Le Reti Maura Zini

Introduzione Le Reti sono strutture stratificate Comunicazione a voce La comunicazione fra due computer richiede vari elementi perché abbia successo, e ogni elemento è fondamentale per quello superiore Comunicazione a voce Anche nelle reti informatiche esistono vari livelli di comunicazione come per la comunicazione umana. 1.Deve esserci un substrato fisico in grado di trasmettere la voce (aria) u Ecco perché definire una rete una struttura astratta non ha senso In quanto significa riferirsi a una caratteristica propria della stessa comunicazione umana 2.Deve esistere un codice comportamentale (regole conversazionali) ciao come stai? Il modello concettuale più utilizzato per descrivere le reti informatiche è Il Modello OSI, l’altro è il TCP/IP 3.Deve esistere un codice linguistico comune ecc… Linguaggio comune o Codice

Le Reti Insieme di sistemi per l’elaborazione automatica delle informazioni in comunicazione fra loro Telematica : informatica in rete Evoluzione Estensione Architettura di una rete : protocolli OSI ; protocolli TCP/IP

1: Evoluzione Rete: insieme di sistemi per l’elaborazione delle informazioni messi in comunicazione fra loro Nate nel ’60: per collegare elaboratori periferici ad elaboratori centrali detti mainframe per condividere le risorse HW Con l’avvento del PC le Reti hanno assunto un ruolo insostituibile perche’ hanno permesso: un miglior rapporto prestazioni/costo una condivisione dell’HW ma anche del SW e delle informazioni una estensione graduale dei sistemi HW una maggior affidabilita’ del sistema

2: Evoluzione Sistemi distribuiti : si e’ passati da sistemi di elaborazione delle informazioni aventi la caratteristica di essere concentrati (una cpu con + terminali) a stazioni interconnesse dotate di una capacita’ elaborativa propria(con risorse distribuite). Questo permette agli utenti della rete di: Non dover piu condividere la Ram e la Cpu Condividere il software Consultare archivi comuni Comunicare dati fra sistemi

3: Evoluzione Modello client / server Fine ’70: gia’ dalla fine del ’70 le reti di computer si basano sul modello Client- Server in cui i vari utenti ( Client) richiedono attraverso il programma (Client) certi servizi al server come l’accesso ai dati , la stampa .. , ad un programma server che li fornisce. Una rete e’ composta da : Un insieme di elaboratori di potenza differente Una rete di comunicazione Se cataloghiamo i primi in base alla funzione che espletano definiamo: Host un camputer centro di distribuzione di informazioni per gli utenti della rete Client un sistema che usufruisce dei servizi in rete forniti dagli host (server)

1: Estensione di una Rete Una Rete puo’ essere classificata in base alla sua estensione territoriale LAN (Local area network) reti che si estendono per una superficie pari a quella di un edificio. utilizzate a livello aziendale per la condivisione di hw e sw(scanner, stampanti laser..) molto veloci (4 - 100Mbps) basso tasso di errori buon livello di sicurezza come mezzi trasmissivi usano i cavi elettrici

2: Estensione di una rete MAN (metropolitan area network) copre estensioni pari a quelle di un’area urbana. Sono estensioni di Lan ad ambito urbano. Velocita’ fra 2 – 140 Mbps utilizzano spesso tecnologia a cavi fissi e fibre ottiche Si tende ad usare WAN anche a livello urbano

3: Estensione di una rete WAN (wide area network) estensioni planetarie Presentano il limite della velocita’ perche’ utilizzano infrastrutture preesistenti (quelle del servizio telefonico) E’ necessario un sistema di protezione piu’ efficace contro accessi non autorizzati Utilizzano i cavi fisici , i satelliti e i ponti radio Meno costosa

Tecnologia di comunicazione Linea simplex: comunicazione monodirezionale Linea half-duplex: comunicazione bidirezionale ma non in contemporanea Linea full-duplex: comunicazione bidirezionale contemporanea

