u.d. 1- introduzione al networking - giuseppe di...

U.D. 1- INTRODUZIONE AL NETWORKING

prof. Di Capua Giuseppe

RETE INFORMATICA

Una rete informatica è un

insieme di sistemi per

l’elaborazione delle

informazioni che

comunicano tra loro


TELEMATICA

La telematica è quella parte dell’informatica

che studia l’integrazione tra le tecnologie

informatiche e le tecnologie delle

telecomunicazioni

Telecomunicazione e Informatica


TELECOMUNICAZIONI

Un sistema di telecomunicazioni (TLC) è

formato da:

Nodi: sistemi di elaborazione

Collegamenti: canali di connessione tra nodi;

Consentono di inviare dati da una SORGENTE

ad una o più DESTINAZIONI


TELECOMUNICAZIONI

SORGENTE DESTINAZIONE

NODOCOLLEGAMENTO


TELECOMUNICAZIONI

Le entità SORGENTI E DESTINAZIONE sono

chiamati NODI TERMINALI (end system oppure

hosts) mentre gli altri sono detti NODI DI

COMMUTAZIONE.

I dati viaggiano dall’Host Sorgente verso l’Host

di Destinazione passando attraverso i NODI DI

COMMUTAZIONE (Swiching nodes)

I dati vengono trasferiti sotto forma di SEGNALI


LE RETI

Le prime reti nascono negli anni ‘60 come

collegamenti di terminali “stupidi” ad

elaboratori centrali detti MAINFRAME


LE RETI

Un MAINFRAME


LE RETI

Con l’introduzione di terminali “Intelligenti”

ovvero i PC si è passati al modello attuale con

una serie di elaboratori autonomi e

interconnessi

Autonomi: ognuno può lavorare in autonomia e

non c’è relazione master/slave

Interconnessi: possono scambiare informazioni

tra loro


LE RETI

Un sistema così formato si chiama RETE DI

ELABORATORI


LE RETI

Esempio di Rete


LE RETI

sistemi

CONCENTRATI

composti da

una sola CPU

alla quale

venivano

connessi più

terminali

SI E’ PASSATI DA:


LE RETI

sistemi

DISTRIBUITI Stazione di lavoro

autonome

connesse tra loro

A:


I SERVIZI

Gli utenti non hanno più la necessità di

condividere processore e memoria (modello

mainframe – terminale)

Condividono software

Consultano archivi comuni

Scambiano dati tra i sistemi

Condividono dispositivi (es: stampante, router

per internet)


VANTAGGI DELLE RETI

Condivisione dei software e dei dati;

Condivisione dei dispositivi;

Miglior rapporto prestazioni/costo

Estensione graduale dei sistemi hardware

Maggior affidabilità a fronte di guasti


PRIMA CLASSIFICAZIONE

Tecnologia trasmissiva;

Broadcast: Host connessi direttamente al canale di

trasmissione. I dati trasmessi vengono inviati a

tutti i nodi della rete. Solo il destinatario del

messaggio lo leggerà e sarà ignorato dagli altri;

Multicast: I dati sono trasmessi a più destinatari

contemporaneamente e tutti li devono poter

leggere (trasmissione televisiva);


DIFFUSIONE GLOBALE - BROADCAST

Nella rete in figura il mezzo trasmissivo è

condiviso quindi la trasmissione è di tipo

BROADCAST



Tecnologia trasmissiva;

Punto a Punto: Gli host sono connessi direttamente

tra loro o indirettamente attraverso host intermedi.

Il messaggio quando giunge ad un host intermedio

viene instradato su una connessione attraverso

algoritmi di instradamento (ROUTING.)


PUNTO A PUNTO

Esempio di punto a punto è la connessione

internet tra il computer di casa e il fornitore dei

servizi internet (Internet Service Provider - ISP)


PUNTO A PUNTO

Altro esempio: la connessione degli hosts in Internet

In realtà si tratta di una trasmissione punto-multipunto con i Router che determinano su quale canale inviare il segnale


VELOCITA’ DI TRASMISSIONE

In una rete la velocità di trasmissione dati è

misurata in bit per secondo (bps).

Rappresenta la quantità di informazione (in bit)

che può essere trasmessa nell’unità di tempo

(secondo).

Viene chiamata anche Larghezza di Banda


VELOCITA’ DI TRASMISSIONE

Unità di misura Abbreviazione Equivalenza

Bit per secondo Bps 1 bps =unità di misura

Kilobit per secondo Kbps 1 Kbps = 1.000 bps

Megabit per secondo Mbps 1 Mbps = 1.000.000 bps

Gigabit per secondo Gbps 1 Gbps = 1.000.000.000 bps

Terabit per secondo Tbps 1 Tbps = 1.000 Gbps =…



Dimensioni:

PAN: Personal Area Network

LAN: Local Area Network

MAN: Metropolitan Area Network

WAN: Wide Area Network

GAN: Global Area Network


CLASSIFICAZIONE PER ESTENSIONE GEOGRAFICA

Connessione Dimensione Rete

In una stanza Pochi metri PAN

Singolo Laboratorio 10 m LAN

Edificio (Casa) 100 m LAN

Università 1 Km LAN

Città 10 Km MAN

Nazione 100 Km WAN

Continente 1000 Km WAN

Terra 10000 Km GAN


PAN

Tecnologia trasmissiva: Broadcast.

