24 pagine - Fondamenti di Informatica B

Introduzione
2015-16
La figura professionale (1)
• Tipologie di “amministratori”:
– Amministratore di sistema (System Administrator)
• Unix, Windows, …
– Amministratore di rete (Network Administrator)
– Amministratore della sicurezza (Security Administrator)
– Amministratore DB e/o Applicazioni
Amministrazione di Sistema
• Sistemista Informatico vs Amministratore di Sistemi
– in Italia “sistemista” è usato in modo generico
– http://it.wikipedia.org/wiki/Sistemista
Introduzione alla figura
dell’amministratore
di sistema o di rete
• Definizione di System Administrator:
– is one who, as a primary job function, manages computer
and network systems on behalf of another, such as an
employer or client
• spesso è chi risolve i problemi
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Amministrazione di Sistema
La figura professionale (2)
La figura professionale (3)
• Livelli (e crescita) delle figure professionali:
–
–
–
–
2
• Pro
sistemista junior
sistemista senior
system integrator
architect
– Costante crescita
– Richiesta nel mondo del lavoro
• Contro
– Stress
• Considerazioni:
• http://punto-informatico.it/p.aspx?id=1921723&r=PI
– spiegare cosa fa un sistemista non è sempre ovvio
• in Italia il termine sistemista è usato in modo troppo generico
• “Effetti collaterali”
– inquadrare gli skill di cui ha bisogno è limitativo
–
–
–
–
–
• di fatto, in molte realtà, un sistemista deve poter gestire e configurare
hardware e software eterogeneo
– richiede molteplici conoscenze ed esperienze
– le competenze richieste tendono sono sempre maggiori
– le attività sistemistiche su un server variano a seconda delle funzioni
della macchina e del contesto lavorativo
Leggi di Murphy
Sindrome di onnipotenza o sindrome dello struzzo
Sindrome del “braccino”
Complesso di inferiorità o complesso di insicurezza
Anti-socialità verso il prossimo
• “utonti”, clienti, colleghi, sé stessi
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Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
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Amministrazione di Sistema
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1
Introduzione
2015-16
Prospettive lavorative
Alcune statistiche
• Fonte: SAGE Annual Salary Survey 2011
• La situazione del mondo ICT
– Sesso: 92,9% maschi
– La maggior parte ha un’età tra i 25 e i 39 anni
– realtà internazionale
– realtà italiana
– realtà bresciana
• con “ingresso” iniziale tra i 18 e 29
– La differenza salariale è data dall’esperienza
• il 33% non possiede alcuna certificazione o laurea
• non dal tipo di istruzione
• di solito un sistemista Unix guadagna di più di uno Windows
• Orientarsi
– Ore di lavoro settimanali: > 35 (per il 90,5%)
– Pro del lavoro
•
•
•
•
– sapere scegliere ma anche sapere cercare
– sapere “vendere”
abbigliamento casual
sfida
training on the job
lavoro di gruppo
• scrivere un buon CV
– chiedere informazioni
– Contro del lavoro
• ad esempio “FAQ di it.lavoro.informatica”
• troppa “burocrazia”
• team sotto-staffatti
• cattive scelte del management e relativa competenza
• Tipi di contratti
• Alternative al lavoro di sistemista?
– Le aziende considera insufficiente il numero di sistemisti sul mercato
https://www.usenix.org/lisa/salary-surveys
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Amministrazione di Sistema
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Compiti dell’amministratore (1)
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• Amministratore di rete
– Fase “iniziale”
– Fase “iniziale”
• dimensionamento e scelta dei sistemi
• installazione dei sistemi
• configurazione dei sistemi e dei servizi
• progettazione della rete
• scelta dei dispositivi di rete
– server, dispositivi di internetworking, tipo di cablaggio
• configurazione della rete
– Run-time
– definizione reti logiche/fisiche, assegnazione IP, regole di routing
avviare e fermare i sistemi
gestione dell’hardware
gestione degli utenti
gestione dei file system
gestione dei processi e dei servizi e delle applicazioni
gestione dei log e dei backup
gestione della sicurezza di sistema
monitoraggio e check dei sistemi
ottimizzazione dei sistemi
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Amministrazione di Sistema
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Compiti dell’amministratore (2)
• Amministratore di sistema
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
– Run-time
• gestione dei server per i servizi di rete
• gestione dei servizi di rete
– account centralizzati, file system remoti , web, …
• gestione della sicurezza della rete
– firewall, proxy, NIDS, …
• monitoraggio della rete
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Amministrazione di Sistema
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2
Introduzione
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Attività reali da sistemista (1)
Attività reali da sistemista (2)
• Generalmente il sistemista si dovrebbe preoccupare di:
• Troppo spesso invece il sistemista:
– partecipare a riunioni
– viene considerato solo un tecnico
• fornire la propria opinione sulla definizione dell’infrastruttura informatica e
la scelta e il dimensionamento dell’hardware da utilizzare
• cabla le reti
• monta, smonta e ripara le macchine
• non viene interpellato nella scelta delle tecniche più adeguate alle esigenze
– installare le macchine
– eseguire le procedure di post-installazione standard
– non sa organizzarsi
• aggiornamento software, rimozione servizi inutili, hardening del sistema,
installazione di script e procedure custom
• non ha una procedura standard di post installazione a cui attenersi
• ripete spesso i soliti comandi
• la migliore documentazione la mantiene in testa, il resto in qualche file sul
proprio computer
– installare, configurare e testare i servizi richiesti per la macchina
– monitorare performance, sicurezza e funzionalità del sistema
– assistere e assecondare le richieste dirette o indirette degli utenti del
sistema
– non svolge il lavoro in modo corretto o completo
•
•
•
•
•
• sviluppatori e utenti dei servizi
– definire le politiche di backup, eseguirli e ripristinare i dati
– automatizzare varie procedure nel sistema
– documentare approfonditamente il lavoro svolto
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Amministrazione di Sistema
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Il futuro di questa figura
installa e configura i servizi necessari, ma non sempre li testa a dovere
non controlla i log di sistema e non implementa procedure di controllo
a volte prevede il backup dei dati, ma raramente esegue test di ripristino
asseconda gli utenti ma li odia
non “collabora” con i colleghi
Amministrazione di Sistema
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The Ten Commandments of SA
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
• Evoluzione tecnologica
– Server
• Cloud e Software Defined DataCenter
– Client
• Mobile e Consumerization
• Serviranno ancora i sistemisti?