1.Livello 1:Tecnologia di trasmissione componenti di rete per struttura e topologia E’ quello substrato fisico e fornisce il servizio di trasporto dati a tutti i livelli della Pila OSI Struttura: H (host di vario tipo: mainframe,workstation) ai quali possono essere collegati uno o piu _T T (terminali ) i quali sono connessi alla rete attraverso i nodi IMP (interface message processor)nodi attraverso cui transitanoi messaggi da un host diretti ad un altro host oppure ad un client

2.Tecnologia di trasmissione Il Trasporto è definito da 3 caratteristiche Topologia, mezzo di trasmissione, tecnica di trasmissione Topologia: disposizione degli oggetti fisici nello spazio ( oggetti della struttura) La connessione fra due nodi può essere: Connessione fisica quando c’e un canale fisico che li collega Connessione logica quando non c’e un canale fisico per ogni coppia di nodi

3.Tecnologia di trasmissione collegamento Punto a punto quando, per ogni coppia di nodi, viene implementato un canale fisico dedicato collegamento Multipunto con connessioni logiche, ne esistono diverse: Reti a stella : un insieme di nodi connessi ad un hub ( attivo o passivo). Fault tolerance inesistente per il canale. Sicuro con Hub attivo. Collo di bottiglia Reti ad anello : Fault Tolerance inesistente per canale. Canale condiviso quindi minor sicurezza. E’ necessario fornire ad ogni nodo un indirizzo in modo che possa inoltrare al nodo destinatario il messaggio. Hub: concentratore di cavi

4.Tecnologia di trasmissione Reti a bus: poca tolleranza al guasto: una interruzione del canale comporta esclusione di parte della rete. Molto diffuse perche’ di facile realizzazione e poco costose. Ogni messaggio viene ricevuto da tutti i nodi e non deve essere ritrasmesso perche il canale e’ bidirezionale. Reti a maglia libera: si adatta alle esigenze . Adatta a reti di grandi dimensioni

1.Tecniche di commutazione (comunicazione) Per mettere in comunicazione 2 utenti esistono e tecniche: Commutaz. di Circuito * dal sistema telefonico * è un collegamento fisico * basso utilizzo del canale Commutaz. di Messaggio*collegam virtuale *medio utilizzo del canale *tempi lunghi, disagi vari Commutaz. a Pacchetto *ogni messaggio è diviso in pacchetti detti frames ognuno così composto: dati e header ( ind mitt, ind dest, num frame) * Collegam. Virtuale *alto utilizzo del canale

2.Tecniche di commutazione Commutazione di Circuito Commutazione di Messaggio Commutazione di Pacchetto

ARCHITETTURE DI RETE Applicazione Presentazione Sessione TCP Trasporto Microsoft: Open Sistem Interconnection ARCHITETTURE DI RETE Dal punto di vista prettamente tecnico si definiscono le Reti strutturate in livelli e protocolli e si parla di Architettura di rete Ogni livello fornisce al livello superiore i servizi richiesti mascherando il modo con cui sono stati ottenuti. (onion skin) Le regole del dialogo fra livelli sono i protocolli Esistono due modelli di architettura di reti : ISO/OSI del ’84 7 livelli e il Modello TCP/IP Applicazione Processo Applicazione Presentazione Sessione TCP Trasporto IP Rete Data Link Rete Fisico

Livello fisico 1 1.Mezzi Trasmissivi Regola la struttura del collegamento, gli aspetti tecnici delle interconnessioni,instaura la connessione, mantiene il flusso dei dati e termina la comunicazione.. L’unita’ di misura e’ il bit Il collegamento puo’ avvenire tramite: Doppino telefonico Cavo coassiale Fibre ottiche Etere

Livello fisico 1 2.Mezzi Trasmissivi Le informazioni all’interno dei computer sono in termini di bit ma i mezzi trasmissivi trasportano segnali analogici quindi e’ necessario trasformare i segnali digitali da renderli più idonei al mezzo di trasporto. Il Modem ha questa funzione ed effettua una variazione di una delle 3 grandezze che caratterizzano un segnale analogico: fase, frequenza, ampiezza

