividere l’uso di un unico processore e della
memoria centrale.
Lo scopo principale delle moderne reti è la condivisione
delle risorse e, più recentemente dei servizi:
– risorse hardware (stampante, modem, ecc);
– risorse software (programmi e archivi).
Vantaggi del sistema distribuito:
•
Condivisione delle risorse;
•
Migliore rapporto costo-prestazioni: offrire basso
costo dell’hardware e maggiore velocità di utilizzo
•
Facilità di espansione del sistema
•
Maggiore affidabilità del sistema: uso di
componenti tolleranti i guasti (fault tolerance)
•
Maggiori vantaggi organizzativi: poter lavorare
fuori dall’azienda
I sistemi distribuiti si basano su due modelli:
Client/Server e Peer-to-Peer
Modello Client/Server
Suddivide i sistemi connessi in due categorie: Server/Client.
Il sistema Server mette le proprie risorse e servizi a
disposizione degli altri sistemi connessi, detti Client.
Il/i server hanno in genere maggiori potenzialità rispetto ai
client in quanto devono offrire numerosi servizi. In questi
casi si usa anche il termine host per indicare sistemi di
elaborazione di grandi prestazioni, destinati ad essere
centro di distribuzione di informazioni per gli utenti della
rete.
Server dedicati, computer che si limitano ad offrire
particolari attività (application server, file server, print
server), tali server non possono essere utilizzati come
client;
Server non dedicati, computer che oltre ad offrire risorse
possono essere utilizzati come client.
Elaborazione in locale ed in remoto
I servizi che i Client richiedono al server possono essere caricati
nella RAM del computer client ed eseguiti su questo
(elaborazione in locale) oppure possono essere eseguiti
direttamente sul computer server (elaborazione in remoto) che
trasmette poi i risultati al client.
Un computer che condivide una stampante in rete viene detto
print server; se mette a disposizione dei programmi è un
application server; se condivide dei dischi è un file server, inoltre
è possibile condividere più tipi di risorse contemporaneamente.
La possibilità di avere un’unica applicazione memorizzata
sull’hard disk del computer server comporta non pochi
vantaggi:
•Abbattimento dei costi nell’acquisto di software
• aggiornamento e manutenzione
•sicurezza dei dati
Reti Client/Server
Vantaggi
• Amministrazione
centralizzata
• Fornisce un buon grado
di sicurezza
• Tutti i dati salvati su un
computer centrale
Svantaggi
• Richiede la figura
professionale di
amministratore di rete
• Costi più alti per
software specifico per la
gestione e l’operatività
della rete
• Se non funziona il
server i dati non sono
più accessibili.
Modello Peer-to-Peer
Le reti che usano questo modello non prevedono
distinzione tra client e server, ogni computer ha un
ruolo “paritetico” rispetto agli altri.
Peer to Peer: gli utenti sono responsabili delle risorse
del proprio computer e possono decidere quali risorse
(hardware e software) condividere. È come se ogni
computer svolgesse sia la funzione di server che di
client.
Modello Peer-to-Peer
• Questo modello comporta una gestione
complicata se comprende molti nodi, per
questo è consigliata per reti di piccole
dimensioni. (non più di 10 computer).
• Scarsa sicurezza.
• Osservazione: In alcuni casi la soluzione
ottimale è quella intermedia tra un soluzione
Peer-to-Peer pura e una Client/Server pura,
cioè una rete mista.
Reti Peer to Peer
Vantaggi
• Non richiede la figura di
amministratore di rete
• Non richiede software
specifico per la gestione
e l’operatività della rete
• Poco costosa
•
•
•
•
Svantaggi
L’utente deve imparare
alcuni compiti di
gestione della rete
Scarsa sicurezza
Le prestazioni dei
computer che
condividono le risorse
possono diminuire
Non si adatta a grandi
dimensioni
Eccezioni
• Il sistema centralizzato Mainframe-Terminale, non
può essere del tutto sostituita dal sistema distribuito,
si pensi ad esempio al sistema bancario del
Bancomat: un insieme di piccole basi di dati (archivi)
su tanti elaboratori non produrrebbe lo stesso
risultato di un sistema centralizzato.