Velocità: da 10 Mbps a 10 Gbps.

Queste reti hanno un raggio di azione di pochi

metri.

Utilizzate cavi USB, porte firewire o bluetooth.


LAN

Tecnologia trasmissiva: Broadcast.

Velocità: da 10 Mbps a 10 Gbps.

Queste reti coprono un'area corrispondente a

dimensioni varianti tra quelle di un ufficio e quelle

di una struttura aziendale composta da più edifici.

Sono utilizzate soprattutto per consentire ad un

gruppo di utenti di condividere i dati o i programmi

software utili ad un certo tipo di attività aziendale.


LAN

La LAN permette anche di condividere dispositivi hardware quali: stampanti;

Connessione ad Internet;

Archivi di dati;

Le LAN hanno quindi sempre un unico canale trasmissivo ad alta velocità condiviso nel tempo da tutti i sistemi collegati.

Quando un sistema trasmette diventa proprietario temporaneamente dell'intera capacità trasmissiva della rete.

Le velocità trasmissive sono comprese nell'intervallo 10 Mbps – 10 Gbps .


LAN


MAN

Sono estensioni delle reti locali in ambito urbano con dorsali, spesso, in fibra ottica, veloci ed affidabili.

Le prestazioni classiche raggiunte sono comprese tra i 2 Mbps e i 140 Mbps.

La tecnologia attuale spinge verso lo sviluppo delle reti WAN, e di conseguenza le reti metropolitane non vengono distinte da queste ultime.


WAN

Le reti geografiche si basano sui servizi offerti dal fornitore nazionale di telecomunicazioni.

Si estendono a diverse città, fino ad una intera nazione o ad un continente

Oltre ai mezzi trasmissivi posati a terra, costituiti di cavi fisici, le reti WAN utilizzare il satellite o i ponti radio.

Nel caso del satellite ci sono dei dispositivi terrestri, che svolgono la funzione di instradatori (router) dei segnali e che trasmettono e ricevono con modalità diverse, a seconda delle applicazioni. La trasmissione è generalmente di tipo broadcast.


GAN

Collegano computer dislocati in tutti i

continenti.

Internet è un esempio di rete GAN


INTERNETWORKING

Quando si realizza un collegamento di più reti

(locali e geografiche) per formare un’unica

grossa rete si parla di INTERCONNECTED

NETWORKING da cui il termini INTERNET

INTERNET E’ UN ESEMPIO DI RETE GAN


CLASSIFICAZIONE PER TOPOLOGIA

Si intende la topologia delle connessioni ovvero la disposizione geometrica dei vari nodi. Le fondamentali sono:

Reti a Stella

Reti ad Anello

Reti a Bus

Rete a Stella Estesa

Rete Magliata non completamente Connessa

Rete Magliata completamente Connessa

Rete ad Albero


PARAMETRI DI VALUTAZIONI TOPOLOGIA DI

RETE

I parametri più importanti da tenere in considerazione nello studio delle topologie delle reti sono: Il numero di nodi: ovvero il numero di elementi (PC,

Stampanti, Switch,ecc…) che compongono una rete;

Il numero di canali trasmissivi: ovvero il numero di “cavi” che dobbiamo avere per mettere in comunicazione i nodi di una rete;

La ridondanza: ovvero il numero di possibili percorsi per raggiungere un nodo

Fault Tolerance: ovvero la tolleranza ai guasti che è tanto maggiore quanto maggiore è la ridondanza;


RETE A STELLA


RETE A STELLA

In questo tipo di rete il numero dei canali è uguale al numero dei nodi meno uno (c = n- 1).

Nel caso in cui un canale si guasti, la funzionalità della rete viene compromessa per l’elaboratore che usa quel canale per raggiungere il centro, mentre tutti gli altri continuano ad usare la rete.

Al centro della stella di solito si trova un hub o uno Switch , dove con tale termine si identifica solitamente, in una struttura di rete locale, un’apparecchiatura fisica che assolve alle funzioni di collettore e di concentratore dei dai vari sistemi connessi in rete.


RETE AD ANELLO


RETE AD ANELLO

Il numero dei canali è uguale al numero dei nodi meno uno (c = n- 1).

La fault tolerance è inesistente: nel caso in cui un canale si guasti la rete non funziona più.

Questa topologia è basata su una linea chiusa alla quale possono connettersi tutti i nodi della rete.

il canale è condiviso, per riconoscere un destinatario da un altro è importante definire per ogni nodo un indirizzo; un nodo che riceve un messaggio destinato ad un altro nodo, lo ritrasmette di norma al suo vicino, finché giunge a destinazione.