• The Coming Future of System Administration
– http://www.standalone-sysadmin.com/blog/2012/03/thecoming-future-of-system-administration/
Make regular and complete backups
Establish absolute trust in thy servers
Be the first to know when something goes down
Keep server logs on everything
Document complete and effective policies and procedures
Know what cable goes where
Use encryption for insecure services
Not lose system logs when a server dies
Know the openings into your servers
Not waste time doing repetitive and mundane tasks
• The Future of System Administration
http://software.newsforge.com/article.pl?sid=05/04/15/2130246
– http://www.standalone-sysadmin.com/blog/2009/08/thefuture-of-system-administration/
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Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
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Amministrazione di Sistema
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Introduzione
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Requisiti di un sistemista
“Borsa degli attrezzi”
• Capacità tecniche
• Toolbox
– conoscenza di diversi argomenti
– cacciaviti magnetizzati e croce, piatto e torx
– pinza e altri utensili
– cavi, crimpatrice, tester di rete, …
• hardware, software, reti, sicurezza, …
• Esperienza
– in aula, in laboratorio e/o sul campo
• Capacità di imparare e rimanere aggiornato
• CD e DVD
– corsi, libri, web, …
– imparare off-line, ma anche on-the-job
–
–
–
–
–
• Strumenti
– “borsa degli attrezzi”
• Capacità di problem solving e troubleshooting
– capire il problema e trovare una possibile soluzione
• Capacità di analisi e progettuali
• Pezzi di ricambio e/o muletti
– individuare requisiti e vincoli
– trovare le soluzioni più adeguate, non necessariamente le migliori
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Amministrazione di Sistema
– scheda di rete, switch, …
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Problem solving
– capire il problema e trovare una possibile soluzione
• in tempi brevi e sotto pressione
• Creatività o razionalità?
• Progettare e dimensionare correttamente i sistemi
• Documentare correttamente i sistemi
• Documentare l’impianto
• Utilizzo di strumenti adeguati
– Approccio a livelli
– Ad esclusione
– Bottom-up
– Top-down
– Per assurdo
Amministrazione di Sistema
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– scheda per ogni sistema
– “giornale di bordo”
• Tecniche comuni
Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
Questione di organizzazione
• Capacità di troubleshooting
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distribuzione Linux Live
distribuzione Linux preferita
sistemi Windows e software Microsoft
utility e software vari
documentazione
– software di monitoraggio
– software di gestione
– software di deployment
• Utilizzo di “Best Practices” consolidate
– Recommended Practices
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Amministrazione di Sistema
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Introduzione
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Ingegnere o gestionale?
Il percorso formativo
• Conoscenza teorica in molti campi
• Capacità diverse (a seconda del livello)
–
–
–
–
–
–
– SO, reti, calcolatori, …
analisi
progettazione
implementazione
controllo e gestione
verifica
risoluzione
• Conoscenza pratica
• Esperienza sul campo
– Training on the job
• Riferimenti?
– alt.sysadmin.recovery FAQ v1.7
• Aspetti da considerare
• http://www.faqs.org/faqs/sysadmin-recovery/
– tecnici
– economici
– sociali
– Documenti sul mondo degli hacker
• http://www.saltatempo.org/hacker/index_hacker.php
…
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Amministrazione di Sistema
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Amministrazione di Sistema
La curva d’apprendimento
Certificazioni (1)
•
K
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Microsoft
–
–
–
–
–
–
Windows
•
Certified Systems Administrator (MCSA)
Certified Systems Engineer (MCSE)
Certified Technology Specialist (MCTS) on …
Certified IT Professional (MCIT) on …
Certified Master (MCM) on …
Certified Architect (MCA)
Cisco
–
–
–
–
•
Microsoft
Microsoft
Microsoft
Microsoft
Microsoft
Microsoft
Cisco
Cisco
Cisco
Cisco
Certified
Certified
Certified
Certified
Network Professional (CCNP)
Internetworking Expert (CCIE)
Security Professional (CCSP)
Design Professional (CCDP)
Linux
– Red Hat Certified Engineer (RHCE)
– Red Hat Certified Architect (RHCA)
Linux
•
VMware
– VMware Certified Professional (VCP)
– VMware Certified Advanced Professional (VCAP)
– VMware Certified Design Expert (VCDX)
T
È ancora vera o attuale?
