Le reti locali

Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16

Le reti locali

INSEGNAMENTO DI INFORMATICA – A.A. 2015-16

Francesco Ciclosi

Macerata, 15 dicembre 2015

Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati

© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code


Le risorse di rete

Le reti hanno la finalità di favorire la

condivisione delle risorse tra i sistemi autorizzati

Tra le principali applicazioni troviamo:

• Posta elettronica

• Condivisione delle periferiche

• Condivisione dei file

• Groupware

• Web

• Networking application

http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/


http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/legalcode




L’architettura (o topologia) di rete

Determina il modo in cui i dispositivi e gli

elaboratori possono essere collegati tra di loro

Non fa riferimento alla disposizione dei

componenti fisici, bensì’ alla modalità di

trasmissione dei dati

Le principali architetture sono:

• Ad anello

• A bus

• A stella







I componenti fondamentali

Una rete è composta da alcuni elementi

fondamentali:

• Nodo, un qualsiasi dispositivo hardware in grado di

comunicare con gli altri dispositivi della rete

• Pannello di connessione (hub o concentratore),

semplifica la connessione fisica dei nodi e istrada i

segnali inviati da un nodo all’altro

• Dorsale, cavo ad alta capacità a cui sono collegati più

concentratori







L’architettura ad anello (1/3)

I nodi della rete sono connessi in serie da un

cavo continuo (canale) che, dal punto di vista

logico, realizza un cerchio chiuso

I nodi sono (fisicamente) collegati attraverso un

pannello di connessione in cui risiede l’anello

Ogni nodo ha un contatto (logico) diretto solo

con il precedente e il successivo

La comunicazione avviene a senso unico








I computer sono connessi tramite un unico cavo

circolare privo di terminatori

I segnali sono inviati in senso orario lungo il

circuito chiuso passando attraverso ciascun nodo

che funge da ripetitore e ritrasmette il segnale

potenziato al nodo successivo

Il segnale passa così di nodo in nodo mediante

ritrasmissione fintanto che non giunge a quello di

destinazione








La topologia è attiva (≠ topologia a bus)

Nodo Nodo

Nodo

Nodo Nodo







L’architettura a stella (1/3)

In una topologia a stella ogni computer è

collegato con un cavo dedicato a un dispositivo

centrale o concentratore

Il concentratore può essere un hub o uno switch

Tutte le comunicazioni passano per il nodo

centrale

Il nodo centrale gestisce tutte le comunicazioni








Richiede un’elevata quantità di cavi

In caso di interruzione di uno dei cavi di

connessione tra un nodo e il concentratore, solo

quel nodo verrà isolato dalla rete

In caso di mancato funzionamento del

concentratore, saranno interrotte tutte le attività

di rete








Concentratore

Nodo

Nodo

Nodo

Nodo

Nodo







Hub vs Switch Hub

• È un «ripetitore multiporta» che inoltra i dati in arrivo

da una sua porta su tutte le altre sue porte

• Il segnale in arrivo da un nodo è inviato a tutti i nodi

della rete

Switch

• È un commutatore che inoltra selettivamente i pacchetti

ricevuta da una porta verso una specifica porta di uscita

• Il traffico è gestito attraverso gli indirizzi MAC

• Riduce la quantità di traffico non necessario







L’architettura a bus (1/4) È il metodo più semplice di connettere in rete

dei computer

Tutti i nodi sono collegati in serie lungo la stessa

linea di trasmissione

Un singolo cavo (chiamato dorsale o segmento)

connette in modo lineare tutti i nodi

I dati sono inviati a tutti i nodi come segnali

elettronici ma vengono accettati solo dal nodo il

cui indirizzo è contenuto nel segnale di origine







L’architettura a bus (2/4)

