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AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © 2005 1 EUCIP IT Administrator Modulo 4 - Uso Esperto della Rete Livello Fisico.

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1 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © EUCIP IT Administrator Modulo 4 - Uso Esperto della Rete Livello Fisico

2 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Corso IT Administrator: modulo 4 Sommario Dati e Segnali Trasmissione dati Ethernet Ripetitori e HUB Token Ring FDDI Wireless LAN

3 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Lo strato fisico Le principali funzioni dello strato fisico sono –definizione delle interfacce meccaniche (specifiche dei connettori) tra il mezzo trasmissivo ed il computer –definzione delle interfacce elettriche o ottiche (definizione dei livelli di tensione, lunghezze donda dei segnali) –codifica del segnale (rappresentazione dei dati in termini delle caratteristiche del segnale, modulazione) –amplificazione e rigenerazione del segnale –definizione delle specifiche del mezzo trasmissivo (cavi, fibre) Lo strato fisico riceve dal livello superiore un insieme di bytes (frame) e lo trasmette sul mezzo trasmissivo come un flusso di bit indipendenti

4 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Esempio Possiamo ad esempio pensare di trasmettere la sequenza di bit tramite un segnale ad impulsi quadri di lunghezza T in modo che al bit 0 corrisponda un valore di tensione 0, al bit 1 corrisponda un valore di tensione V

5 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Segnali periodici Nella trasmissione dati hanno particolare importanza i segnali periodici Caratteristiche: –ampiezza (A): livello massimo del segnale –fase (φ): misura della posizione relativa del segnale ad un dato istante –periodo (T): intervallo temporale della periodicita –frequenza (f): inverso del periodo

6 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Larghezza di banda di un segnale La larghezza di banda di un segnale e data dallintervallo delle frequenze di cui e composto il suo spettro Generalmente un segnale ha banda infinita Tuttavia spesso la potenza del segnale e contenuta per la maggior parte in un insieme limitato di frequenze Questo intervallo limitato di frequenze si dice banda efficace del segnale

7 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Limitazione della banda in trasmissione Nella trasmissione dei segnali e impossibile trasmettere tutte le frequenze di cui e composto il segnale stesso Il mezzo trasmissivo, la tecnologia che genera il segnale o scelte volontarie impongono una limitazione alla banda utilizzabile La trasmissione di un numero limitato delle armoniche del segnale fa si che in ricezione il segnale apparira differente Maggiore e il numero di armoniche trasmesse, migliore apparira il segnale in ricezione

8 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Effetti della limitazione di banda

9 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Tipizzazione di dati e segnali Dati analogici: assumono valori continui in un determinato intervallo –voce –video –dati raccolti da sensori quali temperatura, pressione, tensione o corrente elettrica,… Dati digitali: dati che assumono valori discreti in un certo intervallo –testo (caratteri, rappresentati da codifiche opportune, come codice Morse, ASCII) –numeri interi Segnali analogici: segnale elettromagnetico che varia le sue caratteristiche con continuita Segnali digitali (numerici): segnale elettromagnetico costituito da una sequenza di impulsi

10 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Trasmissione dei segnali vantaggi della trasmissione digitale: –immunita maggiore alla alterazione dei dati verso lunghe distanze –omogeneizzazione della trasmissione per diverse tipologie di dato –sicurezza e riservatezza svantaggi della trasmissione digitale –costi superiori –maggiore complessita dellelettronica –richiede rinnovo di infrastrutture gia esistenti

11 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Trasmissione in banda base e modulata Una volta generato il segnale da trasmettere, questo puo essere immesso direttamente sul canale; in questo caso si parla di trasmissione in banda base: il segnale che trasporta le informazioni ed il segnale sulla linea sono identici Vi sono diverse circostanze che rendono opportuno trasmettere il segnale in modo che occupi una banda differente di frequenze; questo tipo di trasmissione si realizza tramite un processo di modulazione

12 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Codifica dei dati numerici La rappresentazione di dati numerici con segnali numerici e normalmente fatta tramite sequenze di impulsi discreti di tensione di una certa durata temporale. Il dato binario e codificato in modo da far corrispondere al valore di un bit un determinato livello del segnale Il ricevitore deve sapere: –quando inizia e finisce il bit, –leggere il valore del segnale al momento giusto, –determinare il valore del bit in base alla codifica utilizzata La migliore valutazione si ottiene campionando il segnale al tempo corrispondente a meta bit

13 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Caratteristiche delle codifiche Sono possibili diverse scelte di codifica, con caratteristiche differenti che possono migliorare le prestazioni della trasmissione Le caratteristiche determinanti sono: –spettro del segnale: componenti ad alta frequenza richiedono una banda maggiore lassenza di componente continua e preferibile spettro concentrato nel centro della banda

14 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Caratteristiche delle codifiche Altre caratteristiche determinanti sono: –sincronizzazione temporale: il ricevitore deve essere sincronizzato con il trasmettitore per identificare i bit; alcune codifiche facilitano questa funzione –rilevazione di errore: funzione caratteristica dei livelli superiori, ma puo essere utile anche a livello fisico –solidita del segnale rispetto ad interferenza o rumore –costo e complessita di realizzazione

15 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Modulazione La modulazione e un processo con il quale il segnale da trasmettere (segnale modulante) viene utilizzato per modificare nel tempo le caratteristiche di un segnale ausiliario sinusoidale (portante) Questa operazione ha la caratteristica di generare un segnale che ha una occupazione di banda dellordine di grandezza di quella del segnale modulante, centrata pero intorno alla frequenza del segnale portante Utilizzando una portante ad alta frequenza si puo quindi spostare la banda necessaria alla trasmissione delle informazioni in un intervallo piu opportuno per la trasmissione stessa

16 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Tecniche di modulazione Il segnale modulante viene utilizzato per modulare le caratteristiche della portante: –ampiezza: il segnale viene utilizzato per modificare il valore della ampiezza della portante (modulazione di ampiezza) –frequenza: il segnale modulante modifica istante per istante la frequenza della portante (modulazione di frequenza) –fase: il segnale modulante cambia la fase della portante (modulazione di fase)

17 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Esempi di modulazione

18 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Modulazione di segnali numerici La tecnica della modulazione viene utilizzata in questo caso per trasformare un dato numerico in un segnale analogico Si ottiene cio modulando una portante sinusoidale utilizzando il dato numerico (o il segnale numerico in banda base che codifica il dato numerico) In ricezione il segnale viene demodulato ricostruendo il segnale numerico modulante Loggetto che realizza la conversione si chiama modem (modulatore-demodulatore) Un esempio comune e la trasmissione dati via rete commutata Un altro esempio e la trasmissione digitale su fibra ottica