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Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
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Amministrazione di Sistema
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5
Introduzione
2015-16
Certificazioni (2)
• Certificazioni vendor-independent
– LPI C (The Linux Professional Institute Certification)
– European Computer Driving Licence (ECDL)
• ECDL Specialised
– EUCIP (Certificazione Europea per i Professionisti ICT)
Amministrazione di Sistema
• EUCIP - IT Administrator
– IEEE CSDP (Certified Software Development Professional)
– CISSP (Certified Information Systems Security Professional)
– SSCP (Systems Security Certified Practitioner)
Richiami ai sistemi e agli impianti
• Certificazioni aziendali
• Commenti
– utilità? validità? necessità?
– http://certification.about.com/
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Amministrazione di Sistema
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Gli standard
Modelli software
• Uno standard è una specifica od una norma
condivisa da una comunità
Modello Gartner Group
Modello Berson
– In base al tipo di approvazione
Presentation
Manager
Presentation
• Standard di mercato (“de facto”)
• Standard imposti
Presentation Logic
– In base alla disponibilità di specifiche e/o
possibilità di partecipare alla standardizzazione
Business Logic
Data Logic
• Standard chiusi
• Standard aperti
Azione sui dati
Data Manager
N-Tier Application Architecture
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Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
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Amministrazione di Sistema
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Introduzione
2015-16
Lo scenario Enterprise
Gli scenari
• Gli scenari cambiano a seconda della nazione
– Un segmento SMB americano, in Italia può già
essere Enterprise
Home
Small
Business
Midsize
Business
Corporate
500-1,000
PCs
Multi-PC,
Broadband
Connected
Homes
<25 PCs
25-500 PCs
1-49
employees
50-1,000
employees
40M+
33M
1.2 M
80M+ Entities, 67% of Servers
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1,000 -5,000
employees
17K
• Gli scenari non si applicano solo alla
dimensione delle aziende
Enterprise
– Ma anche alle tecnologie e al tipo di soluzioni
• Diviene quindi comune trovare soluzioni
Enterprise anche in aziende SMB (Small and
Medium Business)
>1,000 PCs
>5,000
employees
2K
– Le competenze richieste aumentano, come pure la
complessità
19k Entities, 33% of Servers
Amministrazione di Sistema
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I sistemi
• Collezione di elementi capaci di elaborazione, che
comunicano e cooperano tra loro
– HW + SW + Applicazioni
– definizione formale: ?
– per la comunicazione tra i vari elementi sono necessari dei
protocolli pubblici, aperti e standard
– la cooperazione tra essi implica il parallelismo, che è un
caso particolare di concorrenza, e quindi dovrà essere
gestito in maniera efficace con opportuni meccanismi di
sincronizzazione
• Sistema informatico
– l’insieme degli strumenti informatici impiegati per
il trattamento automatico delle informazioni
• La caratteristica principale è la molteplicità di risorse
• Sistema informativo
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Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
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Gli impianti
• Sistema
– complesso delle risorse e attività finalizzate alla
gestione (raccolta, registrazione, elaborazione,
conservazione, comunicazione) dell’informazione
in una organizzazione
Amministrazione di Sistema
…
– motivazioni principali:
• distribuzione intrinseca
– spaziale (risorse che risiedo in luoghi differenti)
– per la differenziazione dei ruoli per i compiti specializzati
• la distribuzione è preferita alla centralizzazione
– è ancora vero?
…
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Amministrazione di Sistema
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7
Introduzione
2015-16
L’impianto
L’infrastruttura fisica
• Sala CED
• Sistemi informatici
– armadi tecnologici
– climatizzazione
– continuità elettrica
– Mini e/o Mainframe
• AS/400
– Sistemi server
• UPS e/o gruppi elettrogeni
• Produzione, Test, Sviluppo
– controllo accessi
– Sistemi client
• Sede primaria (Home Office)
• Dispositivi di rete
• Dispositivi telefonici
– su un piano o su più piani
• Sedi remote/distaccate e/o filiali (Branch Office)
– Fonia / Fax
– un’ampia percentuale di organizzazioni hanno sedi remote
• Apparati elettrici
• Ambiente
• …
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• Problemi di sincronizzazione, ottimizzazione della banda, fail-over,
accesso ai dati
• Problemi di varia natura
– ma soprattutto di gestione
Amministrazione di Sistema
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Le reti di calcolatori
Amministrazione di Sistema
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Il “sistema server”
• Soluzioni “standard”
• Sistemi Peer-to-Peer
– Commercial) Off-theShelf component
– reti di semplici calcolatori
• Sistemi Client-Server
• Soluzioni “custom”
– http://en.wikipedia.org/w
iki/Google_platform
– reti composte
• più client per gli utenti
• server per i servizi di rete
• X as a Service
• Sistemi “distribuiti”
– Sistemi con Cluster
– Sistemi“completamente distribuiti”
• la rete è il computer
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Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
…
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Amministrazione di Sistema
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8
Introduzione
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Il “sistema server”
I “server”
• Tipicamente più di uno
– Necessità di sistemi operativi diversi
– Necessità di servizi diversi
– Necessità di disponibilità elevata
– Necessità di prestazioni adeguate
–…
(Hypervisor)
?
Consulenza
Sistema Operativo
Manutenzione
Supporto
Software
Servizi e Applicazioni
• Scale-in vs Scale-out
– Scalabilità verticale oppure orizzontale?
