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Corso informatica di Base (lez.6)
Rete di Calcolatori
È un insieme di calcolatori, collegati tra loro da una rete di comunicazioni, in cui possono condividere informazioni e risorse. La Rete di comunicazione è un'infrastruttura che permette la comunicazione tra un insieme di dispositivi.
Usi delle reti di elaboratori
Per le organizzazioni:
- Condivisione delle risorse: disponibili a chiunque, programmi e informazioni anche a notevole distanza.
- Affidabilità: si ottiene mettendo in rete sorgenti alternative delle risorse (duplicando le applicazioni e i dati su più computer).
- Diminuzione dei costi: rete di personal computer costa meno di un mainframe.
- Scalabilità: aumentando il numero degli elaboratori si aumentano le prestazioni del sistema
- Comunicazione tra persone: è possibile inviarsi messaggi, file ecc… Per i singoli individui:
- Accesso alle informazioni remote: accesso a servizi bancari; acquisti da casa; navigazione sul web;
- Comunicazione tra persone: posta elettronica; videoconferenza; gruppi di discussione.
- Divertimento: video on demand; giochi interattivi.
Aspetti hardware delle reti
Per definire le caratteristiche di una rete parliamo di:
- Tecnologia trasmissiva
- Scala dimensionale
Tecnologia trasmissiva
Si divide in: reti broadcast e reti Punto a Punto (PTP)
Reti Broadcast
Le reti broadcast consentono di inviare un pacchetto (brevi messaggi) a tutti gli elaboratori, usando un opportuno indirizzo, che specifica il destinatario (broadcasting), oppure possono inviare il pacchetto ad un sottoinsieme di elaboratori (multicasting). Quando un elaboratore riceve un pacchetto esamina l’indirizzo di destinazione, se coincide con il proprio indirizzo il pacchetto viene elaborato altrimenti viene ignorato.
Tipologia a Stella (star topology)
I computer della rete sono collegati ad un sistema hardware centrale detto Hub, ha il ruolo di assicurare la comunicazione tra diversi collegamenti. A differenza delle reti a bus, quelle a stella sono molto meno vulnerabili dato che una delle connessioni può essere scollegata senza paralizzare il resto della rete.
Reti Punto a Punto
Queste reti consistono in un insieme di connessioni fra coppie di elaboratori. Per arrivare dalla sorgente alla destinazione, un pacchetto può dover attraversare uno o più elaboratori intermedi. Esiste un criterio alternativo di classificazione ed è la dimensione dell’area geografica in cui sono dislocati i PC. Possono essere classificati in reti locali: LAN; MAN; WAN.
- LAN (local area network): computer collegati tra loro nello stesso luogo, all’interno di un’azienda ecc…
- MAN (metropolitan area network): i computer si trovano all’interno di un’area urbana di grandi dimensioni o dislocati in più comuni limitrofi.
- WAN (wide area network): l’area geografica può comprendere diverse città, fino ad interessare l’intero territorio nazionale o gli Stati con esso confinati.
- GAN (global area network): reti che collegano computer dislocati in tutti i continenti.
Cosa include una Rete?
- Hardware: dispositivi di interconnessione, dispositivi per il controllo della trasmissione, dispositivi finali.
- Software: codifica e formattazione dei dati, rilievo di errori e correzione.
Dispositivi
Dispositivi e mezzi trasmissivi sono gli elementi fisici o l’hardware della rete (componente visibile della piattaforma, Pc ecc… a volte alcuni componenti potrebbero non essere così visibili). Nel caso di supporto senza fili, i messaggi vengono trasmessi attraverso l’aria usando la frequenza radio e le onde infrarosse.
Servizi e Processi
Sono programmi di comunicazioni chiamati software. Un servizio di rete fornisce informazioni in risposta ad una richiesta. I servizi includono applicazioni che le persone utilizzano ogni giorno, posta elettronica di hosting e servizi di web hosting. I processi forniscono le funzionalità per dirigere e spostare i messaggi attraverso la rete. Questi sono meno evidenti a noi, ma sono fondamentali per il funzionamento delle reti.
Host
I dispositivi finali fungono da interfaccia fra la rete umana e la rete di comunicazione sottostante. Alcuni esempi di dispositivi finali sono: computer; stampanti; telefoni VoIP; telecamere di sicurezza; dispositivi palmari. Per distinguere un host da un altro viene identificato da un indirizzo. Nelle reti moderne, un host può agire come un client, un server o entrambi.
Nic
Ogni host (dispositivo) che si connette alla rete lo fa attraverso una scheda di rete detta NIC (network interface card). Ogni scheda di rete ha un indirizzo fisico o indirizzo Ethernet che la identifica univocamente da tutte le schede di rete e di tutti gli altri host tale indirizzo è detto mac- address (media access control).
