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Reti di computer e Internet l A cosa servono l Tipologie principali l Tipo di comunicazione l Mezzi fisici di comunicazione l Internet l Protocollo TCP/IP.

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Presentazione sul tema: "Reti di computer e Internet l A cosa servono l Tipologie principali l Tipo di comunicazione l Mezzi fisici di comunicazione l Internet l Protocollo TCP/IP."— Transcript della presentazione:

1 Reti di computer e Internet l A cosa servono l Tipologie principali l Tipo di comunicazione l Mezzi fisici di comunicazione l Internet l Protocollo TCP/IP l Applicazioni su Internet l HTTP (Web)

2 Condivisione di risorse e comunicazione con gli altri utenti Anni ’70: calcolatori di grandi dimensioni, modello time- sharing, centri di calcolo Anni ’80: reti di calcolatori indipendenti ma interconnessi Informatica distribuita Reti di computer Reti di computer

3 Perchè collegare i computer in rete? l Condivisione risorse hardware: Non è economico comprare 1 stampante laser (o uno scanner) per ogni personal l Condivisione di software: programmi e dati da parte di utenti l Condivisione di informazioni: database a cui molti utenti (da diversi computer) posso accedere: –sistema di prenotazioni e assegnamento posti di una compagnia aerea, –sistema informativo di una banca

4 l Comunicazione tra utenti in locazioni fisiche differenti (scambio di messaggi e dati) –comunicazioni in ambito di ricerca –lavoro cooperativo –possibilità di svolgere attività di lavoro a casa (tele-lavoro) –accesso a informazioni di varia natura (Web) l Organizzazione aziendale: Molte organizzazioni impiegano un notevole numero di elaboratori. (Ad esempio per gestione del magazzino, controllo della produzione, pagamento degli stipendi) Collegati insieme questi elaboratori permettono di estrarre e correlare le informazioni riguardanti l’intera azienda

5 Nodo: un nodo è un qualsiasi dispositivo hardware del sistema in grado di comunicare con gli altri dispositivi che fanno parte della rete Collegamenti (links): i nodi sono collegati mediante archi. - I collegamenti formano i canali di comunicazione -dal punto di vista fisico possono essere cavi di vario tipo (telefonici, fibre ottiche), collegamenti satellitari Non c’e’ un modo univoco di classificare le reti di computer Componenti fondamentali di una rete Componenti fondamentali di una rete

6 Tipologie di reti (scala) l LAN: local area networks l MAN: Metropolitan area networks l WAN: Wide area networks

7  Un criterio per classificare le reti è legato alla loro scala, che si determina in base alla dimensione dei processori e alla loro distanza Scala delle reti Scala delle reti 10 m 100 m 1 km 10 km 100 km 1000 km km stanza edificio università città nazione continente pianeta Rete locale LAN Rete metropolitana MAN Rete geografica WAN Internet

8 Prestazioni della rete Il tipo di collegamento determina la capacità di trasmissione Si parla di banda della rete (larghezza di banda) che viene misurata in bit (e non in byte) al secondo  Kilobit (Kb)  Megabit (Mb)

9 Ci sono due tipi di comunicazione nelle reti Modello broadcasting: vi è un unico canale di comunicazione condiviso da tutti i nodi della rete, un messaggio (pacchetto) contiene l’indirizzo del destinatario, viene ricevuto da tutti, tutti i nodi lo ingorano ecccetto il destinatario a cui è indirizzato Modello point-to-point: connessioni individuali tra coppie di nodi. I messaggi devono indirizzati ad un nodo non connesso devono attraversare nodi intermedi vi sono in generale diversi percorsi per giungere a destinazione Comunicazione nelle reti Comunicazione nelle reti

10 In genere l Reti piccole (LAN): usano il modello broadcasting l Reti grandi (WAN): usano il modello point-to- point

11 I nodi si scambiano dati sotto forma di messaggi I messaggi possono essere suddivisi in unità più piccole dette pacchetti Affinchè questa comunicazione possa avvenire in modo corretto si deve definire un protocollo di comunicazione un protocollo definisce l’insieme di regole che il nodo mittente e il nodo destinatario devono seguire per interagire tra loro Protocolli di Comunicazione Protocolli di Comunicazione