– Meglio pochi server grossi o tanti piccoli?
Hardware
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Amministrazione di Sistema
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Tipi di server
Amministrazione di Sistema
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Server fisici vs Server virtuali
• In base all’architettura
• In base al Sistema Operativo
• In base ai servizi offerti
–
–
–
–
–
File Server
Mail Server
File Server
Web Server
…
IDC 2009
• In base alle risorse usate/richieste
– CPU intensive
– RAM intensive
– Storage o I/O intensive
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Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
…
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…
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Amministrazione di Sistema
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Introduzione
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Hardware
Intel Pentium 4 System Architecture
CPU
(Including cache)
• Modello di riferimento
System Bus (Front Side Bus, FSB)
Bandwidth usually should match or exceed
that of main memory
Memory Controller Hub
(Chipset North Bridge)
– architettura di von Neumann
• modificata in Architettura a Bus Multi-livello
System
Memory
Two 8-byte DDR2 Channels
Graphics I/O Bus (PCI Express)
Storage I/O (Serial ATA)
Main
I/O Bus
(PCI)
Misc.
I/O
Interfaces
Misc.
I/O
Interfaces
I/O Controller Hub
(Chipset South Bridge)
I/O Subsystem
Source: The Intel 925 Chipset, 2004
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Amministrazione di Sistema
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Amministrazione di Sistema
Leggi che governano lo sviluppo
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Technology Acceleration
• Legge di Moore: ogni 18 mesi la potenza di elaborazione raddoppia a parità
di costo
• Legge di Metcalfe: l’utilità di una nuova tecnologie è funzione del
(quadrato) del numero di potenziali utenti
80 Cores
MEMORY
DENSITY
(~2012)
4 Cores
(2006)
4Gb
(2012)
Core Duo
(2005)
• I sistemi sociali, politici ed economici
cambiano linearmente,
le tecnologie esponenzialmente
(2005)
1Gb
Pentium 4
(2003)
1Mb
(1990)
256kb
PROCESSOR
8088
(1985)
(1985)
STORAGE
CAPACITY
WQXGA
SXGA
VGA
640 x 4801280 x 1024 2560 x1600
8TB
500GB 2G
(2013)
(2005)
256MB
B 32MB
(1996)
(1993)
(1981)
(1988)
(1980s)
CD
640MB
DVD (1982)
4.7GB
Blu-Ray (1997)
50GB
11Mb
(1999)
(2003)
(1990s)
(2000s)
OPTICAL
STORAGE
Amministrazione di Sistema
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100Gb
(2010+)
1Gb
(2010)
Amministrazione di Sistema
10Gb
(2006)
500Mb
(2008)
Amministrazione di Sistema
1Gb
100Mb
(2006)
GRAPHICS
100Mb
54Mb
200GB (2006)
2015-16
(2005)
(1998)
10Mb
NETWORKING
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10
Introduzione
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Limiti
Sistema Operativo
• Esiste la legge di Moore?
• Funzioni:
– http://www.gandalf.it/uman/moore.htm
– Fornire una “macchina astratta”
• La tecnologia del silicio ha dei limiti, forse
invalicabili
• la vera indipendenza è quasi impossibile: il codice dei programmi
dipende sempre dalla piattaforma (hardware + sistema operativo)
– a meno di usare un linguaggio “interpretato”, come ad esempio Java
– Interferenza elettromagnetica
– “Nascondere” la complessità hardware
– “Virtualizzare” le risorse della macchina
• La frequenza è limitata (circa 4 GHz)
– Temperatura generata
• CPU, memoria, dispositivi
• TDP (Thermal Design Power) fino a 150W
• http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_CPU_power_dissipation
– Fornire un’interfaccia “ben definita” al programmatore
– Limiti fisici della materia
• System call, API
• Attuali 45 nm e 32 nm, verso i 22 nm
– Fornire meccanismi di comunicazione
• Tecnologia “vecchia”?
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Amministrazione di Sistema
• tra processi della stessa macchina
• tra processi su macchine distinte
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Tipi di Sistemi Operativi
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– Server
• Windows Server
– (NT, 2000)
– 2003
– 2008, 2008R2, 2012, 2012R2
– Client/Workstation
– Server
• Linux
• In base al tipo di licenza
– Distribuzioni varie
• Unix
– Software proprietario
– Software libero
–
–
–
–
• …
• Stele di Rosetta
Amministrazione di Sistema
Mac OS X (futuro della piattaforma server)
FreeBSD
NetBSD
Solaris
• Altro
– http://bhami.com/rosetta.html
Amministrazione di Sistema
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Diffusione dei Sistemi Operativi
• Oramai tutti i SO sono anche SO di rete (NOS)
• In base alle funzionalità di rete
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Amministrazione di Sistema
– Netware
– Sistemi operativi di mini/mainframe
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Amministrazione di Sistema
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11
Introduzione
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Linux vs Windows
Diffusione dei Sistemi Operativi
– Client tradizionali
•
•
•
•
• Windows 7, 8, 8.1 e 10
– Oltre l’75%
– Ancora molti XP
• Mac OS X
• Unix/Linux?
Linux è più stabile?
Linux o Windows è più veloce?
Windows è lo standard di mercato?
Windows è più semplice?
– La curva di apprendimento è ancora vera?
• Un sistema è più sicuro di un altro?
– Nuovi Device?