Livello 2 1.Data Link Il livello data link ha 4 compiti : lisa: Fcs: frame check sequence Livello 2 1.Data Link Il livello data link ha 4 compiti : Rendere seriali le informazioni, strutturare il messaggio in Pacchetti,controllare gli errori,modalità di accesso al canale Formato del pacchetto: dipende dal tipo di rete locale ; nel caso di rete Ethernet i campi più importanti del pacchetto sono: il data :da 0 a 1500 byte; header contenente l’indirizzo mittente, destinatario e num. Progress.: ciascuno di 6 byte;il campo FCS contenente i bit per il controllo Le Modalita’ di accesso sono 2: Tecniche a Contesa, Tecnica TokenRing

Livello 2 2. Data Link La trasmissione dei dati da parte dei computer connessi ad una LAN sono varie a seconda dellaTopologia di rete. Quelle più in uso sono: Tecnica a Contesa: deriva dal protocollo Alhoa, sono usate dalle reti Ethernet: la stazione trasmittente verifica che non ci siano altre trasmissioni in atto e poi trasmette pur rimanendo in ascolto di eventuali collisioni. Se i dati collidono con quelli contemp. da un’altra stazione la stazione se ne accorge e ritrasmette dopo un’attesa di tempo casuale.

Livello 2 2. Data Link Tecnica Token Ring:il token e’ una configurazione di bit, Gettone,che circola continuamente sull’anello. Quando una stazione vuole trasmettere si impossessa del gettone e spedisce il messaggio alla stazione destinataria. Ogni stazione riceve il messaggio e controlla se e’ l’indirizzo destinatario , se coincide fa una copia e rispedisce al mittente finche’ il mittente non rimette il circolo il gettone.

1.Reti Locali Ethernet: topologia : Bus, mezzo trasmissivo :cavo coassiale,velocità trasmissione: 10Mbps, numero max. di nodi :1024. Tutti i sistemi connessi devono avere: Scheda di rete ( in essa sono stampati i circuiti che realizzano le funzioni di trasmissione , ricezione dati e controllo errori, proprie dei primi due livelli del modello OSI) Un Transceiver:dispositivo per connettere la scheda al cavo di trasmissione Il cavo (coassiale) detto drop cableche connette il nodo all’intera rete.

2. Reti locali Token Ring: nata da un progetto IBM quindi normalmente composta da computer IBM. Topologia :Anello stella con concentratore centrale Mezzo trasmissivo: doppino telefonico Velocità trasmissione: 16 Mbps Num. Max. nodi: 256

Livello 3 Livello di Controllo della Rete Si occupa dell’ Instradamento dei Pacchetti anche su cammini differenti. Livello 4 Livello di Trasporto I suoi compiti sono: Frammentazione dei pacchetti (suddivisione dei pacchetti per adattarli agli standard) Correzione degli errori Prevenzione di congestione

Livello 5 Livello di Sessione Controlla gli aspetti legati alla interfaccia fra l’utente e la rete, quindi legati alla struttura del Sistema Informativo specifico Livello 6 Livello di Presentazione Decodifica le informazioni che viaggiano all’interno della rete da renderle visualizzabili dai normali dispositivi output degli utenti (terminali )

Livello 7 Livello Applicativo Fanno parte di questo livello tutte le applicazioni funzionanti in rete e quindi sono interessati a questo livello i protocolli HTTP, FTP, SMTP, TELNET TCP è il protocollo di trasporto che fornisce un supporto diretto a molti applicativi Internet; può operare simultaneamente con applicativi diversi

Architettura TCP/IP Questo modello,più semplice del precedente, ha avuto una maggiore diffusione nella connessione delle reti. Non ha i 2 liv. Più bassi perché Il protocollo Ip si innesta su qualunque Lan. L’architettura TCP/IP è alla base dell’ interconnessione di reti. Si parla di Internetwork quando reti diverse sono collegate ( Internet). Gli Hub sono gli elementi di interconnessione più semplici per Reti a Stella. Per collegare 2 o più reti uso i Bridge (connettono 2 Lan),e Router ( Intrada messaggi). Processo App. TCP IP Rete