12 Le reti di computer: media e interfacce l Per avere una rete è indispensabile avere un collegamento fisico tra i diversi computer –Meccanismi in grado di trasmettere informazioni (canali di comunicazione) cavi elettrici cavi a fibre ottiche linee telefoniche trasmissioni via satellite –Meccanismi in grado connettere i computer con i vari canali di comunicazione interfacce (porte) modem

13 Reti private per la condivisione di risorse all’interno di un edificio o in edifici vicini elaboratori stampanti dati Sono generalmente di dimensioni ridotte Si possono distinguere a seconda della topologia (punto-a-punto, ad anello, a stella, lineare) LAN – Local Area Network

14 Server: computer che fornisce servizi agli altri computer collegati in rete  server gestore dei dati (file server): gestisce la memorizzazione e la condivisione di dati  server di stampa (printer server): gestisce le stampanti disponibili in una rete locale  server di comunicazione: permette l’accesso ad altre reti locali o ad Internet Client: computer che usa delle risorse condivise, messe a disposizione dal server Ruolo dei computer in una rete locale Ruolo dei computer in una rete locale

15 I dispositivi che formano una rete locale possono essere collegati tra loro in vari modi che determinano l’architettura o topologia della rete - La topologia della rete determina la modalità di trasmissione dei dati all’interno della rete, topologie comuni: -Lineare -anello -stella Tecnologia di trasmissione Tecnologia di trasmissione

16 Reti lineari (broadcast ) hanno un unico canale di comunicazione (dorsale) condiviso da tutte le macchine della rete (Multiple access) i messaggi inviati da un elaboratore vengono ricevuti da tutti ma solo l’elaboratore destinatario elaborerà il messaggio, gli altri elaboratori lo ignoreranno

17 Reti ad anello i nodi sono organizzati secondo una configurazione ad anello e non sono tutti direttamente collegati il segnale emesso da un nodo passa al nodo successivo; se non è indirizzato a quel nodo, viene ritrasmesso al nodo seguente, finché non raggiunge il destinatario

18 Reti a stella i nodi sono tutti collegati a un nodo centrale le comunicazioni tra due nodi non sono dirette ma passano attraverso il nodo centrale che provvede a smistarle verso il nodo destinazione

19 Per collegare un computer ad una rete locale si usa una scheda di interfaccia di rete che ha il compito di instaurare la connessione fisica convertire i dati da trasmettere nel formato opportuno (di solito da dati paralleli a dati seriali) LAN – Interfaccia di rete LAN – Interfaccia di rete

20 Ethernet è il tipo di rete locale più diffuso Sviluppata dalla Xerox negli anni ’70 (1976) Qualsiasi computer prevede la possibilità di usare una scheda Ethernet per connettersi ad una rete locale Usa prevalentemente la topologia lineare Velocità di trasmissione: 10, 100, 1000 Mb/sec. LAN – Ethernet LAN – Ethernet

21 Protocollo di Ethernet CSMA/CD Protocollo di Ethernet CSMA/CD  Quando un computer vuole comunicare, verifica che il canale sia libero e invia il segnale  Se si verifica un conflitto (due o più computer hanno inviato i loro messaggi contemporaneamente) i computer coinvolti bloccano la trasmissione, a  spettano per un tempo casuale,  poi riprovano la trasmissione CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection

22 LAN – Sistema operativo di rete LAN – Sistema operativo di rete (o distribuito) (o distribuito) hardware Sistema operativo locale Sistema operativo di rete In una LAN si vogliono condividere le risorse, di solito, stampanti e hard disk Il sistema operativo (locale) non è in grado di gestire le risorse che non appartengono all’elaboratore e si introduce un nuovo livello nella “struttura a cipolla”: il sistema operativo di rete

23 Sistema operativo di Rete Compiti specifici del sistema operativo di rete: l offrire una visione uniforme delle risorse condivise l gestire i conflitti di accesso e di uso di una risorsa condivisa

24 Una rete metropolitana è sostanzialmente una versione ingrandita di una LAN Può coprire un gruppo di uffici, aziende diverse, una città Può essere pubblica o privata Nelle reti locali, la comunicazione tra due computer passa di solito su cavi dedicati, installati esplicitamente per la rete, e adatti per la trasmissione digitale delle informazioni MAN – Metropolitan Area Network MAN – Metropolitan Area Network