– Confronto tra il numero di patch?
– Nuovi sistemi operativi
• Quali patch?
• Obsolescenza hardware in relazione al sistema
– Hardware nuovo può richiede OS recenti
– Hardware obsoleto può richiede OS vecchi
• Cosa costa di più?
– confronto TCO (Total Cost of Ownership)
• http://www.suffritti.it/informatica/comparazione_TCO_win_linux.htm
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Amministrazione di Sistema
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Nuovi device
•
•
•
•
•
Amministrazione di Sistema
…
46
Software sui server
End User Computing
BOYD
Tablet e smartphone
Apps e WebApplication
Sistemi Operativi
• Sistema Operativo (Server)
• Applicazioni tradizioni
– Programmi di backup
– Programmi di gestione
• Applicazioni client-server
– Servizi (demoni)
– Lato “server” di applicazioni note
– Apple iOS
– Google Android
– Microsoft WindowsPhone
– Altri
• Applicazioni web-oriented
…
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Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
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Amministrazione di Sistema
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12
Introduzione
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Contratti di manutenzione
Chi lavora sui server?
• Amministratore di sistema
• Caratteristiche
– Persona (o più) fisica
– Organizzazione interna e/o Azienda esterna
– Rapporto tipico tra server e sistemisti di 20-30:1
– On-site
– Durata
– Tempistiche
• per ogni dollaro speso per server e altro hardware, 8 dollari sono
destinati a coprire i costi di gestione correlati
• nel caso di server fisici
• Hardware
• Software e/o servizi
• Importanza della manutenzione preventiva
•
•
•
•
Tecnici
Programmatori
Utenti
Analisti
• A che livello opera ciascuna figura?
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Amministrazione di Sistema
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Amministrazione di Sistema
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Il ciclo di vita
Amministrazione di Sistema
• Pianificazione
• Preparazione e
distribuzione
• Produzione
• Ritiro
La scelta dei sistemi e dell’impianto
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Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
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Introduzione
2015-16
Pianificazione
Il progetto di un sistema
• La fase di pianificazione è fondamentale e deve
riguardare
– Servizi da fornire
– Ruolo delle macchine
– Configurazione desiderata della rete
– Scelta dell’hardware
– Scelta del software
– Convenzioni da adottare
• Insieme di scelte, non solo tecnologiche
• Diversi livelli e passi
– Conceptual Design
– Logical Design
– Physical Design
• Queste attività sono di pertinenza di sistemisti
senior o architect
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Amministrazione di Sistema
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2015-16
Caratteristiche di un server
• Selezione hardware e software
– Diversi criteri di scelta
– un server (e i suoi servizi) devono funzionare!
– MTBC (Mean Time Between Crashes)
– MTBF (Mean Time Between Failures)
• devono soddisfare i requisiti di un sistema server
– Privilegiare soprattutto la stabilità
• Scalabilità
• hardware e software consolidati
– adattare il server in base al “carico di lavoro”
• Dimensionamento del sistema o dell’impianto
• Prestazioni
– i tempi di attesa non devono essere eccessivi
– Soluzione verticale
• Manutenibilità
• server molto potente con tutti i servizi sulla macchina
– deve essere semplice configurare e gestire il sistema
– Soluzione orizzontale
• Tipo di licenza e tipo di assistenza
• Altro …
• tanti “piccoli” server specializzati su ogni servizio
– Soluzione ottimale?
– disponibilità di driver
– sicurezza
• scale-in vs scale-out?
…
Amministrazione di Sistema
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La scelta dei server (1)
• Affidabilità (Reliability), stabilità (Stability) e disponibilità
(Availability)
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Amministrazione di Sistema
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14
Introduzione
2015-16
La scelta dei server (2)
I criteri di scelta
• Obiettivi
• Soluzioni per incrementare l’affidabilità e/o le
prestazioni
– prestazioni
– affidabilità
– consumi “congrui” (elettrici e termici)
– Multi-processore (SMP)
– Controller RAID o storage Enterprise
– Alimentatori ridondati
– Sistemi “cluster”
• Opzioni
– sistemi aperti / software libero
– sistemi proprietari / software proprietario
• Scelte
• cluster “fisico”
– del software
– macchine in ridondanza tra loro
– Sistema operativo distribuito o per cluster
• del Sistema Operativo
• delle applicazioni
• cluster “logico”
– servizi ridondati tramite DNS o NAT
2015-16
Amministrazione di Sistema
– dell’hardware
…
57
2015-16
Amministrazione di Sistema
Criteri economici
Scelta del software
• Componenti COTS (Commercial Off-the-Shelf)
• Vari criteri
– COTS hardware = soluzione consolidata
–
–
–
–
–
–
• ROI (Return on investment)
– esprime quanto rende 1€ di capitale investito
• TCO (Total Cost of Ownership)
– sviluppato da Gartner nel 1987
– utilizzato per calcolare i costi del ciclo di vita di un sistema
• acquisto, installazione, gestione, manutenzione e dismissione
• ETA (Estimated Time of Arrival)
– software proprietario
– software libero
– software senza licenza
– strumenti contrattuali attraverso i quali si definiscono le metriche di
servizio che devono essere rispettate da un fornitore di servizi
Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
affidabilità
compatibilità
funzionalità
supporto e manutenzione
diffusione
costi
• Tipo di licenze
– tempo di completamento
• SLA (Service Level Agreement)
2015-16
58
59
2015-16
Amministrazione di Sistema
60
15
Introduzione
2015-16
Scelta del firmware
Scelta della licenza
• “Software on board”
– BIOS (Basic Input/Output System)
– EFI (Extensible Firmware Interface)
• Ma non solo sulla piastra madre
• Pre(boot) Execution Environment (PXE)
• Tabelle delle partizioni
– Master Boot Record (MBR)
• 4 partizioni primarie su un disco (max 2 TB l’una)
– o 3 + 1 estesa
– GUID Partition Table (GPT)
• 128 partizioni (max 18 ExaByte l’una)
• E il sistema operativo?