Esempio
Pensate a un database con gli indirizzi dei pazienti di uno studio
medico con diversi professionisti. Ora immaginate che il medico x
voglia sapere l'indirizzo di un paziente ..
Se il suo computer non è in rete, potrà ottenere le informazioni solo
dal suo computer. Se questo non è aggiornato l'indirizzo potrebbe
non esserci o non essere quello reale e anche modificando l'indirizzo
sul proprio computer non lo si renderà disponibile gli altri medici che
dovranno modificarlo a loro volta. Se ci sono 5 medici, ognuno con il
proprio computer, quando un indirizzo cambia saranno necessarie 5
modifiche.
Attraverso la rete le cose sono diverse ....
Basta un unico archivio e, se viene modificato un indirizzo, tutti i
computer collegati alla rete saranno aggiornati.
In pratica i dati sono su un solo computer (server); sul suo hard-disk.
Gli altri computer (client) invece di cercare sul proprio hard-disk
fanno riferimento a quello del server .
Esempi per le aziende (1)
• le moderne aziende spesso possiedono una distribuzione di
uffici su un territorio molto vasto; i computer ed i terminali
ubicati in un determinato luogo devono poter scambiare dati
e programmi con quelli che si trovano in luoghi diversi;
usando, a questo scopo, una rete informatica, si ha un
aggiornamento quotidiano e costante dell’insieme delle
informazioni aziendali;
• il collegamento tra computer permette una migliore
condivisione delle risorse aziendali: per esempio, gli utenti di
un dato computer, normalmente dedicato ad una applicazione
specifica, potrebbero trovarsi nella necessità di accedere a
risorse di un altro computer; oppure, una situazione di carico
di lavoro eccessivo su un sistema può essere risolta inviando
parte del lavoro ad un altro sistema della rete;
Esempi per le aziende (2)
• la rete permette inoltre di risolvere anomalie o guasti: se
un sistema A è fuori uso, le sue mansioni possono essere
svolte da un altro sistema B senza incidere
eccessivamente sulle normali operazioni aziendali;
• si possono infine trovare vantaggi anche in termini
organizzativi: un operatore che viaggia, può essere
dotato di un terminale o di un sistema terminale
trasportabile (tipicamente un “computer portatile”) che
gli consente di svolgere le sue mansioni ovunque ci sia un
collegamento in rete alla propria azienda.
Classificazione delle reti per estensione:
LAN, MAN e WAN.
• LAN (Local Area Networks):
– hanno una estensione geografica limitata ad alcuni chilometri
(confinata in un edificio o gruppi di edifici adiacenti) ;
– risulta sotto il controllo di un solo gruppo amministrativo che si
occupa di gestirne la sicurezza in termini di controllo dell’accesso
alla rete e delle operazioni che possono essere svolta tramite essa;
– i costi principali sono dunque quelli delle apparecchiature, mentre
sono trascurabili quelli relativi alle linee stesse;
– hanno alta affidabilità e quindi bassissimo tasso di errore;
– sono possibili diverse topologie: anello, stella e bus;
– realizzate mediante cavi in rame e in alcuni casi in fibra ottica, In
diffusione le WLAN (Wireless LAN) che usano onde radio.
Classificazione delle reti per
estensione
• MAN (Metropolitan Area Networks):
– hanno estensione urbana (fino a 100 Km);
– sono generalmente pubbliche, nel senso che vengono messe a
disposizione dell’azienda proprietaria previo pagamento di una
opportuna tariffa;
• WAN (Wide Area Networks):
– possono estendersi su un intero continente;
– connette più LAN tra loro;
– usano una topologia a maglia;
– può essere mista: in parte cablata, in parte basata su ponti radio o
satelliti;
– utilizza infrastrutture esistenti.