Tecnologia delle Reti

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Categoria:Sistemi

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TECNOLOGIA DELLE RETI
1.1 Le Reti
Il concetto di rete è ampiamente usato nelle comunicazioni, nei trasporti, nei servizi e in ambito sociale e biologico. Dal punto di vista sistemico, la struttura di una rete è un complesso di funzioni interconnesse tra loro. Ciascuna si relaziona con le altre, assume informazioni e in base a queste determina il proprio funzionamento.
Una rete informatica è, quindi, un insieme di sistemi, per l’elaborazione delle informazioni, messi in comunicazione tra loro.
Con telematica indichiamo il settore applicativo dell’informatica in rete (integrando tecnologia informatica e tecnologia della comunicazione).
In passato le reti di calcolatori erano i mezzi per collegare dei terminale al mainframe (elaboratore centrale).
Con l’arrivo dei personal computer è diventata necessaria un’interconnessione con una rete, ottenendo quindi elaboratori:
- autonomi, perché non master slave; (rete di calcolatori)
- interconnessi, perché capaci di scambiare informazioni.
Si è passati quindi da sistemi concentrati (con una singola cpu a cui erano collegati i terminali), a sistemi distribuiti ( con una propria cpu).
L’interconnessione coinvolge elementi:
- elettronici, per stabilire i mezzi di collegamento;
- informatici, per avere un sistema operativo;
- telematici, per gli strumenti di comunicazione e interconnessione.
1.2 I Servizi
Le reti di computer hanno soddisfatto la necessità dell’utente di:
- condividere software;
- condividere dispositivi; (i servizi per l’utente sono accessibili)
- consultare archivi comuni; ( grazie ai fornitori di accesso )
- comunicare dati.
I vantaggi della connessione dei sistemi sono:
- condivisione software e dati
Si possono installare e configurare software riducendo il tempo, e disporre da chiunque
programmi e dati.
- condivisione dispositivi
Le reti possono condividere modem, fax, stampanti,ecc.
- migliore rapporto prestazioni/costo
Basso costo dell’HD e con numerosi utenti grande velocità.
- estensione dei sistemi HD
Ogni sistema può essere espanso a seconda delle esigenze, in tempi e HD diversi.
Scalabilità = maggiore è il numero degli elaborati, migliori sono le prestazioni.
- maggiore affidabilità
Con l’uso di HD e software tolleranti ai guasti.
1.3 Client / Server
Le nuove tecnologie sfruttano l’elaborazione client / server, che è realizzata con un programma utente ( client ) che richiede certi servizi a un programma server, che li fornisce. La comunicazione tra i due è in forma di messaggio ( caratteri e dati ).
In una rete di elaboratori troviamo:
- sistemi diversi per l’elaborazione di dati;
- una rete di comunicazione.
-
A seconda del tipo di sistema operativo di rete i computer sono:
- client, non forniscono risorse di rete ma le usano;
- entità paritetiche, che le usano e le forniscono;
- server, che le forniscono.
Quindi abbiamo tre tipi di rete:
- reti client / server
In cui è presente un serve che fornisce risposte, permette la condivisione e garantisce la sicurezza
con accessi riservati, grazie a login e password stabilite a seconda del profilo dell’utente. In
questo modo solo l’amministratore di rete può accedere a tutte le directory. Vantaggi: sicurezza,
condivisione, facilità di gestione. Svantaggi: costo e necessità di un amministratore.
- reti peer to peer
Che non hanno un server, per cui ogni utente può condividere le risorse di rete e lo spazio su
disco. Vantaggi: risparmio in costo e risorse umane. Svantaggi: dimensione rete maggiore.
- reti ibride
Sono reti client / server e possono condividere risorse come i peer to peer. Quindi la maggior
parte delle risorse le hanno i server, le altre sono condivise.
1.4 Classificazione
Un aspetto importante per lo studio delle reti è la distanza che separa i calcolatori in rete (estensione) e che comporta la seguente classificazione:
- reti locali lan
Coprono un’area corrispondente a dimensioni varianti tra quelle di un ufficio e quelle di una
struttura con più edifici. Sono usate soprattutto per consentire a un gruppo di utenti di condividere
dati, programmi, dispositivi con una notevole velocità ( date le ridotte dimensioni ) e una
semplificazione delle procedure. Sono tolleranti ai guasti grazie alla ridondanza ( uso di porte Hub
o Switch in cui convergono le connessioni di diverse macchine). Velocità: 10Mbps – 1 Gpbs
- reti metropolitane wan
Estensioni delel reti locali in ambito urbano con velocità comprese tra 2Mbps e 140Mbps.
- reti geografiche wan
Hanno dimensioni geografiche estese all’intero pianeta. Per questo però hanno un limite alla
velocità, soprattutto visto che si utilizza il servizio telefonico come infrastruttura, e hanno bisogno
di strutture per il controllo verso l’accesso non autorizzato.
1.5 Velocità
La velocità di trasmissione dei dati, che si basa sui bit, è legata alla frequenza del segnale veicolato dai mezzi trasmessivi. È quindi necessario conoscere lo spettro di frequenza delle trasmissioni, sotto forma di onde magnetiche.
La velocità di trasmissione dati nelle lan coinvolgono l’intero sistema di trasmissione, che pone le restrizioni maggiori riguardo alla velocità in funzione della lunghezza del tratto percorribile dal segnale. Unità di misura di questa velocità: larghezza di banda.
1.6 Diffusione Dati
Dal punto di vista delle modalità di diffusione dati, esistono due tipi di rete:
- reti a diffusione globale
Ogni trasmissione viene ricevuta da tutti gli Host connessi alla rete ( come nella lan). Le reti che condividono lo stesso mezzo trasmissivo sono broadcast. È anche possibile inviare i dati ad un sottoinsieme di Host ( multicasting) : ma solo gli elaboratori appartenenti ad esso riconoscono i dati a loro destinati.
- reti punto a punto
I due dispositivi che vogliono scambiarsi i dati sono direttamente collegati l’uno all’altro, attraverso la linea telefonica. Nelle reti wan gli Host ( end system ) sono connessi con nodi intermedi detti intermediate system, rappresentati da router che hanno la funzione di instradamento.
1.7 Trasferimento
Regole per il trasferimento dei files (3) : (canali di comunicazione)
- linea simplex, monodirezionale ( riceve ma non può rispondere);
- linea half-duplex, bidirezionale ma un elemento per volta può trasmettere;
- linea full-duplex, bidirezionale e in contemporanea.
1.8 Commutazione
Esistono due tecniche di commutazione per mettere in comunicazione due utenti:
- commutazione di circuito
( sistema telefonico ) crea un collegamento fisico tra i due utenti stabile e riservato a loro e prevede tre fasi: 1 attivazione del circuito ( che stabilisce la connessione tra chiamante e chiamato) 2 utilizzo del canale trasmissivo ( trasmissione dati ) 3 svincolo ( connessione chiusa).
- commutazione di pacchetto
basata sui sistemi digitali. Il pacchetto è fatto da una parte di dati e una di intestazione ( con informazioni sulla connessione) con un numero di sequenza e informazioni sul mittente e il destinatario.
1.9 Rete Telefonica
I collegamenti di tipo commutato usano le linee telefoniche.
Struttura base della rete telefonica pubblica:
- ogni telefono è collegato alla centrale urbana;
- se l’utente chiama un altro della stessa città, la centrale stessa li mette in collegamento;
- se l’utente chiama in un altro compartimento, la centrale urbana inoltra la richiesta alla centrale di settore e a quella di distretto o compartimento.
Principali operazioni svolte in una centrale di commutazione:
- individuare la linea del chiamante;
- ricevere informazioni sul chiamato;
- realizzare la connessione tra i due;
- inviare al chiamato un segnale di collegamento (squillo);
- registrare informazioni sulla tariffazione;
- ricevere il segnale di fine comunicazione.
Il sistema telefonico utilizza diversi tipi di commutatori tra cui il crossbar :
- una griglia con ‘n’ linee di input e ‘n’ linee di output, con n² intersezioni dette nodi di comunicazione.
1.10 Tecnologie di Trasmissione
- Linee Analogiche
Collegamento più diffuso: modem, che utilizzando la linea telefonica, effettua le operazioni di modulazione e di demodulazione.
Modulazione : trasformazione del segnale da digitale ad analogico in modo tale che abbia
uno spettro adatto ad essere trasportato telefonicamente. Velocità : 56 kpbs. Lo standard attuale del modem è denominato V92 , è dial-up (ha un tempo per effettuare la connessione ridotto) e permette di ricevere chiamate anche quando si è connessi.

