Infrastruttura hardware di una rete

Sommario Una rete (di computer) nella nostra scuola All’interno di una rete Modello OSI / ISO Progettiamo l’infrastruttura hardware della nostra rete Livello hardware: connettori, topologie di cablaggio e hub

Una rete nella nostra scuola Aiutare i docenti nel loro lavoro: Condivisione delle risorse Protezione delle risorse Protezione delle configurazioni Creazione e diffusione di nuovi servizi

Una rete nella nostra scuola Siamo in grado di… Condivisione di dati e informazioni Protezione delle configurazioni dei client Amministrare la rete tramite il computer server Condivisione delle risorse software e hardware

Una rete nella nostra scuola Le necessità da soddisfare in una scuola sono molteplici: Didattica Compiti gestionali Comunicazione Servizi al pubblico e… Vincoli di bilancio ?

Una rete nella nostra scuola Ma se mal progettata? Problemi… Hardware Software Amministrazione

All’interno di una rete Un po’ di teoria… Il modello OSI/ISO: un incubo o un aiuto? Un percorso logico per il progetto della rete… 1. Il livello hardware 2. Il livello data link 3. Il livello di rete 4. Le applicazioni e i servizi

All’interno di una rete Hub 1. Il livello hardware 2. Il livello data link o collegamento dati Fast Ethernet 100 Mbps 3. Il livello di rete TCP/IP 4. Le applicazioni e i servizi

Il modello OSI/ISO 7 – Applicazione 6 – Presentazione 5 – Sessione Il modello OSI/ISO (Open Systems Interconnection / International Standards Organization) suggerisce un percorso logico da seguire nel progetto di una rete Il modello OSI/ISO 7 – Applicazione 6 – Presentazione 5 – Sessione 4 – Trasporto 3 – Rete 2 – Collegamento dati 1 – Hardware DATI P DATI P S P DATI P S T S P DATI P S T R T S P DATI P S T R C R T S P DATI P S T R C Trasmissione dei bit

1- Livello Hardware Problemi meccanici Problemi elettrici Definisce i protocolli per la trasmissione del flusso di bit non elaborati su un supporto fisico (cavi di rete). E’ totalmente dedicato all’hardware Problemi meccanici Problemi elettrici Collegamento tra computer Cablaggio di rete Nel seguito, vedremo tutte le caratteristiche del livello hardware (cavi, connettori e topologie di cablaggio)

2- Livello di collegamento dati Invia frame di dati dal livello rete al livello fisico. Controlla gli impulsi elettrici in ingresso e in uscita sul cavo di rete Gestione indirizzi hardware delle schede di rete Gestione frame Gestione errori a basso livello Incapsulare i messaggi dei livelli superiori nel frame ID destinatario DATI Frame-pacchetto CRC ID mittente Controllo

Indirizzamento tra reti Gestione del traffico dei pacchetti E’ responsabile dell’indirizzamento dei messaggi e della traduzione di nomi e indirizzi logici in indirizzi fisici 3- Livello di rete Routing Indirizzamento tra reti Gestione del traffico dei pacchetti Ricordati del protocollo IP che permette la comunicazione tra reti eterogenee ed è la realizzazione pratica del livello di rete

Assicura che i pacchetti siano recapitati correttamente, nella giusta sequenza, senza perdite e duplicazioni 4- Livello di trasporto Controllo errori ad alto livello Assemblaggio / disasseblaggio dei pacchetti Controllo della sequenza dei pacchetti ricevuti Attento: il protocollo TCP è in questo livello PACCHETTO MESSAGGIO MESSAGGIO 1 4 3 2 1 2 3 4 1 2 3 4 ASSEMBLAGGIO DEI PACCHETTI PER RICOSTRUIRE IL MESSAGGIO ORIGINALE INVIO MESSAGGIO DISASSEMBLAGGIO DEL MESSAGGIO IN PACCHETTI