http://www.gnu.org/philosophy/categories.it.html
2015-16
Amministrazione di Sistema
61
2015-16
Scelta dell’hardware
62
Prodotti di marca
• Piattaforma di riferimento
• Continua crescita tecnologica
• Meglio un server di marca o un assemblato?
– crescita non uguale tra le varie tecnologie (gap tecnologico)
– “legge di Moore”
• Continua evoluzione tecnologica
–
–
–
–
–
Amministrazione di Sistema
– Affidabilità di un server
– Manutenzione
• Contratti entro le 2 o 4 ore
– Componenti disponibili per un certo periodo
– Certificazione dell’hardware verso il sistema operativo o
l’hypervisor
processori Xeon e Opteron a 64 bit e/o con 6-12 Core
memorie veloci DDR3 e future DDR4
PCI-X e PCI Express
Ethernet 10GB rame UTP e 100GB fibra
Trusted Computing Platform Alliance (TCPA)
• Altri aspetti da considerare
– Strumenti di gestione
• Console remotizzabile
– Design studiati per il funzionamento 24h x 365g
• Marche e prodotti?
2015-16
Amministrazione di Sistema
• Flussi termici, soluzioni di hot-plug, …
Amministrazione di Sistema
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2015-16
Amministrazione di Sistema
64
16
Introduzione
2015-16
Scelta del processore
Processori a 64 bit
• Funzioni tipiche
• Piattaforme a 64 bit
– SMP (Symmetric Multiprocessing)
– x64
• motherboard per server bi/quadriprocessore
• AMD64 (x86-64), Intel EM64T
• Modalità legacy 32 bit, compatibility, full 64 bit
– Multi Core (2, 4, 6, 8, 12 core)
• http://it.wikipedia.org/wiki/Core_2_Duo
– Itanium
– HTT (Hyper-Threading Technology)
• Intel IA-64
• http://it.wikipedia.org/wiki/Hyper-Threading
• Applicazioni solo a 64 bit
• Convenienza? Differenze tra i modelli?
– Exchange 2007
– Costi hardware e costi di licenza?
• Hypervisor solo a 64 bit
• Sistemi Operativi server solo a 64 bit
• Costo per socket o per core?
• Architetture
– Processori a 32 bit o 64 bit
– Per maggiori informazioni
– SBS 2008
– Windows Server 2008 R2
– Distribuzioni Linux recenti
• http://it.wikibooks.org/wiki/Architetture_dei_processori
2015-16
Amministrazione di Sistema
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Evoluzione dei processori Intel
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Amministrazione di Sistema
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Evoluzione dei processori Intel
http://www.intel.com/performance/server/xeon/summary.htm
• Modello Tick Tock
– http://www.intel.com/content/www/us/en/siliconinnovations/intel-tick-tock-model-general.html
Vecchi Intel Xeon (pre-Nehalem) Intel Xeon 7500 (Nehalem-EX)
Intel Xeon 5500 (Nehalem-EP)
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Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
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2015-16
Amministrazione di Sistema
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17
Introduzione
2015-16
Scelta delle memorie
Considerazioni sulla RAM
• Velocità delle memorie
• UDIMM Versus RDIMM
• Come “popolare” i banchi RAM?
– DDR SDRAM, DDR2, DDR3 e DDR4
• Server con anche 20-30 slot di memorie
– http://www.delltechcenter.com/page/04-08-2009++Nehalem+and+Memory+Configurations
– Rambus XDR (e XDR2)
• Memorie affidabilità
• Come ottimizzare i costi?
– memorie con ECC (Error Correcting Codes)
– configurazione dei banchi in modalità “mirror”
– il costo al GB dipende dal tipo di banchi
• Solo per certi modelli
– hot-swap dei banchi
• Quantità massima installabile
– anche TB di RAM
– motherboard con più di 4 GB installabili
• problemi con il Sistema Operativo?!
2015-16
Amministrazione di Sistema
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2015-16
Amministrazione di Sistema
Scelta della cache
Disk cache
• Elemento fondamentale per minimizzare i colli di bottiglia
• Tipicamente implementata dal sistema operativo
• Memorie Flash locali
– tra CPU e memorie
• L2 o L3 da 4-12MB (condivisa o dedicata per core?)
– tra disco e memorie
–
–
–
–
• ReadyBoost di Vista e “modulo Robson”
• Parametri fondamentali
– quantità e velocità
cache L1/L2
• Cache policy
– Read Ahead
– Write Through / Write Back
memoria centrale
Cache Filesystem / Flash Cache
• Tempi di accesso
memoria di massa
– RAM: 10 ns
– HD: 10ms
memorie removibili
2015-16
Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
Bus SATA/SAS
Bus PCIe
Bus memoria
DIMM?