- Linee ISDN
ISDN è uno standard internazionale che consente di integrare la trasmissione di messaggi vocali con quella di dati e immagini.
Lo scopo è proprio quello di garantire l’integrazione dei servizi per mettere a disposizione degli utenti un unico mezzo, in grado di supportare la comunicazione parallela sui vari canali, con tempi di risposta accettabili.
La linea ISDN sopporta la velocità massima di 128 kbps.
Nella maggior parte dei casi il dispositivo digitale, corrispondente al modem, che si usa per adattare il segnale sulle linee ISDN si chiama Adattatore Terminale (TA), che ha una funzione simile a quella del modem, ma non trasforma il segnale in analogico, ne fa solo un adattamento.
- Linee Dedicate
Le linee dedicate sono linee punto a punto che collegano due utenti finali in modo permanente. Le linee dedicate vengono offerte in affitto dalla compagnie telefoniche e i canoni variano in funzione della banda offerta: da 56 kbps a 45 kbps e oltre.
La linea dedicata utilizza una connessione fisica diretta tra l’azienda o la filiale e la centrale di commutazione della compagnia telefonica e gli altri uffici dell’azienda.

- DSL
DSL è una modalità di accesso alla rete internet ad alta velocità con cui è possibile utilizzare i servizi detti “ a larga banda ” come la videoconferenza.
DSL presenta vantaggi notevoli rispetto a ISDN perché utilizza la linea telefonica senza necessità di modifiche e offre una velocità di connessione superiore.
- Tecnologia ADSL
ADSL è una tecnologia di modulazione che permette la trasmissione di informazioni multimediali ad alta velocità sulle linee telefoniche esistenti su normale cavo telefonico. I modem ADSL permettono di trasmettere le informazioni dal centro servizi verso l’utente a una velocità che varia da 1.5 Mbps a 9 Mbps.
L’ADSL non utilizza i filtri per i rumori, in quanto non più necessari, e quindi aumenta la banda a disposizione. Inoltre essa comprime i segnali in tante frequenze indipendenti, codificate con un sistema chiamato DMT, che crea 256 sottocanali in grado di variare la velocità di trasmissione dei dati, evitando appunto i disturbi.

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