5- Livello di sessione Permette a due applicazioni, in esecuzione su due computer diversi, di aprire e chiudere una connessione (sessione) Momento di dialogo strutturato tra due computer Gestione della connessione logica Sincronizzazione dello scambio dei dati Riconoscimento dei nomi e altre funzioni necessarie per la comunicazione in rete tra due applicazioni Determina quale computer deve trasmettere, in quale istante e la durata della comunicazione WAN

6- Livello di presentazione Definisce il formato per lo scambio dei dati tra computer In questo livello sono svolte le seguenti operazioni principali: Conversione di protocolli / traduzione Compressione file Algoritmo di compressione File di origine File compresso Algoritmo di decompressione

7- Livello di applicazione Si occupa dei servizi che supportano le applicazioni dell’utente Posta elettronica  SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) Browser  HTTP (HyperText Transfer Protocol) Trasferimento file  FTP (File Transfer Protocol) Es. Outlook Express Es. Internet Explorer Es. Microsoft NetMeeting

Progettiamo l’HW della nostra rete Numero di aule e uffici da attrezzare Struttura della rete fisica Organizzazione dell’amministrazione Numero dei server Numero e tipo dei PC client Connessioni con l’esterno Software da installare io sono il PC1 …io NO!

Progettiamo l’HW della nostra rete Tipica struttura hardware… internetworking Bus coassiale o in fibra

Progettiamo l’HW della nostra rete Una infrastruttura di rete “ideale”… hub Lab. Fisica Uffici Switch Lab. Audiovisivi Biblioteca

Livello Hardware Cavi coassiali Cavi a doppini intrecciati In una rete è possibile utilizzare più tipi di cavo, in base alle dimensioni della rete, del traffico dei frame e del budget disponibile Come scegliere? Cavi coassiali Cavi a doppini intrecciati Cavi a fibre ottiche

Come scegliere il tipo di cavo? Livello Hardware Come scegliere il tipo di cavo? Coassiali ThinNet Coassiali ThickNet Lunghezza max: 185 m Flessibile, facile da installare Velocità: 4-100 Mbps Lunghezza max: 500 m Meno flessibile ma semplice da installare Velocità: 4-100 Mbps

Come scegliere il tipo di cavo? Livello Hardware Come scegliere il tipo di cavo? Lunghezza max: 100 m Meno costoso, più flessibile e molto facile da installare Soggetto ad interferenze Velocità: 4-100 Mbps UTP (non schermati) STP (schermati) Lunghezza max: 100 m Più costoso del ThinNet, meno flessibile del cavo UTP, semplice da installare Buona resistenza alle interferenze Velocità: 16-500 Mbps

Come scegliere il tipo di cavo? Livello Hardware Come scegliere il tipo di cavo? Molto costoso Lunghezza max: 2 km Velocità: da 100 Mbps a 1 Gbps Poco flessibile Installazione difficile Non soggetto ad interferenze Cavi in fibra ottica Guaina isolante Rivestimento in vetro Fibre ottiche (nucleo)

Esistono vari tipi di connettori: Connettore BNC Connettore a T BNC

Connettori Altri connettori… Connettore cilindrico BNC (in gergo: barilotto) Terminatore BNC

Topologie di cablaggio Una rete può essere progettata con quattro organizzazioni fisiche differenti, denominate: a bus a stella ad anello a maglia

Topologia a bus Vantaggi: Svantaggi: Economico e semplice da realizzare Affidabile e facile da ampliare Svantaggi: Rallentamento in caso di traffico intenso di rete Disagi in presenza di guasti Massimo computer = 10

Topologia ad anello Vantaggi: Svantaggi: Accesso paritario per tutti i computer Prestazioni identiche anche in caso di numerosi utenti Svantaggi: Complicazioni in caso di guasto di un solo computer Difficoltà nell’individuazione dei problemi

Topologia a stella Vantaggi: Svantaggi: Facilità di modifica e di espansione Controllo e gestione centralizzati Nessuna interruzione in caso di guasto di un computer Svantaggi: Interruzione del funzionamento in caso di guasto del dispositivo di collegamento centrale (hub o altro)

Hub L’hub è un componente di comunicazione che offre una connessione comune tra i computer in una rete a stella.