Capacità
– hardware
– software
Costo e velocità
registri
• Tipi di cache
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71
2015-16
Amministrazione di Sistema
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18
Introduzione
2015-16
Scelta del bus interno
Scelta del bus esterno
• PCI
USB 2.0
– transfer rate di 133 MB/s per bus di ampiezza 32 bit
• PCI-X (1999)
– PCI X 66
• oltre 266 MB/s a 32 bit e 533 MB/s a 64 bit
– PCI X 2.0
• 4 GB/s
• PCI Express (PCI-e)
– PCI Express 2.0 a 16 vie
Firewire
400
Firewire
800
eSATA
SuperSpeed
USB 3.0
Hot-plug
Hot-plug
Hot-plug
Hot-plug
Hot-plug
Alimentato
LowPower
480 Mb/s
teorici
4,8 Gb/s
teorici
400 Mb/s
800 Mb/s
Giga
Ethernet
Power
eSATA
PoE
3 Gb/s
10 Gb/s
• Fino a 500 MB/s per ogni linea dati
– PCI Express 3.1
Altri “bus” esterni: seriale, parallela, SCSI, SAS, FC, …
• Fino a 1 GB/s per ogni linea dati
– Verso il PCI Express 4.0
• Fino a 2 GB/s per ogni linea dati
– Fino a 16 canali per scheda
• Backplane Ethernet (IEEE P802.3ap)
• Problemi di compatibilità?
2015-16
Amministrazione di Sistema
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2015-16
Scelta dello storage
• Capacità in crescita limitata
• Prestazioni determinate da
– DAS (Direct Attached Storage)
– NAS (Network Attached Storage)
–
–
–
–
–
–
–
• dischi collegabili in rete Ethernet o Wi-Fi
– SAN (Storage Area Network)
• rete ad alta velocità/affidabilità dedicata allo storage
– iSCSI
– Nastri magnetici
– tecnologia
– temperatura di esercizio
– …
– Altri sistemi
Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
densità di memorizzazione
velocità delle testine
velocità di rotazione (RPM)
numero di canali a disposizione
cache integrata/tipo di controller
transfer rate
tipo di file system
• Affidabilità determinata da
• lettori, jukebox, stacker e librerie
2015-16
74
Scelta degli hard disk (1)
• Tipi di storage
• Costi e convenienza?
Amministrazione di Sistema
…
75
2015-16
Amministrazione di Sistema
76
19
Introduzione
2015-16
Scelta degli hard disk (2)
Scelta degli hard disk (3)
• Diverse tecnologie
• Nuove tecnologie
– P-ATA
–
–
–
–
–
• Max 133 MB/s
– S-ATA e S-ATA II
• 150 MB/s (SATA) e 300 MB/s (SATA2)
– SCSI
• Ultra-320 (320 MB/s) e dischi a 15K
Perpendicular Recording (2006)
Western Digital Advanced Format (2011)
HAMR (Heat-assisted magnetic recording)
Bit Patterned Media e SOMA (Self Ordering Magnetic Array)
Blocchi da 4K
• http://i.dell.com/sites/doccontent/shared-content/datasheets/Documents/512e_4Kn_Disk_Formats_120413.pdf
– Fibre Channel (FC)
• 1, 2 o 4 Gb/s
– Serial Attached SCSI (SAS) disk
• Attuale velocità: 3Gb/s
• compatibilità anche con dischi SATA II
– Solid State Drive (SSD)
• tempo di accesso >50 volte migliore
2015-16
Amministrazione di Sistema
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2015-16
Amministrazione di Sistema
78
IOPS
Scelta degli hard disk (4)
• IOPS (Input/Output Operations Per Second)
– Misurazione comunemente usata per definire le prestazioni
di una memoria secondaria
– Ma anche per dimensionare lo storage
• Ogni tipo di disco ha un limite di IOPS
– Random Read or Write IOPS
• Average number of random read or write I/O operations per second
– Sequential Read or Write IOPS
• Average number of sequential read or write I/O operations per
second
– Total IOPS
• Total number of I/O operations per second (when performing a mix
of read and write tests)
• Come ottenere IOPS maggiori?
2015-16
Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
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2015-16
Amministrazione di Sistema
80
20
Introduzione
2015-16
Scelta del dispositivi di backup
Policy di backup (1)
• Dispositivi di backup
• Metriche
– Floppy Disk, Super Floppy e Zip
– Hard Disk
– Recovery Point Objective (RPO)
• quanto “indietro” si può andare
• Removibili, USB, Firewire
– Recovery Time Objective (RTO)
– CD (650M, 700M, 800M)
• quanto serve
per il ripristino
• CD-R e CD-RW
– DVD (4.7GB o 8.5GB)
• Livelli di backup
• DVD-RAM, DVD+R, DVD-R, DVD+RW, DVD-RW, DVD-DL
–
–
–
–
– Blu Ray (25GB o 50GB)
• BD-R, BR-RE
– Nastri Magnetici
• 8mm (Exabyte), 4 mm (DAT), DLT LTO
Full
Differenziale
Incrementale
Sintetico
• Come tracciare
le modifiche?
