Le Reti di Computer - ISISS Domenico Sartor

I.S.I.S.S. “Sartor”
CASTELFRANCO V.TO
Tecnologie dell'Informazione e
della Comunicazione
Le Reti di Computer
Prof. Mattia Amadori
Anno Scolastico 2015/2016
COS’È UNA RETE DI COMPUTER?
Rete di computer è un sistema in grado di trasmettere
informazioni fra più utenti utilizzando risorse condivise
Caratteristiche:
• utilizzo razionale di dispositivi costosi
• modularità della struttura
Condividere
risorse
• affidabilità e disponibilità
• scambio di informazioni
• collaborazione a distanza
Comunicare
fra
utenti
EVOLUZIONE DELLE RETI DI COMPUTER (1)
Anni ’50 ÷ ’70 approccio centralizzato, calcolatori di
grandi dimensioni, modello time-sharing, centri di calcolo
Presenza di:
• unico computer (mainframe)
elaborazione e
memorizzazione dei dati
• terminali di input/output
• no condivisione, solo accesso
remoto
EVOLUZIONE DELLE RETI DI COMPUTER (2)
Anni ’80 approccio distribuito, calcolatori indipendenti
ma interconnessi
Caratteristiche:
• diffusione dei PC e dell’Office
Automation
• computer diversi operano su
sottoinsiemi di attività
• risultati condivisi in rete
EVOLUZIONE DELLE RETI DI COMPUTER (3)
Anni ’90 approccio collaborativo
Caratteristiche:
• versione “sinergica” dell’approccio distribuito
• computer operano su un medesimo task condiviso
“rimbalzandosi” il lavoro
EVOLUZIONE DELLE RETI DI COMPUTER (4)
Giorno d’oggi Cloud Computing (Nuvola Informatica)
Caratteristiche:
• servizio offerto da un provider
all’utente
• archiviare/elaborare dati
mediante risorse hw/sw
distribuite
• architettura client/server
RETI PER LE AZIENDE
Le Aziende utilizzano un notevole numero di calcolatori,
per far fronte a:
• gestione del magazzino
• controllo della produzione
• emissione delle buste paga
delle risorse umane
Collegati insieme, i calcolatori permettono di estrarre e
correlare le informazioni riguardanti l’intera azienda,
utilizzando reti intranet ed extranet
RETI PER LE PERSONE
Le reti forniscono servizi alle persone, quali:
• accesso a informazioni: World Wide Web (ipertesti
distribuiti), E-commerce, Trasferimento di file, ecc
• comunicazione uomo-a-uomo: Posta elettronica,
Chat, Voip, ecc
• condivisione di risorse: Stampanti, File System,
Terminali virtuali, ecc
• intrattenimento interattivo: Giochi in rete, ecc
COMPONENTI DI UNA RETE
Una rete è costituita da 3 entità:
• Utente: è un qualsiasi dispositivo hardware che si
interfaccia alla rete (es. computer, palmare, ecc)
• Arco o Link: è un canale di comunicazione che trasporta
l’informazione (es. cavi telefonici, fibre ottiche,
collegamenti radio, ecc)
• Nodo: è un dispositivo hardware in grado di stabilire
delle interconnessioni tra gli archi
Utente A
Utente B
SCHEMA GENERALE DI UN SISTEMA DI
COMUNICAZIONE
• Sorgente/Destinatario: terminali (host)
• Trasmettitore/Ricevente: interfaccia tra host e rete
• Canale di trasmissione: mezzo fisico che trasporta
l’informazione
CLASSIFICAZIONE DELLE RETI
Le reti possono essere classificate in base a:
• estensione geografica
• topologia
• mezzo fisico di trasmissione
• tecniche di commutazione
• funzionalità dei nodi
CLASSIFICAZIONE IN BASE ALL’ESTENSIONE
GEOGRAFICA
• PAN (Personal Area Network), grandezza ~ 10 m
• LAN (Local Area Network), grandezza ~ 1 km
• MAN (Metropolitan Area Network), grandezza ~ 100 km
• WAN (Wide Area Network), grandezza ~ 1000 km
• GAN (Global Area Network), grandezza ~ 10000 km
CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA TOPOLOGIA
Con topologia si fa riferimento alla disposizione degli
oggetti fisici nello spazio.
Le topologie possono essere classificate secondo il tipo di
collegamento:
• Punto – Punto (Point to Point)
Stella
Anello
Mesh
• Broadcast (Bus)
TOPOLOGIA A STELLA
Caratteristiche:
• tutti gli host sono connessi
ad un unico nodo centrale
• facile da aggiungere o
rimuovere un host
• nodo centrale è punto
critico, il suo fallimento
provoca il fallimento
dell’intera rete
TOPOLOGIA AD ANELLO
Caratteristiche:
• i messaggi si muovono in
una direzione dell’anello
• difficile da aggiungere o
rimuovere un host
• il fallimento di un nodo
può provocare il fallimento
parziale della rete
TOPOLOGIA MESH
Caratteristiche:
• dispositivi parzialmente
connessi fra loro, full mesh,
partial mesh
• distanza limitata tra nodi
• rende possibili diversi
percorsi per i messaggi
• usata nelle WAN
TOPOLOGIA BROADCAST
Caratteristiche:
• semplice da estendere
• tutti I nodi possono
ricevere lo stesso messaggio
allo stesso tempo
• difficile da diagnosticare il
fallimento di un componente
CLASSIFICAZIONE IN BASE AL MEZZO DI
TRASMISSIONE (1)
Un mezzo trasmissivo è un canale entro il quale viene
trasportata l’informazione tra due punti distinti di una
rete. Esso può essere classificato in:
• mezzo elettrico
• mezzo ottico
• mezzo wireless
L’unità di misura della velocità di trasmissione è il bit al
secondo (bps) e i suoi multipli (Kbps) e (Mbps).