                                                                                                ADSL vi offre un collegamento ad Internet ad alta velocità realizzato attraverso la tecnologia ADSL (acronimo di Asymmetric Digital Subscriber Line). L'ADSL è una tecnologia in grado di utilizzare le normali linee telefoniche analogiche per connessioni digitali. Le velocità che teoricamente è possibile raggiungere grazie a questo metodo di connessione superano grandemente quelle di un collegamento attraverso modem analogico. Il collegamento ADSL utilizza infatti bande di frequenza completamente differenti rispetto a quelle che sono normalmente utilizzate da una connessione analogica. La natura asimmetrica del collegamento ADSL rende questa tecnologia una soluzione ideale per gli utenti Internet che abbia bisogno di una grande velocità in fase di ricezione, mantenendo una pur sempre buona velocità di invio dei dati. COME FUNZIONA Il percorso dei dati su linea ADSL è lo stesso che viene seguito da una normale telefonata, ma solo fino al più vicino centro di commutazione. Lo schema seguente mostra il percorso delle informazioni dal vostro modem (o router) ADSL fino al Provider Internet:

Come prima cosa è possibile notare che, nelle sedi dei due ipotetici clienti, vengono distinti due modi di connessione differenti, i quali comunque garantiscono l’utilizzo della linea sia in fonia che in linea dati. Infatti nel primo caso (ed è quello più comune nel caso di utenze domestiche) si installa su ogni presa telefonica un dispositivo che prende il nome di microfiltro che permette di utilizzare in ogni diramazione sia il servizio ADSL che il comune telefono o fax. Nel secondo caso viene installato un dispositivo che prende il nome di splitter che si preoccupa di effettuare questo "taglio" di frequenze all’arrivo della linea telefonica nell’edificio in questione. In questo secondo caso, la versatilità risulta essere ridotta, dato che la linea ADSL non arriverà necessariamente fino a tutti gli ambienti dove invece è presente la linea telefonica. Il lato positivo è dato dal fatto che non è necessario disseminare tutte le prese telefoniche con i microfiltri. Appare evidente che non esiste una tecnologia da preferire in tutti i casi, sebbene l’utilizzo dello splitter garantisca maggiore qualità, evitando che il segnale ad alta frequenza passi per tutte le derivazioni presenti nell’edificio. Continuando il percorso della nostra linea ADSL si arriva alla centrale di commutazione e qui direttamente allo splitter che come è avvenuto nella sede del cliente separa le frequenze della linea telefonica da quelle della linea dati. In questo modo, le frequenze telefoniche prendono la strada della PSTN, invece quelle dati (ADSL) vengono convogliate verso un dispositivo che prende il nome di DSLAM (DSL Multiplatore di Accesso). Per poter utilizzare Tiscali ADSL occorrono quindi una linea telefonica analogica, un computer, un modem ADSL e gli appositi filtri di cui abbiamo parlato prima. Il modem ADSL consente di ricevere e trasmettere i dati in formato digitale sfruttando completamente l'ampiezza di banda delle normali linee telefoniche analogiche. Quando sulla linea telefonica è abilitata ADSL, la banda disponibile viene suddivisa in tre sotto-bande di frequenza distinte: una dedicata alla ricezione dei dati da Internet (downstream), una dedicata all'invio dei dati verso Internet (upstream) ed un'altra molto ristretta riservata al traffico voce. Grazie ai filtri che mantengono separato il traffico voce da quello dati, è quindi possibile utilizzare il telefono o ricevere fax mentre si è collegati ad Internet.

ADSL

Fibre Ottiche L'invenzione delle fibre ottiche è da inquadrarsi nel periodo intorno agli anni '70 a seguito di un'intensa ricerca scientifica che si svolse in particolare negli USA e nell'URSS contemporaneamente, anche se separatamente, e spesso in concorrenza per motivi politici e militari.