– Per maggiori informazioni
• http://www.backupcentral.com
…
2015-16
81
Amministrazione di Sistema
2015-16
Policy di backup (2)
Amministrazione di Sistema
82
Cause della perdita dei dati
GFS
• Rotazione dei supporti
– Round Robin
• Six-tape rotation
– Tower Of Hanoi
– Grandfather, Father, Son (GFS)
• Tecnologie
–
–
–
–
–
Compressione
Cifratura
Hot-backup vs cold backup
Continous Data Protection
De-duplicazione
Hanoi
• Alla sorgente
• Alla destinazione
– Staging (B2D2T - Backup to disk to tape)
2015-16
Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
83
2015-16
Amministrazione di Sistema
84
21
Introduzione
2015-16
Conoscere il Sistema Operativo
Scelta del file system (1)
• La scelta dell’hardware è insufficiente
• Il Sistema Operativo deve supportare le
caratteristiche hardware e i requisiti di progetto
• Che caratteristiche bisogna conoscere?
– Gestione processi
– Gestione memoria
– Gestione file system
– Gestione I/O
– Driver
Amministrazione di Sistema
– Dimensione massima di un file e di un volume
• Funzioni necessarie
– Attributi
– Permessi e/o ACL
• Funzioni richieste
– Journaling
• Funzioni utili
…
2015-16
• Parametri fondamentali
85
–
–
–
–
–
Hot extend (e shrink)
Hard link e/o soft link (o junction)
Sparse File e/o Extent
Snapshot, De-duplication, Time Shift, Versioning
Encryption
2015-16
Amministrazione di Sistema
Scelta del file system (2)
Scelta della rete
• Diversi standard
• Per un confronto tra i file system
– privilegiare gli standard consolidati e “de facto”
– http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_file_systems
• Dispositivi di internetworking
• Logical Volume Manager (LVM)
– livello fisico/data link
– Toglie la relazione 1:1 tra partizioni e filesystem
• hub, switch
• 1 filesystem su 1 volume, che può essere composto da diverse
partizioni
– livello di rete
• router
– Fornito dal Sistema Operativo o da terze parti
– Livello di astrazione aggiuntivo
– livello applicativo
• firewall, proxy, bilanciatori
• Aspetti da considerare
• Può integrare le funzioni del RAID software
–
–
–
–
– Diviene importante la funzione extend del file system
• Altri elementi da considerare
– Struttura fisica dischi e partizioni
– Gestione della cache del file system
2015-16
Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
86
sicurezza
crescita/prestazioni
affidabilità
utilità
• Legge di Metcalfe
87
2015-16
Amministrazione di Sistema
88
22
Introduzione
2015-16
Scelta della rete “Ethernet”
“Accelerazione” hardware
• Reti locali Ethernet tradizionali
• Ottimizzazioni
– cablaggio strutturato, doppini CAT 5e o 6, Ethernet
100Mbs/1Gbs
– Problema del cablaggio a 10Gbs
– utilizzo di stelle collegate tra loro da una backbone
• considerazioni sulla velocità, sul mezzo e sulla distanza
– struttura core
– Jumbo Frame
• Hardware offload
– TCP Offload Engine (TOE)
– Intel I/O Acceleration
Technology (I/OAT)
• Switch in trunking o switch in stacking o …?
– utilizzo di reti fisiche diverse o di VLAN (Virtual
LAN)
– utilizzo di firewall per collegare le diverse reti
2015-16
Amministrazione di Sistema
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2015-16
Scelta della rete Wireless
• Reti geografiche (WAN e LAN)
– Standard IEEE 802.11
– Reti tradizionali
a (54 Mbps teorica, circa 20 reale)
g (54/108 Mbps teorica)
n (300/600 Mbps teorici)
ac (1 Gbps teorico) - Draft
• ADSL
• HDSL
• ISDN
– Reti wireless
– tipi di cifratura e di autenticazione
• HiperLAN
• Wi-Max
• WEP, WPA, WPA2
• Modalità di gestione delle chiavi
– Reti private
– PSK (Preshared keys)
– Enterprise (Radius)
• MPLS
• VPN
• problema della distribuzione delle chiavi
2015-16
Amministrazione di Sistema
Amministrazione di Sistema
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Scelta della rete WAN
• Reti locali senza filo (reti Wi-Fi) o WLAN
•
•
•
•
Amministrazione di Sistema
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2015-16
Amministrazione di Sistema
92
23
Introduzione
2015-16
Scelta della rete telefonica
Scelta dell’ambiente
• Armadi rack
• Rete telefonica
– Quanti, quanto grandi, quanto profondi
– Tipo di cablaggio
• 1U = 44.45 mm (1.75 in)
• 1rack = 482,5 mm (19 in)
• 1 armadio standard = 42U
• Cablaggio strutturato
• Doppini telefonici o Ethernet
• UPS (Uninterruptible Power Supply)
– Tipo di apparati
– Quanti e quanta potenza?
– Gruppo elettrogeno?
• Centralini PBX (Private Branch eXchange)
• HVAC (Hearing, Ventilation, Air Conditioning)
– Normalmente digitali
– Temperatura 17°-20° (max 27°) e umidità 40%-60%
– Quanti BTUH?
– Tipo di protocollo
• Num apparati x potenza in W x 3,412 BTUH/W
• VoIP
– 1 server = 450 W = 1535,4 BTUH
– SIP
• 1 operatore = 300 BTUH
• Ambiente (pareti, porte, finestre, soffitto)???
– Alimentazione degli apparati digitali
– Quante unità e quanti splitter?
– Il problema della polvere?
• PoE (Power over Ethernet)
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Amministrazione di Sistema
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