Definizione di rete

1. Definizione di rete • Una rete di calcolatori è un mezzo di trasporto che consente ai PC e ad altri dispositivi di comunicare tra di loro,condividendo informazioni e risorse. Le reti possono avere dimensioni differenti ed è possibile ospitarle in una sede singola oppure dislocarle in tutto il mondo.

2. ***Menu*** • Le topologie di rete • Modello ISO/OSI • I mezzi trasmissivi • Tipi di rete

3. Le diverse topologie di rete • Ad anello • A stella o estesa • A bus • Ad albero • Parziale (a maglia incompleta) • Totale (a maglia completa)

4. Topologia ad anello • La topologia ad anello prevede di connettere ogni sistema al successivo. Ne risulta quindi un anello unidirezionale che vede la sua affidabilità gravemente compromessa. Se un sistema risulta guasto o spento si interrompe l'intera rete.

5. Topologia a stella(o estesa) • È caratterizzata da un punto centrale, centrostella, che può essere uno switch o un elaboratore e diversi host connessi ad esso. La rete a stella diventa a stella estesa quando al posto di un host collegato al centrostella c'é un altro apparato attivo, switch con a sua volta altri host collegati ad esso.

6. Topologia a bus • La topologia a bus richiede un mezzo trasmissivo bidirezionale ( La propagazione del segnale in entrambe le direzioni) broadcast,in cui quando un sistema trasmette tutti gli altri ricevono. Inoltre,l'assenza di un elemento centrale, garantisce un'elevata affidabilità.

7. Topologia ad albero • Quando in una connessione l’accesso alle risorse deve rispettare dei vincoli gerarchici,il collegamento tra i nodi dello stesso livello deve passare obbligatoriamente dal livello superiore.

8. Topologia parziale o totale(a maglia incompleta o completa) • La topologia a maglie prevede di interconnettere i sistemi con canali trasmissivi bidirezionali. Se ogni sistema e’ connesso con tutti gli altri si parla di maglia completa ,in caso contrario si parla di maglia incompleta.

9. Modello ISO/OSI • Il modello OSI (Open System Interconnection), diventato parte degli standard ISO, scompone la gestione della rete in livelli. Questo modello e’un riferimento comune ai concetti che riguardano le reti. I livelli del modello OSI/ISO sono sette e, per tradizione, il primo livello è quello più basso ed è a contatto del supporto fisico di trasmissione, mentre l'ultimo è quello più alto ed è a contatto delle applicazioni utilizzate dall'utente. I VARI LIVELLI

10. I livelli ISO/OSI • Il livello fisico • Il livello di collegamento dati • Il livello di rete • Il livello di trasporto • Il livello di sessione • Il livello di presentazione • Il livello di applicazione

11. Il livello fisico (physical layer) • Ha il compito di trasmettere sequenze binarie sul canale di comunicazione .A questo livello si specificano,ad esempio,le tensioni che rappresentano 0 e 1 e le caratteristiche dei cavi e dei connettori.  

12. Il livello di collegamento dati(data link layer) • Questo livello definisce i pacchetti e l'indirizzamento in funzione del tipo fisico di comunicazione. Verifica,inoltre, la presenza di errori e gestisce la contesa del mezzo trasmissivo.

13. Il livello di rete (network layer) • Il livello rete definisce i pacchetti, l‘ indirizzamento e l‘ instradamento in modo astratto rispetto al tipo fisico di comunicazione. In pratica determina se e quali sistemi intermedi devono essere attraversati dal pacchetto per giungere a destinazione.  

14. Il livello di trasporto (transport layer) • Si occupa di trasferire i dati ottimizzando l’uso delle risorse di rete attraverso: -controllo e possibile correzione degli errori: -frammentazione -prevenzione congestione della rete.

15. Il livello di sessione (session layer) • Vengono definite le regole per aprire e chiudere una connessione logica e quelle necessarie per il trasferimento dei dati.