19 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Forma del segnale trasmesso I segnali trasmessi con le diverse tecniche di modulazione hanno la seguente forma

20 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Modulazioni piu complesse: QPSK Si ottiene una migliore efficienza del canale modulando in modo che ogni simbolo trasporti piu bit Nella modulazione QPSK (Quadrature PSK) si utilizzano quattro angoli di fase per trasmettere due bit per simbolo; ad esempio: –00 per fase = 0 –01 per fase = 90 gradi –11 per fase = 180 gradi –10 per fase a 270 gradi Si possono utilizzare modulazioni piu complesse utilizzando piu angoli di fase

21 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © QAM La modulazione QAM (Quadrature AM) consiste nel separare il segnale portante in due segnali uguali ma sfasati di 90 gradi Successivamente si applica una modulazione di ampiezza a piu valori indipendentemente su entrambe, quindi si ricombinano le portanti in quadratura. Si possono applicare modulazioni combinate in fase ed ampiezza sulle due componenti Generalmente si rappresentano queste modulazioni su un piano che riporta le ampiezze in quadratura sui due assi, detti diagrammi di costellazione (i simboli sono rappresentati da punti su questo piano; linsieme dei simboloi e detto costellazione)

22 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Mezzi trasmissivi Vedremo una panoramica sui diversi mezzi trasmissivi utilizzati tipicamente nelle reti di computer, sia guidati: doppino e sue varianti cavo coassiale fibra ottica che non guidati: ponti radio trasmissioni satellitari radiodiffusione infrarossi Ne vedremo le caratteristiche e le applicazioni piu diffuse

23 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Il doppino Il doppino (o doppino intrecciato) e costituito da una coppia di fili di rame isolati separatamente La coppia di fili viene intrecciata, e costituisce una linea di comunicazione singola Solitamente si utilizzano fasci di doppini, che possono essere costituiti da qualche coppia fino a centinaia di coppie (per lunghe distanze) Il doppino e il mezzo piu economico e piu semplice da maneggiare

24 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Il doppino: caratteristiche Utilizzato sia per trasmissioni analogiche che digitali Tra i mezzi guidati e quello piu sensibile a: –attenuazione del segnale sulla distanza: questo limita la distanza massima oltre la quale si richiede linserimento di amplificatori o ripetitori; tipicamente e necessario inserire amplificatori ogni 4/5 Km, mentre per le trasmissioni digitali si deve far uso di ripetitori ogni 2/3 Km –interferenza: una coppia di fili si comporta come una antenna; si limita il problema tramite lavvolgimento della coppia di fili in una specie di spirale; questo riduce la ricettivita della antenna a segnali esterni –diafonia: questo fenomeno viene combattuto utilizzando avvolgimenti di passo differente tra coppie adiacenti –rumore impulsivo

25 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Il doppino: caratteristiche Per segnali analogici, il doppino fornisce una larghezza di banda di circa 1 MHz Per segnali digitali si ottengono su brevi distanze tassi trasmissivi fino a 1 Gbps

26 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © UTP (Unshielded Twisted Pair) LITU-T ha stabilito degli standard per la realizzazione dei doppini finalizzati alla trasmissione dati Gli standard prevedono cavi costituiti solitamente da quattro coppie di fili, isolati singolarmente ed avvolti in spire a due a due; non e prevista schermatura aggiuntiva (UTP: Unshielded Twisted Pair)

27 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © UTP (Unshielded Twisted Pair) Le differenze delle diverse categorie sono essenzialmente nella realizzazione degli avvolgimenti (piu o meno frequenti); le categorie sono definite in base a capacita di banda entro distanze definite (100 m) –UTP cat. 3: garantisce fino a 16 MHz di banda –UTP cat. 4: fino a 20 MHz –UTP cat. 5: fino a 100 MHz Esistono definizioni per standard piu performanti (cat. 5e, cat. 6, cat. 7) I doppini UTP cat. 3 sono detti anche di qualita fonica, e sono utilizzati sia per la telefonia che per la trasmissione dati fino a 10 Mbps. I doppini UTP cat. 5 sono utilizzati nelle reti locali a velocita superiore (fino a 1 Gbps)

28 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © STP (Shielded Twisted Pair) LITU-T ha anche definito una standard per doppini dotati di schermatura, ottenuta avvolgendo linsieme di coppie con una calza conduttrice, in modo da ridurre la sensibilita a segnali esterni Questo standard si chiama STP (Shielded Twisted Pair) e viene utilizzato nella trasmissione dati sulle reti locali, come lUTP cat. 5. La migliore schermatura permette allSTP di fornire a parita di attenuazione una banda piu ampia (300 MHz) Pur avendo migliori prestazioni lSTP e un cavo piu rigido dellUTP, quindi di minore maneggevolezza, ed e utilizzato solamente in ambienti in cui sono presenti forti sorgenti di disturbi elettromagnetici

29 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Applicazioni del doppino Il doppino per le sue caratteristiche di maneggevolezza e di basso costo e molto diffuso –per la telefonia (quasi tutte le connessioni del sistema telefonico nellultimo tratto sono costituite da doppini) –per le reti locali (il cablaggio degli edifici e generalmente realizzato tramite UTP o STP) Utilizzato sia per trasmissioni analogiche –canale telefonico a 4 KHz, canali dati via modem o modem ADSL sia per trasmissioni digitali –Ethernet (10 Mbps) –FastEthernet (100 Mbps) –Gigabit Ethernet (1 Gbps) –altri protocolli (token ring, …)

30 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Il cavo coassiale Il cavo coassiale e costituito da un conduttore interno in rame, avvolto in un isolante di materiale plastico (dielettrico) attorno al quale e posto il conduttore esterno, costituito da una calza metallica, il tutto ricoperto da un rivestimento esterno isolante

31 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Il cavo coassiale (cont.) La sua struttura permette un miglior isolamento elettromagnetico, quindi una minore sensibilita alle interferenze ed alla diafonia, ed una minore attenuazione del segnale sulla distanza (che pure rimane il maggior problema di questo mezzo) rispetto al doppino E capace di una larghezza di banda fino a 500 MHz Per questi motivi e molto diffuso per le connessioni a lunga distanza, per trasmissioni a larga banda Come il doppino necessita di amplificatori o ripetitori ogni qualche Km (piu frequenti in caso di trasmissione digitale, in funzione del tasso trasmissivo)

32 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Utilizzo del cavo coassiale Esistono due tipi di cavo coassiale in base alle caratteristiche elettriche (che dipendono dalla geometria del cavo), utilizzati storicamente per scopi differenti: –Cavo con impedenza a 75 Ω: usualmente utilizzato per la trasmissione analogica (distribuzione televisiva, TV via cavo, tratte di back-bone del sistema telefonico con multiplexing FDM); in multiplexing FDM puo trasportare oltre canali vocali contemporanei –Cavo a 50 Ω: solitamente utilizzato nella trasmissione digitale (per reti locali, come Ethernet, token bus, e nelle connessioni dati a livello geografico)