Hub Esistono 2 tipi di hub: Hub attivi Hub passivi Devono essere alimentati Sono in grado di rigenerare e ritrasmettere dati in rete Non necessitano di alimentazione Sono usati per estendere il cablaggio ad altri computer (2-4)

HUB e Switch Gli Hub Switch ogni scheda ha un indirizzo fisico (MAC Address) di 48 bit, unico al mondo: esso è composto da un codice del costruttore (stabilito dall’ISO) di 24 bit e da un numero seriale assegnato dal costruttore. Gli Hub instradano il traffico dati facendo passare tutte le richieste e tutte le destinazioni Switch possiede una tabella in cui associa ad ogni porta i MAC Address che ha rilevato su quella porta. non ripete pedestremente il segnale, ma legge l’indirizzo di destinazione ed instrada solo se la destinazione è all’altro lato dello Switch

Reti wireless una rete senza l’utilizzo di cavi, è detta rete wireless. Se la rete è locale prende il nome di WLAN, ossia Wireless LAN. per trasmettere i dati usano onde elettromagnetiche di vario tipo, quali: le onde radio a 902 MHz i raggi infrarossi a 820 nanometri le microonde a 2,4 GHz, usate anche dai forni a microonde ed i telefoni cellulari, i quali possono quindi disturbare le WLAN le microonde a 5 Ghz, cioè alla frequenza con cui trasmettono i satelliti; per questo motivo ne è vietato l’uso al di fuori di ambienti chiusi

Access Point L’integrazione di una rete wireless con una rete cablata avviene con Access Point che fungono da Bridge tra i due diversi tipi di topologie di rete. L’Access Point presenta una porta che permette la connessione fisica, tramite cavo, ad una rete cablata, Quando un client wireless viene acceso in una WLAN, esso effettua lo scanning, cioè si mette in ascolto per trovare un dispositivo compatibile a cui associarsi. L’access point ha un indirizzo Ip statico o dimanico (configurabile) e può fungere da server dhcp (configurabile)

Configurare access point Per garantire il controllo degli accessi e la riservatezza Il Service Set Identifier o SSID, server per il controllo degli accessi. è il nome di rete ed è comune a tutti i dispositivi di una stessa WLAN. Inizialmente gli Access Point portano il SSID definito dall’azienda 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. Il WEP utilizza uno schema di crittografia a chiave simmetrica, pertanto gli utenti devono disporre della chiave per effettuare la decifrazione. gli Access Point vengono venduti con chiavi predefinite, che conviene cambiare. Per configurare l’access point esso va collegato via rete lan o wireless ad un dispositivo che abbia un indirizzo Ip Compatibile (nel manuale è indicato l’indirizzo di default)

WAN Rete analogica PSTN:I modem analogici dispositivi che rendono possibile il passaggio dei dati nella rete analogica. Il principio che sta alla base del loro funzionamento è costituito dal processo di modulazione in cui i dati costituiscono il segnale modulante (modem= MODulazione DEModulazione). Svolgono anche funzione di compressione dati e controllo errori Rete Isdn:. E’ una rete con funzionamento e trattamento del segnale sotto forma digitale: due canali a 64 Kbit/sec ciascuno, utilizzabili sia per fonia che per dati: i modem ISDN sono chiamati così solo per semplificazione, non modulano e non usano frequenze sul doppino telefonico ma veri e propri segnali digitali discreti

WAN Rete ADSL: La tecnologia Digital Subscriber Line (DSL) impiega la normale linea telefonica, costituita dal doppino (UTP), per il trasporto di dati ad alta velocità. iL modem ADSL effettua modulazione Esistono VOIP modem che consentono di avere una seconda linea telefonica su rete Internet (detta appunto VOIP). Alcuni moden Adsl sono Router Wlan che permettono di instradare il traffico di più utenze senza fili in rete domestica ( svolgendo a volte anche il ruolo di server DHCP)

Wan Router: Consente di Filtrare il traffico , in base alla tipologia è dotato di una logica decisionale che gli permette di effettuare l'instradamento di un messaggio Consente di Filtrare il traffico , in base alla tipologia Instradare le richieste su specifiche route o porte