Le Reti - Giuseppe Di Capua
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prof. Di Capua Giuseppe U.D. 1- INTRODUZIONE AL NETWORKING prof. Di Capua Giuseppe RETE INFORMATICA Una rete informatica è un insieme di sistemi per l’elaborazione delle informazioni che comunicano tra loro prof. Di Capua Giuseppe TELEMATICA La telematica è quella parte dell’informatica che studia l’integrazione tra le tecnologie informatiche e le tecnologie delle telecomunicazioni Telecomunicazione e Informatica prof. Di Capua Giuseppe TELECOMUNICAZIONI Un sistema di telecomunicazioni (TLC) è formato da: Nodi: sistemi di elaborazione Collegamenti: canali di connessione tra nodi; Consentono di inviare dati da una SORGENTE ad una o più DESTINAZIONI prof. Di Capua Giuseppe TELECOMUNICAZIONI COLLEGAMENTO SORGENTE NODO DESTINAZIONE prof. Di Capua Giuseppe TELECOMUNICAZIONI Le entità SORGENTI E DESTINAZIONE sono chiamati NODI TERMINALI (end system oppure hosts) mentre gli altri sono detti NODI DI COMMUTAZIONE. I dati viaggiano dall’Host Sorgente verso l’Host di Destinazione passando attraverso i NODI DI COMMUTAZIONE (Swiching nodes) I dati vengono trasferiti sotto forma di SEGNALI prof. Di Capua Giuseppe LE RETI Le prime reti nascono negli anni ‘60 come collegamenti di terminali “stupidi” ad elaboratori centrali detti MAINFRAME prof. Di Capua Giuseppe LE RETI Un MAINFRAME prof. Di Capua Giuseppe LE RETI Con l’introduzione di terminali “Intelligenti” ovvero i PC si è passati al modello attuale con una serie di elaboratori autonomi e interconnessi Autonomi: ognuno può lavorare in autonomia e non c’è relazione master/slave Interconnessi: possono scambiare informazioni tra loro prof. Di Capua Giuseppe LE RETI Un sistema così formato si chiama RETE DI ELABORATORI prof. Di Capua Giuseppe LE RETI Esempio di Rete prof. Di Capua Giuseppe LE RETI SI E’ PASSATI DA: sistemi CONCENTRATI composti da una sola CPU alla quale venivano connessi più terminali prof. Di Capua Giuseppe LE RETI A: sistemi DISTRIBUITI Stazione di lavoro autonome connesse tra loro prof. Di Capua Giuseppe I SERVIZI Gli utenti non hanno più la necessità di condividere processore e memoria (modello mainframe – terminale) Condividono software Consultano archivi comuni Scambiano dati tra i sistemi Condividono dispositivi (es: stampante, router per internet) prof. Di Capua Giuseppe VANTAGGI DELLE RETI Condivisione dei software e dei dati; Condivisione dei dispositivi; Miglior rapporto prestazioni/costo Estensione graduale dei sistemi hardware Maggior affidabilità a fronte di guasti prof. Di Capua Giuseppe PRIMA CLASSIFICAZIONE Tecnologia trasmissiva; Broadcast: Host connessi direttamente al canale di trasmissione. I dati trasmessi vengono inviati a tutti i nodi della rete. Solo il destinatario del messaggio lo leggerà e sarà ignorato dagli altri; Multicast: I dati sono trasmessi a più destinatari contemporaneamente e tutti li devono poter leggere (trasmissione televisiva); prof. Di Capua Giuseppe DIFFUSIONE GLOBALE - BROADCAST Nella rete in figura il mezzo trasmissivo è condiviso quindi la trasmissione è di tipo BROADCAST prof. Di Capua Giuseppe PRIMA CLASSIFICAZIONE Tecnologia trasmissiva; Punto a Punto: Gli host sono connessi direttamente tra loro o indirettamente attraverso host intermedi. Il messaggio quando giunge ad un host intermedio viene instradato su una connessione attraverso algoritmi di instradamento (ROUTING.) prof. Di Capua Giuseppe PUNTO A PUNTO Esempio di punto a punto è la connessione internet tra il computer di casa e il fornitore dei