33 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Utilizzo del cavo coassiale Lo standard Ethernet specifica due cavi differenti a 50 Ω : –il cavo giallo, o cavo thick, piu grosso e poco maneggevole, la cui lunghezza massima arriva intorno a 500 m, –il cavo nero, o thin, piu flessibile e che non puo essere piu lungo di circa 180 m

34 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Fibra ottica Il cavo in fibra ottica e costituito da –nucleo: sottile filo di sostanza vetrosa, generalmente silicio, molto fragile, attraverso il quale si propaga la luce –mantello: sostanza che avvolge il nucleo con proprieta ottiche differenti dal nucleo –guaina: sostanza plastica protettiva che avvolge il mantello, che protegge il cavo da umidita e deformazioni

35 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Fibra ottica Le proprieta ottiche di nucleo e mantello sono tali che la luce introdotta nel nucleo con direzione opportuna non possa piu uscire dal nucleo, ma venga riflessa in modo da viaggiare lungo il nucleo fino a destinazione I cavi per utilizzo breve possono essere a coppie di fibre; cavi per lunghe tratte possono invece contenere centinaia di fibre distinte

36 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Trasmissione lungo la fibra: la rifrazione Quando un raggio di luce passa da un mezzo ad un altro, subisce un cambio di direzione (rifrazione) Lampiezza dellangolo di rifrazione dipende dalle caratteristiche fisiche dei due mezzi Esiste un angolo di incidenza (angolo critico) oltre il quale il raggio viene completamente riflesso entro il mezzo piu denso

37 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Led e laser Il segnale luminoso viene generato in due modi differenti: –tramite LED (Light Emitting Diode): piu economico, adatto per trasmissioni a tratta corta su fibre multimodali ed a basso tasso trasmissivo –tramite diodi ad emissione laser: molto piu costoso, adatto per trasmissioni ad alto tasso trasmissivo per lunghe distanze, piu sensibile al calore

38 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Mezzi non guidati La trasmissione di dati viene spesso realizzata utilizzando la trasmissione di onde elettromagnetiche nellaria o nello spazio Si possono considerare essenzialmente due diverse regioni dello spettro che hanno utilizzi differenti a causa delle differenti proprieta della trasmissione nelle tre regioni: –radiodiffusione: trasmissione di onde in una banda compresa tra il KHz ed il GHz; in questa regione le onde si propagano in modo diffusivo, ed e utilizzata generalmente in modalita unidirezionale per le trasmissioni radio o televisive –microonde: nella regione compresa tra 1 e 40 GHz la propagazione delle onde elettromagnetiche e abbastanza direzionale (o direzionabile con antenne paraboliche), e viene utilizzata per trasmissioni punto-punto in ponte radio, o trasmissioni satellitari punto-punto o broadcast

39 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Tecnologie Tecnologia di trasmissione del segnale –GSM –GPRS –EDGE –UMTS –Wireless LAN

40 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Tipi di segnale Segnali a banda stretta o Narrow Band (NB) –Segnali a cui è assegnata una porzione di banda limitata. Appartengono a questa categoria i segnali radio convenzionali. Segnali a spettro espanso o Spread Spectrum (SS) –Segnale "distribuiti" (spread) su una porzione di banda pi ù larga rispetto a quella del segnale informazione. Quest operazione rende il segnale simile al rumore (noise-like) consentendo una maggiore resistenza all interferenza.

41 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © NB Vs. SS I segnali NB sono più semplici da implementare ma sono inadatti a lavorare in ambiente digitale ed a soddisfare la sempre più complessa e diversificata richiesta di servizi wireless. A causa del limite fisico della risorsa radio, devono sempre essere rigidamente regolamentati per evitare reciproca interferenza ed il conseguente degrado delle comunicazioni.

42 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © NB Vs. SS I segnali SS più complessi sono utilizzati ma sono adatti a lavorare in ambiente digitale. Offrono: – Possibilità daccesso multiplo – Resistenza allinterferenza – Sicurezza delle comunicazioni (privacy) – Riduzione delleffetto dovuto al multipath – Flessibilità nellassegnamento della risorsa – Bassa probabilità dintercettazione – Costi superiori degli apparati, derivanti dalla maggiore complessità – Limitata area di copertura delle antenne – Necessità di un'ampia porzione di banda disponibile

43 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Direct Sequence Spread spectrum (DS-SS) –L'espansione dello spettro è ottenuta moltiplicando la sequenza dinformazione con una sequenza periodica di codice avente caratteristiche pseudo casuali o di pseudo rumore e frequenza molto maggiore rispetto alla sequenza informazione Frequency-Hopping Spread Spectrum (FH-SS) –Lespansione dello spettro è ottenuta facendo propriamente "saltare" il segnale Tecniche SS

44 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © DS-SS VANTAGGI –Sistema che garantisce la maggiore resistenza ai disturbi, alle interferenze ed alle intercettazioni –Sistema più veloce del FH –Tempi di risposta inferiori poiché la sincronizzazione avviene attraverso limpiego di parole di codice adeguate –Utilizzo della modulazione di fase, per una maggiore sensibilità del ricevitore –Estremamente efficace nel limitare gli effetti del fading rapido (echi da cammini multipli) –Naturale predisposizione alla realizzazione dellaccesso a divisione di codice (CDMA) –Semplice gestione del ROAMING –Possibilità di RADIO SLEEP MODE

45 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © DS-SS SVANTAGGI –Maggiore complessit à del ricevitore, dovuti al fatto che nel caso DS, rispetto al caso FH, il segnale viene effettivamente "trasformato" e quindi, in ricezione, si deve procedere alla sua ricostruzione –Maggiori costi dovuti alla maggiore complessit à

46 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © FH-SS VANTAGGI Minore complessit à dei circuiti relativi a trasmettitore/ricevitore Non deve essere recuperato il segnale Migliore copertura Radio Costi inferiori, in quanto vengono utilizzati componenti pi ù facilmente reperibili

47 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © FH-SS SVANTAGGI Velocit à inferiori rispetto al DS Utilizzo di tecniche di modulazione generalmente meno efficienti Durante tutta la durata della comunicazione, il ricevitore deve essere sincronizzato con la frequenza di salto del trasmettitore. Questo comporta : Problemi nella gestione del ROAMING, poich é i ripetitori devono comunque saltare con la sequenza del trasmettitore, mentre ripetono il segnale. RADIO SLEEP MODE difficoltoso, poich é si rischia di perdere la sincronizzazione. Sincronizzazione pi ù lenta rispetto al caso DS, con tempi di risposta superiori. Maggiore difficolt à a gestire traffico multiplo, poich é aumenta la possibilit à di sovrapposizione dei canali