25 Una rete WAN copre una grande area geografica ad esempio, la rete GARR collega tutte le Università italiane Struttura delle reti WAN Computer (degli utenti) adibiti all’esecuzione di programmi detti hosts (anche sistemi terminali) La sottorete di comunicazione composta da: – linee di comunicazione che permettono lo scambio di dati fra i vari host, dette anche circuiti, canali,dorsali – elementi di commutazione (router o PSE), computer specializzati usati per collegare due o più linee di trasmissione WAN – Wide Area Network WAN – Wide Area Network

26 Struttura di una WAN router CDN rete1rete2 rete3 rete4 router CDN router CDN

27 Comunicazione in una WAN l La rete contiene numerose linee di comunicazione, una per ogni coppia di router, sdoppiate in linea di ingresso e linea di uscita l Se due router non sono connessi direttamente devono comunicare mediante router intermedi l I router intermedi memorizzano i pacchetti in attesa che la linea di uscita sia libera e poi trasmettono il pacchetto al router successivo l Ci sono quindi percorsi alternativi che un pacchetto può seguire per arrivare a destinazione l Modello store and forward

28 Per le comunicazioni su lunga distanza si usano: –le reti di comunicazione esistenti, ad esempio la rete telefonica –cablaggio ad hoc (dedicato) –linee satellitari Comunicazione a lunga distanza Comunicazione a lunga distanza

29 Rete telefonica La rete telefonica è adatta a comunicare la voce, cioè un segnale elettrico analogico che varia in maniera continua in una banda di frequenze l Può essere sfruttata anche per trasmettere dati digitali E’ necessario un dispositivo per usare la rete telefonica come mezzo di comunicazione tra computer Questo dispositivo è il modem

30 COMPUTERMODEM Segnale digitale MODEMCOMPUTER Segnale analogico (linea telefonica) Il modem Il modem Segnale digitale MOdulazione DEModulazione

31 I modem attuali hanno velocità di trasmissione di , , , bit/sec. Ossia una velocità massima di non più di 6 KByte/sec. Se due computer comunicano tramite un modem, la velocità di comunicazione è determinata da quella del modem più lento Il modem è usato soprattutto per le comunicazioni private (ad esempio un utente che si collega ad Internet tramite il suo provider) Il modem può essere esterno (deve essere collegato alla porta seriale del calcolatore) oppure interno (alloggiato in un apposito slot di espansione)

32 Difetti e pregi della rete telefonica l Trasmette solo nel campo dele frequenze che vanno da 400 a Hertz l Il numero di bit al secondo che si riesce a trasmettere è, nei casi migliori, dell’ordine di bit/s I tempi per stabilire una connessione sono lunghissimi (qualche secondo) se comparati a quelli di un calcolatore l La rete telefonica è molto disturbata per la trasmissione dati quindi spesso si deve ritrasmettere i dati l Pregi: diffusa capillarmente su tutta la Terra

33 Circuiti Diretti l Circuiti Diretti Analogici (CDA): Costituiti da doppini o cavi coassiali possono trasmettere un segnale analogico continuo l Circuiti Diretti Numerici (CDN): possono trasmettere solo sequenze di bit –Collegamenti punto-a-punto tra un preciso trasmettittore ed un preciso ricevitore –Velocità fino a qualche milione di bit/s (Megabit) –Molto costosi e gestiti in Italia da Telecom

34 Tecniche di trasmissione dati l Commutazione di circuito –Si stabilisce una connessione fisica tra il computer chiamante ed il chiamato (come nella rete telefonica ma con tempi minori e qualità maggiore) grazie a centrali di commutazione –Inconveniente: le risorse impegnate sono sottoutilizzate (linea occupata anche quando non si trasmette)

35 l Commutazione di pacchetto (Internet) Calcolatori connessi tra loro con linee punto-a-punto –In fase di trasmissione un messaggio (es. File) viene suddiviso in unità più piccole dette pacchetti –Ogni pacchetto viene inviato al router collegato più vicino e così via fino a raggiungere la destinazione –I pacchetti anche di uno stesso file possono seguire strade diverse per sfruttare meglio le risorse –Il software del computer ricevente che riceve deve mettere in ordine i pezzi –Se si trasmettono solo dati la soluzione è molto efficiente ma se si trasmettono file contenenti audio (o video) la soluzione è problematica (Tecnica del circuito virtuale)

36 Commutazione di pacchetto router

37 Reti di telecomunicazioni l Linea ISDN (Integrated Services Digital Network) –impiega sia la commutazione di pacchetto che di circuito –accesso base e acesso primario l ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) basata su modem ad alta velocità


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