servizi internet (Internet Service Provider - ISP) prof. Di Capua Giuseppe PUNTO A PUNTO Altro esempio: la connessione degli hosts in Internet In realtà si tratta di una trasmissione punto-multipunto con i Router che determinano su quale canale inviare il segnale prof. Di Capua Giuseppe VELOCITA’ DI TRASMISSIONE In una rete la velocità di trasmissione dati è misurata in bit per secondo (bps). Rappresenta la quantità di informazione (in bit) che può essere trasmessa nell’unità di tempo (secondo). Viene chiamata anche Larghezza di Banda prof. Di Capua Giuseppe VELOCITA’ DI TRASMISSIONE Unità di misura Abbreviazione Equivalenza Bit per secondo Bps 1 bps =unità di misura Kilobit per secondo Kbps 1 Kbps = 1.000 bps Megabit per secondo Mbps 1 Mbps = 1.000.000 bps Gigabit per secondo Gbps 1 Gbps = 1.000.000.000 bps Terabit per secondo Tbps 1 Tbps = 1.000 Gbps =… prof. Di Capua Giuseppe PRIMA CLASSIFICAZIONE Dimensioni: PAN: Personal Area Network LAN: Local Area Network MAN: Metropolitan Area Network WAN: Wide Area Network GAN: Global Area Network prof. Di Capua Giuseppe CLASSIFICAZIONE PER ESTENSIONE GEOGRAFICA Connessione Dimensione Rete In una stanza Pochi metri PAN Singolo Laboratorio 10 m LAN Edificio (Casa) 100 m LAN Università 1 Km LAN Città 10 Km MAN Nazione 100 Km WAN Continente 1000 Km WAN Terra 10000 Km GAN prof. Di Capua Giuseppe PAN Tecnologia trasmissiva: Broadcast. Velocità: da 10 Mbps a 10 Gbps. Queste reti hanno un raggio di azione di pochi metri. Utilizzate cavi USB, porte firewire o bluetooth. prof. Di Capua Giuseppe LAN Tecnologia trasmissiva: Broadcast. Velocità: da 10 Mbps a 10 Gbps. Queste reti coprono un'area corrispondente a dimensioni varianti tra quelle di un ufficio e quelle di una struttura aziendale composta da più edifici. Sono utilizzate soprattutto per consentire ad un gruppo di utenti di condividere i dati o i programmi software utili ad un certo tipo di attività aziendale. prof. Di Capua Giuseppe LAN La LAN permette anche di condividere dispositivi hardware quali: stampanti; Connessione ad Internet; Archivi di dati; Le LAN hanno quindi sempre un unico canale trasmissivo ad alta velocità condiviso nel tempo da tutti i sistemi collegati. Quando un sistema trasmette diventa proprietario temporaneamente dell'intera capacità trasmissiva della rete. Le velocità trasmissive sono comprese nell'intervallo 10 Mbps – 10 Gbps . prof. Di Capua Giuseppe LAN prof. Di Capua Giuseppe LAN prof. Di Capua Giuseppe MAN Sono estensioni delle reti locali in ambito urbano con dorsali, spesso, in fibra ottica, veloci ed affidabili. Le prestazioni classiche raggiunte sono comprese tra i 2 Mbps e i 140 Mbps. La tecnologia attuale spinge verso lo sviluppo delle reti WAN, e di conseguenza le reti metropolitane non vengono distinte da queste ultime. prof. Di Capua Giuseppe WAN Le reti geografiche si basano sui servizi offerti dal fornitore nazionale di telecomunicazioni. Si estendono a diverse città, fino ad una intera nazione o ad un continente Oltre ai mezzi trasmissivi posati a terra, costituiti di cavi fisici, le reti WAN utilizzare il satellite o i ponti radio. Nel caso del satellite ci sono dei dispositivi terrestri, che svolgono la funzione di instradatori (router) dei segnali e che trasmettono e ricevono con modalità diverse, a seconda delle applicazioni. La trasmissione è generalmente di tipo broadcast. prof. Di Capua Giuseppe GAN Collegano computer dislocati in tutti i continenti. Internet è un esempio di rete GAN prof. Di Capua Giuseppe INTERNETWORKING Quando si realizza un