48 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Il sistema FDMA (Frequency Division Multiple Access) gestisce la coesistenza di più utenti dividendo lo spettro totale in più bande, assegnando ad un singolo utente una singola banda di frequenza per tutto il tempo della trasmissione. Il sistema TDMA (Time Division Multiple Access) assegna l'intero spettro ad ogni singolo utente per un periodo limitato di tempo, in maniera più o meno ciclica. Sistemi a gestione multi-utenza 1/2

49 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Il sistema CDMA (Code Division Multiple Access) suddivide gli utenti assegnando loro un determinato codice trasmesso congiuntamente al segnale utile. Per evitare l'utilizzo di un innumerevole serie di codici, la banda a disposizione viene normalmente suddivisa in N sottobande che trasporteranno un certo quantitativo di utenti. La copertura di un'area avviene con utilizzo di una sola sottobanda per tutte le celle. Unulteriore sottobanda è utilizzata nel caso si debba erogare servizi ad un considerevole numero di utenti. Sistemi a gestione multi-utenza 1/2

50 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © In un gruppo di persone di nazionalit à diverse, si può immaginare che la lingua parlata sia una chiave di codifica, allora nel brusio generale possono capirsi ( decodificarsi ) le persone che parlano la stessa lingua pur condividendo lo stesso ambiente con altre che parlano idiomi differenti. Tutte le persone che parlano lingue diverse non saranno altro che fonte di brusio (rumore). Inoltre, si può comprendere il proprio interlocutore solo se il brusio non è eccessivo. In pratica si può "decodificare" l interlocutore solamente se parla la stessa lingua, e se il rumore di fondo (brusio generato dalle altre conversazioni) non ne copre totalmente la sua voce. CDMA: Un ricevitore decodifica un segnale solamente se ne conosce il codice di codifica, e se il rumore di fondo generato dagli altri utenti in conversazione non supera un determinato limite. Principio di funzionamento del CDMA

51 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Se una persona volesse parlare con unaltra, dovrebbe conoscerne la lingua o, come alternativa, avere a disposizione un traduttore. La rete di accesso si propone appunto come un traduttore universale che è in grado di mettere in comunicazione un qualsiasi linguaggio "sorgente" con un qualsiasi altro linguaggio "destinatario". CDMA: Una rete di accesso CDMA rende possibile al Core Network, che utilizza un determinato protocollo, linterazione con i singoli utenti, che invece parleranno con una diversa modalità, permettendo inoltre all'interlocutore unico di sapere sempre con chi sta interagendo istante per istante Concetto di "Rete di Accesso" CDMA

52 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Se in una sala vi sono solamente due interlocutori molto probabilmente parleranno a bassa voce, e saranno perfettamente in grado di capirsi. Allaumentare del numero di persone aumenta il brusio (e quindi il rumore di fondo), quindi, pur cominciando a parlare a bassa voce, ogni coppia (o gruppo) dovrà alzare il volume della conversazione affinché le voci predominino sul brusio, portando ad un inevitabile aumento del rumore generale presente nella sala. Questo aumento non necessario del rumore di fondo causerà la riduzione del livello di comprensione di tutti i partecipanti alle varie conversazioni. Questo effetto cocktail party, nella realtà tecnica significa una perdita di capacità della rete (cfr. teorema di Shannon). Per ovviare a questo inconveniente, oltre al compito di tradurre le conversazioni, alla rete è dato il compito di mediare anche con quale volume dovranno parlare tutti i presenti affinché possano essere da questa compresi (ovvero impone un livello di potenza dei segnali). CDMA: Una rete di accesso CDMA deve essere sempre controllata in potenza, e dalla qualità di questo controllo si determina la capacità massima che la rete potrà avere. L'effetto "Cocktail Party"

53 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Per la codifica dei segnali digitali costituenti il contenuto informativo di un determinato utente viene utilizzato un codice costituito da una maggiore quantità di simboli rispetto ai singoli Bit da trasmettere. Tali simboli vengono denominati Chip. Il codice scelto, denominato "Codice di Canalizzazione", viene applicato al segnale di partenza e poi trasmesso. Per ricostruire in ricezione lo stesso segnale originario, partendo dal segnale codificato sarà sufficiente ripetere la stessa procedura utilizzando lo stesso "Codice di Canalizzazione" applicandovi la stessa "logica" Codifica CDMA

54 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Tecnologie Wireless Le tecnologie Wireless per il Local Loop si basano su diverse tipologie di reti cellulari Esistono varie generazioni di reti cellulari: –Prima generazione: TACS (non abilitata al traffico dati) –Seconda generazione: GSM –Seconda generazione e mezzo: GPRS –Terza generazione: UMTS

55 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © GSM (Global System of Mobile communication) Primo sistema di telefonia digitale a livello europeo, in cui il segnale vocale è convertito da analogico a numerico, con una tecnica di codifica, simile al TDMA, che garantisce un elevata qualit à in presenza di disturbi, mentre le comunicazioni subiscono una codificazione e una decodificazione durante la trasmissione radio. Caratteristiche: Buona qualità di trasmissione e ricezione vocale Bassi costi di terminali mobili e servizi delle compagnie telefoniche Capacità di eseguire il roaming internazionale Compatibilità con le linee ISDN

56 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Rete GSM La copertura radioelettrica del territorio è realizzata mediante un insieme di stazioni ricetrasmittenti dette Base Transceiver Station (BTS). Ogni stazione opera su un gruppo dedicato di canali radio e copre una cella. Il sistema è rappresentato come una rete di celle contigue che, insieme, consentono la copertura di un territorio. Ciascuna cella contiene una stazione ricetrasmittente della BTS che opera su un gruppo dedicato di canali radio, diversi da quelli usati nelle celle adiacenti. Un gruppo di più BTS viene chiamato cluster ed è controllato da una stazione denominata Base Station Controller (BSC) Una BSC controlla la gestione e distribuzione dei canali e la funzione di "handover", cioè il passaggio di un telefonino da una cella ad un'altra. Un gruppo di BSC è gestito da una centrale di commutazione MSC (Mobile Services Switching Centre) Una MSC regola il traffico delle comunicazioni fra telefoni mobili, il collegamento con la rete telefonica fissa, il collegamento con gli archivi ed altre molteplici funzioni.