16. Il livello di presentazione(presentation layer) • Gestisce la sintassi dell’informazione da trasferire, compresa la cifratura e decifratura,senza l’aiuto di entita’ di applicazione.  

17. Il livello di applicazione (application layer) • Interfaccia di comunicazione con i programmi (Application Program Interface), cioè gli applicativi attraverso i quali l’utente finale utilizza la rete.

18. I mezzi trasmissivi • Doppino • Cavo coassiale • Fibra ottica

19. Il doppino • Il doppino telefonico può essere di categoria 3 o di categoria 5. Il doppino di categoria 3, utilizzato in passato, non è più adatto per le nuove tecnologie: ora esiste il doppino TP di categoria 5, testato fino a 100 Mhz, che garantisce velocità dell'ordine dei 100 Mbps. Il twisted pair può essere schermato o non schermato. Viene utilizzato nella maggioranza delle reti Ethernet come pure nelle Token Ring. l cavo UTP è composto da quattro coppie di fili contenuti in un rivestimento isolante.

20. Il cavo coassiale • Il cavo coassiale ha al suo interno un filo conduttore di rame. Il cavo che ricopre il filo serve a garantire l'isolamento tra il filo di rame ed uno schermo di metallo intrecciato. Tale schermo limita le interferenze esterne. Il cavo coassiale è molto simile al cavo della TV. L'unica differenza è che trasporta dati digitali anziché analogici. Per molto tempo il cavo coassiale è stato l'unica possibilità per la cablatura di reti locali ad alta velocità, nonostante alcuni svantaggi: non si poteva piegare facilmente ed era soggetto a frequenti rotture meccaniche ai connettori.

21. La fibra ottica • Le fibre ottiche sono filamenti di materiale vetroso, realizzati in modo da poter condurre la luce. Sono normalmente disponibili sotto forma di cavi. Le fibre ottiche sono classificate come guide d'onda dielettriche. Esse, in altre parole, permettono di convogliare al loro interno un campo elettromagnetico di frequenza sufficientemente alta (in genere in prossimità dell'infrarosso) con perdite estremamente limitate. Vengono comunemente impiegate nelle telecomunicazioni su grandi distanze e nella fornitura di accessi di rete a larga banda

22. Costituzione della fibra ottica • Le fibre ottiche sono composte da due strati concentrici di materiale vetroso estremamente puro: un nucleo cilindrico centrale, o core, ed un mantello o cladding attorno ad esso. I due strati sono realizzati con materiali con indice di rifrazione leggermente diverso, il cladding deve avere un indice di rifrazione minore rispetto al core. Come ulteriore caratteristica il mantello deve avere uno spessore maggiore della lunghezza di smorzamento dell'onda evanescente, caratteristica della luce trasmessa. Se le condizioni vengono rispettate gran parte della potenza è mantenuta all'interno del core. Diversi tipi di fibre si distinguono per diametro del core, indici di rifrazione, caratteristiche del materiale, profilo di transizione dell'indice di rifrazione, drogaggio.

23. Funzionamento della fibra ottica • Uno studio rigoroso della fisica delle fibre ottiche richiede concetti di ottica quantistica. Usando un paragone di ottica classica, la discontinuità nell'indice di riflessione genera un fenomeno di riflessione totale, per cui tutta la potenza che la colpisce con un angolo di incidenza sufficientemente alto viene riflessa.Le fibre ottiche si basano sul fenomeno di riflessione totale interna, la discontinuità dell'indice di rifrazione tra i materiali del nucleo e del mantello intrappola la radiazione luminosa finché questa mantiene un angolo abbastanza radente, in pratica finché la fibra non compie curve troppo brusche.