collegamento di più reti (locali e geografiche) per formare un’unica grossa rete si parla di INTERCONNECTED NETWORKING da cui il termini INTERNET INTERNET E’ UN ESEMPIO DI RETE GAN prof. Di Capua Giuseppe CLASSIFICAZIONE PER TOPOLOGIA Si intende la topologia delle connessioni ovvero la disposizione geometrica dei vari nodi. Le fondamentali sono: Reti a Stella Reti ad Anello Reti a Bus Rete a Stella Estesa Rete Magliata non completamente Connessa Rete Magliata completamente Connessa Rete ad Albero prof. Di Capua Giuseppe PARAMETRI DI VALUTAZIONI TOPOLOGIA DI RETE I parametri più importanti da tenere in considerazione nello studio delle topologie delle reti sono: Il numero di nodi: ovvero il numero di elementi (PC, Stampanti, Switch,ecc…) che compongono una rete; Il numero di canali trasmissivi: ovvero il numero di “cavi” che dobbiamo avere per mettere in comunicazione i nodi di una rete; La ridondanza: ovvero il numero di possibili percorsi per raggiungere un nodo Fault Tolerance: ovvero la tolleranza ai guasti che è tanto maggiore quanto maggiore è la ridondanza; prof. Di Capua Giuseppe RETE A STELLA prof. Di Capua Giuseppe RETE A STELLA In questo tipo di rete il numero dei canali è uguale al numero dei nodi meno uno (c = n- 1). Nel caso in cui un canale si guasti, la funzionalità della rete viene compromessa per l’elaboratore che usa quel canale per raggiungere il centro, mentre tutti gli altri continuano ad usare la rete. Al centro della stella di solito si trova un hub o uno Switch , dove con tale termine si identifica solitamente, in una struttura di rete locale, un’apparecchiatura fisica che assolve alle funzioni di collettore e di concentratore dei dai vari sistemi connessi in rete. prof. Di Capua Giuseppe RETE AD ANELLO prof. Di Capua Giuseppe RETE AD ANELLO Il numero dei canali è uguale al numero dei nodi meno uno (c = n- 1). La fault tolerance è inesistente: nel caso in cui un canale si guasti la rete non funziona più. Questa topologia è basata su una linea chiusa alla quale possono connettersi tutti i nodi della rete. il canale è condiviso, per riconoscere un destinatario da un altro è importante definire per ogni nodo un indirizzo; un nodo che riceve un messaggio destinato ad un altro nodo, lo ritrasmette di norma al suo vicino, finché giunge a destinazione. prof. Di Capua Giuseppe RETE A BUS prof. Di Capua Giuseppe RETE A BUS Non hanno tolleranza ai guasti e qualunque interruzione di canale comporta l'esclusione di una parte della rete. Sono le più diffuse perché sono semplici da realizzare e sono poco costose. Dal punto di vista logico sono reti di tipo broadcast, in quanto il messaggio trasmesso da un nodo viene ricevuto da tutti gli altri nodi. In una rete a Bus l'utilizzo del canale condiviso è semplificato rispetto alle topologie ad anello: qualora un sistema riceva delle informazioni che non lo riguardano (con un indirizzo diverso dal proprio) non deve ritrasmetterle al nodo vicino, in quanto il canale condiviso è bidirezionale. prof. Di Capua Giuseppe RETE A BUS In una rete di questo tipo i dati viaggiano sul supporto fisico in entrambe le direzioni fino a raggiungere l’estremità del cavo dove vengono posizionati degli oggetti chiamati “terminatori”. I terminatori assorbono il segnale in arrivo e ne impediscono la riflessione. prof. Di Capua Giuseppe RETE A STELLA ESTESA prof. Di Capua Giuseppe RETE BUS-STELLA Rete a Bus i cui nodi sono delle reti a stella prof. Di Capua Giuseppe RETE MAGLIATA NON COMPLETAMENTE CONNESSE Sono reti tipicamente geografiche in cui