57 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Innovazioni del GSM Il terminale (telefonino) da solo non permette l'utilizzo della rete GSM La capacità di dialogare con la rete è affidata alla SIM Card (Subscriber Identity Module) Tecnica TDMA Roaming internazionale

58 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Servizi 2,5 e 3G Le tecnologie GPRS e UMTS permettono la comunicazione a pacchetti di dati sulle reti cellulari Cè quindi convergenza con le tecnologie Internet I servizi realizzabili sono: Multimedia Messaging (GPRS-UMTS) Infotainment (GPRS- UMTS) Accesso ad Internet (GPRS-UMTS) Georeferenziazione (GPRS-UMTS) Videotelefonia (UMTS)

59 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © GPRS (General Packet Radio Service ) Servizio a valore aggiunto nel campo dei servizi non voce, che consente agli utenti di spedire informazioni utilizzando la telefonia mobile Sfruttando il principio del packeting i dati sono spezzati in tanti pacchetti e spediti in tutte le direzioni verso un unico indirizzo finale, nel quale verranno riassemblati Sfruttando pi ù timeslot, alla volta raggiunge velocit à di trasferimento dati superiori (171.2 kbps massimi teorici)

60 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Vantaggi del GPRS Utilizzo ottimale delle risorse di rete Velocità di trasferimento nettamente superiore a quella garantita dalle reti GSM a commutazione di circuito Connessione permanente (Always-on Connectivity) Accesso a Internet (IP-based) e supporto per applicazioni robuste (Java) Indirizzamento IP dinamico Quality of service (QoS) Diverso calcolo dei costi Il primo passo verso un 3G globale

61 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © EDGE (Enhanced Data GSM Environment) Tecnologia ponte, che si basa sul già esistente standard GSM, sviluppabile per due finalità: –Permettere un percorso migratorio verso lUMTS –Assicurare agli esclusi delle licenze UMTS una tecnologia concorrenziale (384 kbps). EDGE può essere visto come: –miglioramento delle reti a commutazione di circuito –miglioramento delle reti a commutazione di pacchetto Nokia e At&t hanno sperimentato nel novembre 2001 la prima chiamata via EDGE Quasi tutte le compagnie telefoniche salteranno questo step per puntare direttamente sull UMTS

62 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © UMTS (Universal Mobile Telephone System ) Sistema in grado di: Raggiungere la convergenza tra reti fisse e reti mobili Offrire un'ampia gamma di servizi (soprattutto multimediali) Offrire applicazioni accessibili sia in modo wired che wireless Il raggiungimento di tali obiettivi è possibile principalmente tramite lo sviluppo di un'interfaccia radio innovativa, senza tuttavia trascurare la core network che supporta il sistema di accesso alla rete. Le attuali core network dei sistemi di telecomunicazione mobile sono principalmente ottimizzate per il trasporto vocale tramite connessioni a circuito. Per UMTS vi è la necessit à di supportare anche il trasferimento di dati nella modalit à a pacchetto. L'integrazione tra reti mobili e fisse ha come conseguenza la realizzazione di un sistema in grado di fornire una singola piattaforma di servizi di telecomunicazione.

63 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © GPRS UMTS Entrambi i sistemi GPRS e UMTS sono accomunati da un'evidente separazione tra gli elementi della rete che si occupano della gestione delle risorse radio e che rendono possibile la comunicazione con i terminali mobili, da quelli che invece regolano il flusso dei dati all'interno della rete fissa e che realizzano l'interconnessione con altre reti. I due sistemi sono principalmente diversi per il tipo di accesso radio utilizzato (radio subsystem); la core network invece è mantenuta senza grandi variazioni. Il passaggio da GPRS a UMTS è quindi un esempio di come la separazione tra i diversi elementi della rete permetta di riutilizzare il network subsystem con diverse tecnologie di accesso sull'interfaccia radio.

64 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Tecnologie Wireless sulla frequenza 2.4 HomeRF è una tecnologia pensata per la connessione di telefono, video e televisione allinterno di un abitazione Bluetooth è una tecnologia pensata per eliminare i cavi di connessione fra periferiche posti per una connessione diretta in spazi limitati x è una tecnologia pensata per la distribuzione di connettività wireless su distanze dellordine di metri

65 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © WLAN (Wireless LAN ) Una Local Area Network (LAN) è una rete locale fissa, non mobile che non si può trasportare e necessita di un cablaggio. Una Wireless Local Area Network (WLAN), è un sistema di comunicazione flessibile e implementabile nella sua estensione, o alternativo, ad una rete fissa (Wired Lan) ottenuto tramite collegamento wireless.

66 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Mezzi trasmissivi Infrarossi : –Raggi difussi : 4Mbps tra 16 e 60 m –Raggi direzionali : 10Mbps fino a 24 m –I raggi non sono in grado di penetrare le mura di conseguenza il raggio dazione limitato ad una stanza Microonde : tra 10 e 20 Mbps su distanze limitate Spread Spectrum : raggio dazione nellordine di un centinaio di metri

67 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Standard utilizzati IEEE a [Standard Wireless-Fixed (Wi-Fi5)] –Standard wireless che può raggiungere i 54 Mbps (megabit) in trasmissione, grazie alla sostituzione della tecnologia di trasmissione DS dello standard b con uno schema di codifica OFDM, su una frequenza di 5,8 GHz. Gli apparati con questo standard non possono interagire con quelli standard b perché operano su una larghezza di banda diversa. IEEE a usa otto canali distinti e separati.

68 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Standard utilizzati IEEE b [Standard Wireless-Fixed (Wi-Fi)] –Standard che consente di creare reti locali Ethernet senza fili capaci di velocità di trasmissione fino a 11 Mbps (su tre canali), tramite un sistema piuttosto semplice di piccole stazioni base (Access Point o AP) e di riceventi, quali le schede PCMCIA inseribili nei PC portatili. Il tutto lavora sulla banda di frequenza di 2,4 GHz, libera in quasi tutti i paesi industriali, con emissioni di potenza dell'ordine dei pochi mmW, e con una portata di trasmissione, per ogni AP, di m.

69 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Standard utilizzati IEEE g –Lo standard IEEE g usa lo stesso schema di codifica OFDM * dello standard a e permette di raggiungere velocità analoghe. I dispositivi che usano questo standard, però, operano sulla frequenza dei 2,4 GHz e sono quindi compatibili con le strutture WLAN già esistenti g usa solo tre canali distinti e separati, in modo simile allo standard b. Le specifiche g sono state approvate dalla IEEE e dalla Federal Communications Commission nel luglio IEEE Standard che definisce le modalità di comunicazione di PDA, notebook, cellulari, stampanti ecc. all'interno di reti wireless personali (Personal Area Network o PAN). Lo standard IEEE e' stato adattato sulla base delle specifiche del Bluetooth.

70 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Standard utilizzati IEEE –Standard che definisce le modalità di comunicazione di PDA, notebook, cellulari, stampanti ecc. all'interno di reti wireless personali (Personal Area Network o PAN). Lo standard IEEE e' stato adattato sulla base delle specifiche del Bluetooth.