RETE A BUS


RETE A BUS

Non hanno tolleranza ai guasti e qualunque interruzione di canale comporta l'esclusione di una parte della rete.

Sono le più diffuse perché sono semplici da realizzare e sono poco costose.

Dal punto di vista logico sono reti di tipo broadcast, in quanto il messaggio trasmesso da un nodo viene ricevuto da tutti gli altri nodi.

In una rete a Bus l'utilizzo del canale condiviso è semplificato rispetto alle topologie ad anello: qualora un sistema riceva delle informazioni che non lo riguardano (con un indirizzo diverso dal proprio) non deve ritrasmetterle al nodo vicino, in quanto il canale condiviso è bidirezionale.


RETE A BUS

In una rete di questo tipo i dati viaggiano sul

supporto fisico in entrambe le direzioni fino a

raggiungere l’estremità del cavo dove vengono

posizionati degli oggetti chiamati “terminatori”.

I terminatori assorbono il segnale in arrivo e ne

impediscono la riflessione.


RETE A STELLA ESTESA


RETE BUS-STELLA

Rete a Bus i cui nodi sono delle reti a stella


RETE MAGLIATA NON COMPLETAMENTE

CONNESSE

Sono reti tipicamente geografiche in cui ciascun nodo è connesso con almeno un’altro della rete. In tali reti la tolleranza ai guasti dipende dal numero dei canali implementati.


RETE MAGLIATA COMPLETAMENTE CONNESSE

Sono reti in cui ogni nodo è connesso a tutti gli altri nodi della rete;

Maggior tolleranza;

Si usano in piccole reti dove l’affidabilità è determinante;


RETE AD ALBERO

Sono un tipo di reti magliate


RETI WIRELESS

Reti senza filo che si classificano in : PAN: Personal Area Network. Reti a portata ridotte limitate ad

oggetti indossati da una persona o presenti in un’auto o su una scrivania. Il Bluetooth è la tecnologia più diffusa.

WLAN: Wireless Local Area Network. Termine per indicare reti LAN senza fili. La tecnologia più nota prende il nome di wi-fi (wireless Fidelity).

la trasmissione che non usa un mezzo fisico per la propagazione del segnale ma i segnali si propagano nell’etere sotto forma di onde elettromaghetiche.


RETI WIRELESS

Il wireless nasce per i cellulari:

Tecnologia TACS

Tecnologia GSM;

Tecnologia GPRS (la prima a trasmettere sia fonia che dati);

Tecnologia UMTS con velocità elevate di trasmissione (ordine di Kbps)

Tecnologia HSPA standard evoluzione dell’UMTS con velocità nell’ordine di 3,6 Mbps ;

La tecnologia wireless viene utilizzata, nel campo della trasmissione dati, per realizzare reti senza cavi.


RETI WIRELESS

Reti Locali wireless

Utilizzo di un Router Wireless

Utilizzo di Access Point

Utilizzo di Computer con porte Wireless o Antenne

Wireless

Router Wireless


RETI WIRELESS

Accesso ad Internet tramite il satellite


RETI WIRELESS

Soggette a disturbi delle radiazioni solari;

Soggette a disturbi per le condizioni

atmosferiche o alla presenza di onde

elettromaghetiche;

Soggette a ostacoli fisici;


APPARATI DI RETE

IL REPEATER : Il repeater è un apparato che

consente la rigenerazione di un segnale. E’

dotato di un ingresso e di una uscita. Il segnale

entra e viene reinvitato sulla porta in uscita

amplificato.


APPARATI DI RETE

HUB :La differenza con il repeater e che è

dotato di più porte (4, 8, …). Quando un

segnale entra, lo stesso viene inviato su tutte le

porte in uscita quindi l’Hub non è in grado di

decidere a chi è indirizzato il messaggio. Può

essere utilizzato per creare semplici reti LAN


APPARATI DI RETE

SWITCH: E’ dotato di più porte (16, 24, 32, 64).

La differenza con l’ Hub è che memorizza gli

indirizzi dei dispositivi connessi ed è in grado di

capire a chi è indirizzato un messaggio

inviandolo solo sulla porta interessata. Viene

utilizzato per creare reti LAN


APPARATI DI RETE

BRIDGE: Viene utilizzato per collegare tra loro 2 o più reti LAN

ROUTER: Consentono di instradare i pacchetti (messaggi) sulla rete. Ogni router ha al suo interno una tabella di ROUTING in cui sono riportati l’ elenco dei server ad esso connessi. Quando arrivano i pacchetti (vedi paragrafo COMMUTAZIONE DI PACCHETTO) un router invia gli stessi su diversi possibili percorsi. Il router controlla l’indirizzo di destinazione.


APPARATI DI RETE

GATEWAY: Si differenzia dal router perché per

assumere decisioni sull’instradamento di un

pacchetto analizza sia l’indirizzo di

destinazione che il contenuto del messaggio.

Per esempio un gateway può essere impostato

per fungere da Firewall o per non far passare la

posta SPAM.


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