ciascun nodo è connesso con almeno un’altro della rete. In tali reti la tolleranza ai guasti dipende dal numero dei canali implementati. prof. Di Capua Giuseppe RETE MAGLIATA COMPLETAMENTE CONNESSE Sono reti in cui ogni nodo è connesso a tutti gli altri nodi della rete; Maggior tolleranza; Si usano in piccole reti dove l’affidabilità è determinante; prof. Di Capua Giuseppe RETE AD ALBERO Sono un tipo di reti magliate prof. Di Capua Giuseppe RETI WIRELESS Reti senza filo che si classificano in : PAN: Personal Area Network. Reti a portata ridotte limitate ad oggetti indossati da una persona o presenti in un’auto o su una scrivania. Il Bluetooth è la tecnologia più diffusa. WLAN: Wireless Local Area Network. Termine per indicare reti LAN senza fili. La tecnologia più nota prende il nome di wi-fi (wireless Fidelity). la trasmissione che non usa un mezzo fisico per la propagazione del segnale ma i segnali si propagano nell’etere sotto forma di onde elettromaghetiche. prof. Di Capua Giuseppe RETI WIRELESS Il wireless nasce per i cellulari: Tecnologia TACS Tecnologia GSM; Tecnologia GPRS (la prima a trasmettere sia fonia che dati); Tecnologia UMTS con velocità elevate di trasmissione (ordine di Kbps) Tecnologia HSPA standard evoluzione dell’UMTS con velocità nell’ordine di 3,6 Mbps ; La tecnologia wireless viene utilizzata, nel campo della trasmissione dati, per realizzare reti senza cavi. prof. Di Capua Giuseppe RETI WIRELESS Reti Locali wireless Utilizzo di un Router Wireless Utilizzo di Access Point Utilizzo di Computer con porte Wireless o Antenne Wireless Router Wireless prof. Di Capua Giuseppe RETI WIRELESS Accesso ad Internet tramite il satellite prof. Di Capua Giuseppe RETI WIRELESS Soggette a disturbi delle radiazioni solari; Soggette a disturbi per le condizioni atmosferiche o alla presenza di onde elettromaghetiche; Soggette a ostacoli fisici; prof. Di Capua Giuseppe APPARATI DI RETE IL REPEATER : Il repeater è un apparato che consente la rigenerazione di un segnale. E’ dotato di un ingresso e di una uscita. Il segnale entra e viene reinvitato sulla porta in uscita amplificato. prof. Di Capua Giuseppe APPARATI DI RETE HUB :La differenza con il repeater e che è dotato di più porte (4, 8, …). Quando un segnale entra, lo stesso viene inviato su tutte le porte in uscita quindi l’Hub non è in grado di decidere a chi è indirizzato il messaggio. Può essere utilizzato per creare semplici reti LAN prof. Di Capua Giuseppe APPARATI DI RETE SWITCH: E’ dotato di più porte (16, 24, 32, 64). La differenza con l’ Hub è che memorizza gli indirizzi dei dispositivi connessi ed è in grado di capire a chi è indirizzato un messaggio inviandolo solo sulla porta interessata. Viene utilizzato per creare reti LAN prof. Di Capua Giuseppe APPARATI DI RETE BRIDGE: Viene utilizzato per collegare tra loro 2 o più reti LAN ROUTER: Consentono di instradare i pacchetti (messaggi) sulla rete. Ogni router ha al suo interno una tabella di ROUTING in cui sono riportati l’ elenco dei server ad esso connessi. Quando arrivano i pacchetti (vedi paragrafo COMMUTAZIONE DI PACCHETTO) un router invia gli stessi su diversi possibili percorsi. Il router controlla l’indirizzo di destinazione. prof. Di Capua Giuseppe APPARATI DI RETE GATEWAY: Si differenzia dal router perché per assumere decisioni sull’instradamento di un pacchetto analizza sia l’indirizzo di destinazione che il contenuto del messaggio. Per esempio un gateway può essere impostato per fungere da Firewall o per non far passare la posta SPAM. prof. Di Capua Giuseppe