71 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Regolamentazione italiana

72 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Mercato WLAN Negli Stati Uniti, Wayport o Wi-Fi Metro hanno installato Pubblic Wireless Access Point In Svezia, Telia ha installato 220 punti daccesso in vari hotel. In Germania, Telefónica, attraverso la sua filiale Iobox, offre servizi simili. Secondo la società di consulenze ARCchart, il peso di queste reti sul mercato 3G sarà notevole: 12 – 64 % di ricavi mangiati In Italia Al momento non esiste un mercato WISP. Lunico player (Megabeam) è stato dichiarato fuorilegge. Entro lanno il ministro Gasparri dovrebbe proporre una nuova legge che regolarizzi luso delle WLAN anche in ambito pubblico.

73 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © cablaggio strutturato

74 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Integrazione dei due principali sistemi di distribuzione di segnali in un edificio commerciale: telefonia e rete dati Eliminazione dei costi di modifica dellimpianto conseguenti alla dinamica dellutilizzo delledificio Estensione a tutti i possibili sistemi che trasmettono/ricevono segnali Lesigenza del cablaggio strutturato - I

75 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Crescita delle reti locali: –rapida –disordinata (continue estensioni e modifiche) –collasso per inaffidabilità –rapida obsolescenza dei prodotti –nuovi standard Lesigenza del cablaggio strutturato - II

76 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Il cablaggio è uninfrastruttura per la trasmissione di segnali in un edificio o in più edifici in un campus Si compone di un insieme di componenti passivi posati in opera: cavi, connettori, prese, permutatori, ecc. Ogni spazio che possa ospitare un posto di lavoro è raggiunto da prese telematiche Ogni presa può essere attivata per erogare un qualsiasi servizio (es. telefono o rete dati o videocitofono ecc.) Cosè il cablaggio

77 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Elemento fondamentale: permutatore –consente di collegare una presa telematica di un posto di lavoro a un dato servizio senza opere murarie o elettriche aggiuntive Cosè il cablaggio

78 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Edificio Dorsale di edificio Cavo di distribuzione di piano Armadio di piano Placchetta utente Come è costituito un cablaggio

79 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Cavo Coassiale Doppino CORE CLADDING GUAINA PROTETTIVA RIVESTIMENTO PRIMARIO Fibra ottica OBSOLETO! I mezzi trasmissivi

80 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Necessità di sistemi di cablaggio standard per edifici commerciali è avvertita da associazioni di telecomunicazioni (TIA) e di calcolatori (EIA) nel 1985 –nel 1991 approvano lo standard per cablaggio strutturato EIA/TIA 568 Il sistema di cablaggio deve essere: –adatto ad un ambiente multiproduct/multivendor –indipendente dai prodotti di telecomunicazione che verranno installati –pensato per essere realizzato contestualmente alla costruzione o ristrutturazione organica di un edificio Gli standard

81 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © TIA/EIA 568A standard americano per i cablaggi di edifici commerciali di tipo office oriented (1995) ISO/IEC IS standard internazionale per i cablaggi di edifici commerciali di tipo office oriented (1995) EN standard europeo derivato da ISO/IEC IS EIA/TIA 569 standard americano per le infrastrutture per il cablaggio EIA/TIA 570 standard americano per il cablaggio in ambito residenziale TIA/EIA TSB 67 standard americano sulle modalità di test e certificazione di un cablaggio strutturato Quanti e quali standard

82 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Gli standard definiscono: –topologia –caratteristiche dei mezzi trasmissivi –caratteristiche degli elementi di interconnessione (spine, prese, pannelli, ecc.) –distanze massime Tutte le specifiche rappresentano linsieme più restrittivo delle specifiche richieste da tutti i principali servizi Attualmente le specifiche più stringenti derivano dalle reti dati ad alta velocità Specifiche tecniche

83 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Topologia di un cablaggio strutturato

84 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Cablaggio orizzontale –doppino in rame a 4 coppie (UTP o FTP) –prese RJ45 Cablaggio verticale –doppino multicoppia per la telefonia –fibra ottica per la rete dati e per eventuali altri servizi Permutazione –per cavi in rame –per fibra ottica Componenti di un cablaggio tipico

85 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © WAC APPARATI ATTIVI WAC Alla dorsale in rame (fonia) Alla dorsale in fibra ottica (dati) Permutazioni Cavi in rame Cavi in fibra ottica Lutilizzo WAC : Work Area Cable

86 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Topologia di rete Le reti possono assumere vari schemi di connessione dei dispositivi (topologia) –(a) Anello (ring) –(b) Stella (star) –(c) Bus –(d) Albero (tree) Reti molto complesse possono assumere topologie ibride, dette a maglia Grafi complessi con connessioni multiple riducono il rischio di partizioni della rete

87 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Topologia di rete

88 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Modalità di Trasimissione Dati

89 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Modalità di Trasmissione Dati Parallela: –i dati oggettodella trasmissione perche' dotati ognuno di un proprio canale di comunicazione –i dati oggetto della trasmissione vengono trasmessi e ricevuti contemporanemente perche' dotati ognuno di un proprio canale di comunicazione. semplice e veloce dal punto di vista architetturale –e la piu' semplice e veloce dal punto di vista architetturale. dispendiosa –la piu' dispendiosa dal punto di vista del mezzo trasmissivo interconnessione delle singole componenti logiche di un computer o nella connettività di periferiche particolari –trova uso comune nella interconnessione delle singole componenti logiche di un computer o nella connettività di periferiche particolari (Stampanti).

90 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Modalità di Trasimissione Dati Seriale –i dati oggetto della trasmissionetrasmessi e ricevuti su di un unico canale di comunicazione scomposti in una serie temporale. –i dati oggetto della trasmissione vengono trasmessi e ricevuti su di un unico canale di comunicazione scomposti in una serie temporale. piu' semplice dal punto di vista del mezzo trasmissivo –la piu' semplice dal punto di vista del mezzo trasmissivo. Trasmissione dei dati a distanza. –trova uso comune nella Trasmissione dei dati a distanza.

91 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Modalità di Trasimissione Dati Direzione della trasmissione –Simplex: solo in una direzione (solo da A verso B) –Full duplex: contemporaneamente in entrambe le direzioni (da A a B e da B ad A contemporaneamente) –Half duplex: in entrambe le direzioni, ma non contemporaneamente (da A a B xor da B ad A) Trasmissione asincrona: –trasmissioni di breve durata, un carattere per volta (da 5 a 8 bit), –il ricevitore deve risincronizzarsi allinizio di ogni nuovo carattere (segnalato mediante un bit di start), –la fine di un carattere è poi segnalata da un altro bit di controllo, il bit di stop.