La trasmissione simultanea da parte di due nodi

genera un collisione e la perdita del messaggio

trasmesso

Poiché un solo nodo alla volta può inviare dati,

maggiore è il numero di nodi connessi alla rete,

maggiore sarà il numero di nodi in attesa di

trasmettere dati, con conseguente decadimento

delle prestazioni dell’intera rete








La topologia è passiva: i nodi ascoltano i dati

trasmessi sulla rete, ma non intervengono nel

loro spostamento da un nodo al successivo

I segnali trasmessi da un nodo viaggiano da

un capo all’altro del cavo, rimbalzando e

tornando indietro

Il rimbalzo dei segnali impedisce agli altri nodi

di avviare nuove trasmissioni, fintanto che i

primi segnali non siano stati rimossi








A ogni estremità del cavo viene applicato un

terminatore che assorbe i segnali rendendolo

disponibile per l’invio da parte degli altri nodi

BUS







Architettura a bus: vulnerabilità

La semplice rottura o il banale scollegamento di

un cavo fa si che il bus sia privo di terminatore

In tal caso i segnali rimbalzano avanti e indietro

nel bus interrompendo l’attività su tutta la rete

L’identificazione del guasto richiede l’ispezione

fisica di tutto il cablaggio di rete







Le reti paritetiche Le reti paritetiche (o peer-to-peer) sono reti di

computer ove il controllo non è centralizzato

In tale topologia ogni nodo opera allo stesso

livello







Il metodo di accesso

Determina lo schema in base al quale si

stabilisce quando un nodo può trasmettere in

modo da evitare la sovrapposizione dei segnali

Infatti, la sovrapposizione dei segnali determina

delle interferenze

I più diffusi sono Ethernet e Token ring

È determinato dalla scheda di interfaccia di rete







Ethernet (1/2)

Utilizza la modalità di accesso CSMA/CD

(Carrier Sense Multiple Access with Collision

Detection)

Ogni nodo esamina lo stato della rete e se la

trovano libera prova a trasmettere

In caso di tentativo di trasmissione simultanea, è

rilevata la collisione e ogni nodo coinvolto

rimane in attesa per un tempo casuale prima di

riprovare a trasmettere







Ethernet (2/2)

Chi effettua la trasmissione per primo acquisisce il

controllo della rete

Vi sono varie implementazioni di Ethernet

• Legate al tipo di supporto (cavo coassiale, doppini

intrecciati, fibra ottica)

• Legate alla velocità di trasmissione (10 Mbps, 100 Mbps,

1 Gbps)

• Alla distanza massima percorribile (da 25 metri a 60 Km)







Implementazioni di Ethernet: legacy

Nome Mezzo trasmissivo Velocità Distanza max

10Base-2 Cavo coassiale da 0,2 pollici 10 Mbps 185 metri

10Base-5 Cavo coassiale da 0,5 pollici 10 Mbps 500 metri

10Base-T Cavo a doppino intrecciato

UTP cat. 4 o 5 10 Mbps 100 metri







Implementazioni di Ethernet: FastEthernet


100Base-T2 Due coppie cavi twister-pair

cat. 3 o superiore 100 Mbps 100 metri

100Base-T4 Quatro coppie cavi twister-pair

cat. 3 100 Mbps 100 metri

100Base-TX Due coppie cavi twister-pair

cat. 5 o superiore 100 Mbps 100 metri

100BASE-FX Coppia di fibre multimodale FD 100 Mbps 2 Km

100BASE-LX Coppia di fibre monomodale FD 100 Mbps 60Km

100BASE-SX Coppia di fibre FD con

lunghezza d’onda 850 nm 100 Mbps 300 metri

100BASE-BX Singolo cavo in fibra 100 Mbps -







Implementazioni di Ethernet: GigaEthernet


1000BASE-CX Cavo rame bilanciato 1 Gbps 25 metri

1000BASE-SX Fibre multimodali e lunghezza

d’onda di 850 nm 1 Gbps 220 metri

1000BASE-LX Fibre monomodali 1 Gbps 5 km

1000BASE-LH Fibre monomodali e lunghezza

d’onda di 1.310 nm 1 Gbps 10 km

1000BASE-LH Fibre multimodali e lunghezza

d’onda di 1.310 nm 1 Gbps 550 metri

1000BASE-ZX Fibre monomodali e lunghezza

d’onda di 1.550 nm 1 Gbps ~ 100 km

1000BASE-LX10 Fibre monomodali e lunghezza

d’onda di 1.310 nm 1 Gbps 10 km

1/2







Implementazioni di Ethernet: GigaEthernet


1000BASE-BX10

Singola fibra monomodale

utilizzata in un verso con

lunghezza d’onda di 1.490 nm e

lunghezza d’onda di 1.310 nm

nell'altro

1 Gbps 10 km

1000BASE-T Cavo in rame (CAT-5, CAT-5e,

CAT-6, CAT-7) 1 Gbps 100 metri

1000BASE-TX Cavo in rame (CAT-6, CAT-7) 1 Gbps 100 metri

2/2







Token ring

I nodi non si contendono il controllo della rete

I nodi ottengono il permesso di trasmettere

quando vengono in possesso di un gettone

elettronico (il token) che circola nella rete sotto

forma di segnale

La topologia in uso è quella ad anello







I vantaggi di Token ring

Il nodo mittente ha sempre la conferma che i

dati sono stati ricevuti

Ogni volta che una trasmissione viene portata a

termine il nodo successivo ha sempre l’accesso

garantito







Funzionamento di Token ring







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