CLASSIFICAZIONE IN BASE AL MEZZO DI
TRASMISSIONE (2)
Un mezzo si dice elettrico quando è costituito da
materiali conduttori (es. rame) sui quali scorre una
corrente elettrica. Esso comprende:
• doppino telefonico
• cavo coassiale
In questi mezzi il segnale può subire delle interferenze
elettromagnetiche, si ricorre quindi alla schermatura.
CLASSIFICAZIONE IN BASE AL MEZZO DI
TRASMISSIONE (3)
Un mezzo si dice ottico quando è costituito da materiali
che sfruttano la riflessione della luce (es. vetro) sui quali
scorrono impulsi luminosi (es. fascio laser).
Tale mezzo prende in nome di fibra ottica.
Possiede le seguenti caratteristiche:
• assenza di interferenze elettromagnetiche
• copre distanze estese
• trasmette informazioni
ad elevata velocità
CLASSIFICAZIONE IN BASE AL MEZZO DI
TRASMISSIONE (4)
Un mezzo si dice wireless quando l’informazione viene
portata attraverso le onde radio (non guidato). Esso
comprende:
• bluetooth
• infrarossi
• satelliti geostazionari
Possiede le seguenti caratteristiche:
• portabilità dei dispositivi
• copre distanze da poco a molto estese
• trasmette informazioni ad elevata velocità
CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA TECNICA DI
COMMUTAZIONE (1)
La commutazione è una tecnica utilizzata per definire un
percorso per la comunicazione nella rete.
Due tipologie:
• commutazione di circuito
• commutazione di pacchetto
Commutazione di circuito: per ogni trasmissione
dell’informazione deve essere stabilito un appropriato
percorso o circuito, commutato nella rete per realizzare
il collegamento. (es. comunicazione telefonica)
CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA TECNICA DI
COMMUTAZIONE (2)
Commutazione di pacchetto: prevede di suddividere
l’informazione da trasmettere in pacchetti. Ciascun
pacchetto viaggia nella rete seguendo percorsi diversi.
Pacchetto: suddivisione di un messaggio in unità dati
separate, spediti in tempi e percorsi diversi.
CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA FUNZIONALITA’
DEI NODI
I nodi di una rete possono fungere secondo due
tipologie di modello:
• client/server (C/S)
• peer to peer (p2p)
MODELLO CLIENT/SERVER
Server è sistema di elaborazione dei dati destinato ad
offrire servizi gli utenti della rete (client).
Possiede le seguenti caratteristiche:
• rende disponibili le risorse
• accetta richieste e risponde automaticamente
• non bada alla provenienza della richiesta
• si possono organizzare un insieme di server in modo
che siano collegati tra loro
MODELLO CLIENT/SERVER
Client è sistema connesso in rete che utilizza i servizi di
rete messi a disposizione dai server.
Possiede le seguenti caratteristiche:
• si preoccupa di dialogare con l’utente
• sfrutta tutte le possibilità fornite dal calcolatore su cui
viene eseguito (audio, video, ...)
• fornisce all’utente un’interfaccia intuitiva
• elabora le richieste dell’utente e le risposte dei server
MODELLO PEER TO PEER
Peer to peer è costituito da dispositivi che possono
fungere sia da client che da server.
Possiede le seguenti caratteristiche:
• dispositivi che fanno il “doppio gioco”
• dispositivi che possiedono le medesime funzionalità
• tecnica utilizzata in ambito di file
sharing (es. BitTorrent, BearShare)
CONFRONTO TRA I MODELLI CLIENT/SERVER
E PEER TO PEER
GLI APPARATI DI RETE (1)
Gli apparati di rete permettono il collegamento di più
host all’interno di una rete e sono classificati in base alle
funzionalità che sono in grado di offrire.
Essi sono:
• scheda di rete o NIC
• hub/switch
• bridge
• router
GLI APPARATI DI RETE (2)
Scheda di rete è il dispositivo che permette al computer
di essere fisicamente collegato ad una rete. La scheda di
rete più diffusa attualmente è detta Ethernet, è
connessa tramite il doppino telefonico e permette
velocità di trasmissione superiori a 1 Gbps.
GLI APPARATI DI RETE (3)
Hub/Switch è un’apparecchiatura fisica con funzioni di
concentratore dei cavi provenienti dai vari sistemi
connessi in rete e di distributore di pacchetti sulla rete.
E’ classificato in:
• passivo
• attivo
• intelligente
GLI APPARATI DI RETE (4)
Bridge è un dispositivo che connette due reti locali
(LAN) dello stesso tipo ma anche di tipo diverso, oppure
due segmenti di una stessa LAN.
Router è un dispositivo che serve a connettere due reti,
ma fornisce funzionalità aggiuntive rispetto al bridge
(capacità di filtrare messaggi e di instradarli sulla base di
criteri di economicità o di velocità).