92 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Modalità di Trasimissione Dati Trasmissione sincrona: –trasmettitore e ricevitore devono avere orologi sincronizzati per gestire la temporizzazione dei bit trasmessi; –linformazione di sincronizzazione può essere contenuta nei dati mediante speciali codifiche. SYN : è il carattere che indica linizio e la fine di una sequenza di dati sincroni. È inviato anche quando non ci sono dati da trasmettere. STX : indica linizio del testo, inviato prima del primo carattere trasmesso ETX : segna il termine di un blocco dati che è iniziato con STX. Il ricevente sa che la trasmissione è completa e, a seconda dei casi, invia ACK o NACK ACK : indica un riscontro positivo alla ricezione di un blocco di dati. NACK : indica un riscontro negativo alla ricezione di un blocco di dati.

93 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Il canale di comunicazione: linea dedicata/commutata linea dedicata La comunicazione avviene lungo un canale (linea fisica o parte di essa) dedicato esclusivamente ad essa –Es: due PC connessi da un cavo di comunicazione linea commutata Il canale viene costruito per ogni nuova sessione di comunicazione, collegando singoli tratti di linee dedicate –Esempio: comunicazione tra due computer in Internet altri computer fanno da tramite tra i due che devono comunicare, ritrasmettendo i loro messaggi Con le linee commutate si riducono i costi 2 modalità: –commutazione di circuito –commutazione di pacchetto

94 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Commutazione di circuito: la rete telefonica I telefoni di un distretto telefonico fanno capo ad una centrale di smistamento, che comunica con le centrali degli altri distretti. Quando telefoniamo, la chiamata viene fatta passare attraverso una o più centrali, fino a raggiungere il numero chiamato. Comunicando fra loro, le centrali costruiscono una connessione diretta fra i due telefoni, che dura tutto (e solo) il tempo della telefonata.

95 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Commutazione di circuito Quando due telefoni comunicano, la linea e occupata: nessuno puo chiamare quei telefoni. Che succede se usiamo una comunicazione a commutazione di circuito su internet? DISASTRO: qualsiasi servizio offerto sarebbe disponibile ad un solo utente per volta. –Ad esempio, chi riesce a connettersi ad un sito web lo puo usare in esclusiva per tutto il tempo che vuole !!!

96 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Commutazione di circuito Tempo A 2 4 B Trasferimento dati Ritardo di ricerca nodo Ritardo di propagazione Segnale di accettazione chiamata Rilascio del circuito Segnali di richiesta chiamata

97 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Commutazione di pacchetto Ogni messaggio e diviso in tanti pacchetti numerati di dimensione fissa. Ogni pacchetto contiene lindirizzo del computer destinatario e del mittente. Ogni pacchetto e trasmesso separatamente –Una volta inviato, il mittente se ne disinteressa Ogni pacchetto fa (virtualmente) una strada diversa per arrivare al destinatario

98 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Commutazione di pacchetto I pacchetti non arrivano necessariamente nello stesso ordine con cui sono stati inviati –Il destinatario aspetta di aver ricevuto tutti i pacchetti per ricomporli e ricostruire il messaggio Ogni pacchetto occupa il mezzo di trasmissione e la scheda di rete per un tempo molto breve –Si ha un effetto di parallelismo: ogni computer puo essere coinvolto contemporaneamente in piu comunicazioni

99 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Commutazione di pacchetto Tempo Pacchetto di richiesta chiamata Pacchetto di accettazione chiamata A 2 6 D 1 Pacchetto di conferma ricezione Pacchetti dati

100 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © A B Y Z X W A 2 2 Commutazione di pacchetto

101 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Commutazione di pacchetto: instradamento (routing) Come far arrivare i pacchetti a destinazione? Ogni nodo della rete mantiene una tabella che indica a quale/quali vicini ritrasmettere un pacchetto non destinato a lui, in base allindirizzo di destinazione del pacchetto La scelta del nodo a cui inoltrare il pacchetto dipende anche da situazioni temporanee di carico della rete, guasti, ecc.

102 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Linea dedicata/commutata: un esempio Nel collegamento ad Internet col telefono –dal PC al provider e in corso una comunicazione a commutazione di circuito la linea e occupata, perche si stà effettuando una chiamata telefonica –dal provider verso qualsiasi punto di Internet al quale decidete di collegarvi, la comunicazione e a commutazione di pacchetto

103 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Ethernet

104 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Ethernet e IEEE Ethernet nasce come protocollo CSMA/CD da una collaborazione DEC/Intel/Xerox, standardizzato nel 1978 Pochi anni dopo viene pubblicato lo standard IEEE 802.3, ereditato in seguito dallISO come con differenze minime che sono state poi accorpate Normalmente si utilizzano Ethernet ed IEEE come sinonimi Ethernet, intesa come tecnologia, si e sviluppata a partire dalla prima versione a 10 Mbps, a cui e seguito un nuovo standard a 100 Mbps, quindi uno a 1000 Mbps; e gia stato sviluppato uno standard a 10 Gbps non ancora diffuso sul mercato

105 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Ripetitori Per aumentare la distanza coperta dalla rete e possibile collegare piu cavi tra loro tramite ripetitori Dal punto di vista del data link layer, lunica differenza di una struttura con ripetitori e data dal ritardo trasmissivo introdotto dalla loro presenza

106 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © HUB Dipositivo dotato di molteplici porte che permette la centralizzazione I dati arrivano da una o piu direzioni e vengono inoltrati verso tutte le altre

107 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Token Ring

108 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Token Ring Token ring (standard IEEE 802.5) –questo protocollo prevede lutilizzo di una topologia ad anello –sullanello circola un piccolo frame, detto token (gettone) che le stazioni ricevono da una parte e ritrasmettono dallaltra in continuazione –una stazione e autorizzata a trasmettere dati solo quando e in possesso del token la stazione riceve il token, lo trattiene ed inizia a trasmettere dati terminata la trasmissione, ritrasmette il token in coda ai frame di dati –esistono specifiche a 4 e 16 Mbps

109 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © FDDI Esiste una versione modificata del token ring standardizzata per trasmissione su doppio anello in fibra ottica, detto FDDI (Fiber Distributed Data Interface) a 100 Mbps Caraterrizato dalla presenza di un doppio anello per garantire una maggiore affidabilità

110 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Token Bus LIEEE ha sviluppato uno standard molto simile, dedicato alle topologie a bus (token bus: IEEE 802.4) –in questo protocollo il problema aggiuntivo e determinato dalla necessita di configurare un ordine sequenziale delle stazioni, che viene fatto in una fase di inizializzazione del protocollo