24. I principali vantaggi della fibra ottica • bassa attenuazione, che rende possibile la trasmissione su lunga distanza senza ripetitori; • grande capacità di trasporto di informazioni; • immunità da interferenze elettromagnetiche, inclusi gli impulsi elettromagnetici nucleari (ma possono essere danneggiate da radiazioni alfa e beta); • alta resistenza elettrica, quindi è possibile usare fibre vicino ad equipaggiamenti ad alto potenziale, o tra siti a potenziale diverso; • peso e ingombro modesto; • bassa potenza contenuta nei segnali; • assenza di diafonia; • ottima resistenza alle condizioni climatiche avverse.

25. Costi e utilità della fibra ottica • Il costo varia dai 4000 euro/km di fibra nei piccoli centri (con cavi di spessore molto più contenuto) ai 10000 euro/km di fibra nelle città, cui sono da aggiungere i costi dello scavo per l'interramento e le licenze comunali per aprire i cantieri (dove richieste anche se per opere di pubblica utilità). Varie municipalizzate e l'operatore tlc Fastweb stanno costruendo reti proprietarie in fibra ottica con ampiezza di banda che arriva a 10 megabit/sec in accesso, indispensabili per la tv via internet e la videoconferenza. Varie società sono dotate di una rete capillare e proprietaria in fibra ottica. La legge impone l'interoperabilità delle reti su doppino, non su altro mezzo trasmissivo ; per cui, anche in assenza di copertura ADSL e per pubblica utilità, il privato decide autonomamente se e quando entrare nel mercato con un'offerta commerciale.

26. I tipi di rete • Rete LAN • Rete WAN • Rete MAN

27. La rete LAN • Nel campo dell'informatica LAN è l'acronimo per il termine inglese local area network, in italiano rete locale. Identifica una rete costituita da computer collegati tra loro (comprese le interconnessioni e le periferiche condivise) all'interno di un ambito fisico delimitato (ad esempio in una stanza o in un edificio, o anche in più edifici vicini tra di loro) che non superi la distanza di qualche chilometro.Le LAN hanno dimensioni contenute, il che favorisce il tempo di trasmissione, che è noto. Le LAN tradizionali lavorano tra 10 Mbps e 100 Mbps, o anche 1 Gbit/s, su cavi in rame dalle caratteristiche adeguate (CAT5 o superiore), o su fibra ottica, hanno bassi ritardi e pochissimi errori. Le LAN che operano fino a 1 Gbit/s sono utilizzate solo in ambienti server o storage di grosse dimensioni.

28. La rete WAN • Una WAN (wide area network) è una rete geografica, ovvero una rete informatica usata per connettere insieme più reti locali (local area network o LAN) in modo che un utente di una rete possa comunicare con utenti di un'altra rete. Molte WAN sono costruite per una particolare organizzazione e sono private. • La funzionalità delle WAN è generalmente la connessione degli host. Questa struttura forma una communication subnet o semplicemente subnet, che in genere appartiene ad una compagnia telefonica o a un ISP. La subnet si compone di linee di trasmissione e di elementi di commutazione. Le linee di trasmissione spostano i bit e possono essere realizzate in fibra ottica, con collegamenti radio, in rame o altro, mentre gli elementi di commutazione sono computer specializzati che collegano più linee di commutazione (router ad esempio).

29. La rete MAN • Una rete metropolitana o (in inglese metropolitan area network, abbreviato in MAN) è una rete telematica che di solito ricopre un'intera città. Storicamente le MAN sono nate per fornire servizi di tv via cavo alle città dove c'era una cattiva ricezione terrestre. In pratica un'antenna posta su una posizione favorevole, distribuiva poi il segnale alle case mediante cavo. Prima la cosa è avvenuta a livello locale, successivamente si sono create grosse aziende che hanno richiesto di cablare intere città, soprattutto negli Stati Uniti. Quando il fenomeno Internet è esploso, queste società hanno ben pensato di diffondere la comunicazione internet anche attraverso il cavo TV utilizzando la struttura preesistente. Tipicamente questa struttura usa fibra ottica per collegamento.

30. Lavoro realizzato da: Nigro Gabriele & Scaravilli Cristian