111 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Reti wireless Motivazioni: –principalmente la diffusione di computer portatili, per offrire mobilita senza perdita di connessione –un altro fattore e lestensibilita della rete senza necessita di cablaggio Bande trasmissive ISM –lo strato fisico e realizzato con la trasmissione omnidirezionale in modulazione digitale di una portante –le bande utilizzate nelle trasmissioni wireless sono a 2.4 GHz ed a 5 GHz in questa regione le trasmissioni competono con apparati radiocomandati, telefoni cordless, forni a microonde, …

112 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © bluetooth Velocità trasmissiva circa 1Mbps Copertura –10 m Interfaccia radio e sistema baseband su singolo chip –Bassa potenza –Basso costo

113 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Bluetooth Il nome deriva da Harald Blatand Bluetooth, re vichingo di danimarca ( dC) che unificò i popoli nordici Bluetooth special industry group (SIG) –Ericcson, Nokia, IBM, Intel, Toshiba Obiettivo: –Proprre una tecnlogia davanguardia sul mercato IEEE : Wirell Personal Area Network (PAN)

114 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Bluetooth PAN : –spostarsi liberamente senza l'ingombro dei cavi di connessione –una piccola rete personale costituita da uno o più PC (Desktop, Notebook o Palmari) e da varie periferiche collegate fra loro da dispositivi Bluetooth. –Effettuare File Transfer, lanciare Stampe, inviare fax o dal cellulare o dal modem analogico nella più totale libertà di movimento e senza problemi di compatibilità o di configurazione

115 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Standard x LIEEE ha definito diversi standard nel corso del tempo per le trasmissioni wireless Questi standard sono –IEEE con tre differenti tecniche trasmissive (IR, FHSS, DSSS) e velocita ad 1 o 2 Mbps nella banda a 2.4 GHz –IEEE b a velocita 1, 2, 5.5 e 11 Mbps nella banda a 2.4 GHz –IEEE a con velocita fino a 54 Mbps nella banda a 5 GHz –IEEE g fino a 54 Mbps nella banda a 2.4 GHz

116 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © WiMax WiMAX, acronimo di Worldwide Interoperability for Microwave Access, è un marchio di certificazione per prodotti che superano i controlli di conformità e interoperabilità per gli standard della famiglia IEEE –IEEE è il gruppo di lavoro numero 16 dell'IEEE 802, specializzato nell'accesso senza fili a banda larga del genere punto-multipunto.

117 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © WiMax WiMAX è una tecnologia di rete di area metropolitana (MAN) senza fili che connetterà ad Internet gli hotspot IEEE (WiFi) e fornirà una estensione wireless alle connessioni a cavo e DSL per l'accesso in banda larga dell'ultimo miglio. Consente una estensione di area di servizio lineare fino a 50 km e consente agli utenti una connettività ad una stazione base verso la quale manchi una linea diretta di vista. –Non significa garantire la connettività agli utenti che si trovino a una distanza di 50 km privi di una linea diretta di vista. Supporta velocità di trasmissione di dati condivisi fino a 70 Mbit/s

118 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © WiMAX Lo standard WiMAX si basa principalmente sullo spettro compreso nell'intervallo delle frequanze fra 2 e 11 GHz. La specificazione WiMAX innalza molti dei limiti dello standard Wi- Fi fornendo una maggiore larghezza di banda e cifratura più robusta.

119 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Vantaggi tecnici WiMAX non si pone in conflitto con Wi-Fi ma ne costituisce il complemento. –Reti IEEE utilizzano lo stesso LLC, Logical Link Controller (standardizzato come IEEE 802.2),

120 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Sicurezza I dati trasmessi, inviati via etere, raggiungono qualsiasi client wireless che si trova nella cella gestita dal trasmettitore, in quanto non è possibile indirizzare la trasmissione verso un unico destinatario; inoltre le onde radio attraversano soffitti e pareti e possono essere captati da utenti indesiderati, anche allesterno delledificio.

121 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Strategie Sicurezza fisica, che può essere realizzata ponendo lAcces Point al centro dellarea da coprire e comunque il più lontano possibile dalle pareti esterne, schermando eventualmente lAccess Point nelle direzioni che non devono essere raggiunte dal segnale. Disabilitazione del DHCP, in quanto consente allAccess Point di assegnare automaticamente un indirizzo IP ad ogni macchina che vuole connettersi alla WLAN e pertanto potrebbe assegnare un indirizzo IP anche ad eventuali intrusi. Inoltre dato che gli Access Point hanno un indirizzo IP predefinito, che serve per configurare lAccess Point stesso, è consigliabile modificare anche questo. Autenticazione, per permettere ad un client di appartenere ad una LAN wireless solo se è autenticato. Controllo degli accessi, per garantire laccesso ai dati sensibili solo agli utenti autorizzati. Riservatezza, per assicurare la lettura dei dati solo dallutente destinatario.

122 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Strategie Per garantire lautenticazione lIEEE ha incluso nel progetto b i due seguenti metodi, configurabili sui vari dispositivi di una WLAN standard: –Autenticazione aperta, in cui il processo di autenticazione viene effettuato basandosi solo sul SSID. E questo il metodo di default. –Autenticazione con chiave condivisa, richiede luso di una WEP e permette allAccess Point di trasmettere al client un pacchetto di testo, che il client deve cifrare con la chiave corretta e ritrasmettere allAccess Point. Se lautenticazione fallisce il client non avrà laccesso alla rete. Talune case costruttrici implementano questa funzione basandosi sul MAC address. Essendo il MAC unico per ogni dispositivo di rete, è possibile utilizzarlo come filtro. E ovvio che gli indirizzi MAC che lAccess Point deve riconoscere devono essere impostati sullAccess Point in fase di configurazione del dispositivo.

123 AICA Corso IT Administrator: modulo 4 AICA © Strategie Per garantire il controllo degli accessi e la riservatezza lIEEE ha ancora incluso nel progetto b i due seguenti componenti, anchessi configurabili sui vari dispositivi di una WLAN standard: –Il Service Set Identifier o SSID, per il controllo degli accessi. Il SSID consiste in un nome di rete ed è comune a tutti i dispositivi di una stessa WLAN. Inizialmente gli Access Point portano il SSID definito dallazienda costruttrice, che deve essere pertanto modificato. –Il Wired Equivalent Privacy o WEP, permette di crittografare i dati in trasmissione. Normalmente gli Access Point presentano diversi gradi di crittografia, ma non essendone impostato alcuno di default, deve essere attivato. E ovvio che la trasmissione sarà più sicura se il livello scelto è il massimo possibile. Il WEP utilizza uno schema di crittografia a chiave simmetrica, pertanto gli utenti devono disporre della chiave per effettuare la decifrazione. Anche qui gli Access Point vengono venduti con chiavi predefinite, che sono le medesime per ogni casa costruttrice e che pertanto conviene cambiare.


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