Dispositivi intermedi
Le reti possono contare anche su periferiche intermedie per fornire la connettività e per regolare i flussi di dati attraverso la rete. Questi dispositivi collegano i singoli host alla rete e possono collegare più reti singole per formare un internetwork. I dispositivi intermedi sono: Network access devices (hub, switch, access point wireless); dispositivi di internetworking (router); server di comunicazione e moderm; dispositivi di sicurezza (firewall).
Questi dispositivi utilizzano l'indirizzo host di destinazione, in combinazione con le informazioni sulla rete di interconnessione, per determinare il percorso che devono compiere i messaggi attraverso la rete. I Processi in esecuzione sui dispositivi di rete intermedi eseguono queste funzioni:
- Rigenerare e ritrasmettere i segnali dati
- Mantenere le informazioni sui percorsi esistenti attraverso la rete e l’internetwork
- Comunicare agli altri dispositivi eventuali errori e fallimenti di comunicazione
- Dirigere i dati lungo percorsi alternativi quando c'è un errore di collegamento
- Classificare i messaggi secondo delle priorità QoS
- Consentire o negare il flusso di dati, in base alle impostazioni di sicurezza.
Mezzi di comunicazione
Le Reti utilizzano principalmente tre tipi di supporti per interconnettere dispositivi e per fornire il percorso su cui i dati possono essere trasmessi. Questi mezzi sono:Cavi Metallici; Fibre di vetro o plastica (fibra ottica); La trasmissione wireless.
Mezzi trasmissivi
Non tutti i supporti di rete hanno le stesse caratteristiche e sono adatti per lo stesso scopo. I Criteri per la scelta di un supporto di rete sono:
- La distanza con cui i mezzi trasmissivi possono portare a destinazione un segnale con successo
- L'ambiente in cui il supporto deve essere installato.
- La quantità di dati e la velocità con cui devono essere trasmessi.
- Il costo dei mezzi di comunicazione e l’installazione. Il mezzo fisico utilizzato per realizzare il canale di trasmissione sono i mezzi guidati o mezzi non guidati ; parliamo di mezzi guidati: linee fisiche che portano il segnale fino al ricevitore; supportano la trasmissione di segnali elettrici oppure ottici; segnali elettrici: doppino telefonico o cavo coassiale; segnali ottici: fibre ottiche. Mezzi non guidati: irradiazione di segnali elettromagnetici nello spazio, in modo più o meno diretto; antenne, satelliti, infrarossi..
Doppino telefonico
È costituito da due o più coppie di fili di rame, singolarmente ricoperti di materiale isolante, intrecciati uno intorno all’altro per ridurre le interferenze elettromagnetiche (da qui il suo nome inglese, twisted pair) e isolati da una guaina. È il mezzo di trasmissione meno costoso e più utilizzato per segnali sia analogici che digitali. Esistono diverse tipologie di doppini UTP (Unshielded Twisted Pair), identificate in classi di qualità crescente.
- utilizzato anche per le comunicazioni via satellite (multipunto);
- [300 GHz, 200 THz] (infrarossi)
- trasmettitore e ricevitore devono essere visibili l’uno all’altro;
- molto importante in applicazioni locali punto-a-punto e multipunto in aree limitate.
Infrastruttura di rete
Le infrastrutture di rete possono variare notevolmente in termini di: dimensione della zona coperta; numero di utenti collegati; numero e la tipologia dei servizi disponibili.
ISP
Internet viene creato attraverso l’interconnessione delle reti appartenenti agli Internet Service Provider (ISP). Queste reti ISP si connettono tra loro per consentire l'accesso a milioni di utenti in tutto il mondo.
Accesso Residenziale
ADSL (asymmetric digital subscriber line)- banda sbilanciata più in download che in upload HDSL (high bitrate digital subscriber line) – Alto bitrate, connessione aziendale simmetrica, sul mezzo di comunicazione abbiamo banda dedicata tra utente se service provider. VHDSL (very-high bitrate digital subscriber line) – Banda Larga a breve distanza, limite di 300 metri dalla Cabina. IL COLLEGAMENTO INTERNET AVVIENE TRAMITE CONNESSIONE PTP TRA IL CLIENTE E ISP
Protocollo PPP
Point to Point Protocol Stabilimento della connessione; autenticazione (facoltativa); configurazione del protocollo di rete che verrà usato; terminazione della connessione.
Larghezza di banda
Bandwidth Larghezza di banda Quantità di dati trasmessi per unità di tempo 1 Kbps = 1 kilobit per secondo 1 Mbps = 1 megabit per secondo 1 Gbps = 1 gigabit per secondo Bandwidth 1 Byte = 8 bit "100 mega(bit)" = 100/8 = 12.5 MBps
Intranet
Il termine Intranet è spesso usato per riferirsi ad una connessione privata di LAN e WAN che appartiene ad una organizzazione, ed è progettata per essere accessibile solo dai membri dell'organizzazione.
Protocolli
Tutte le comunicazioni, sono governate da regole predeterminate chiamate protocolli. Questi protocolli sono specifici in base alle caratteristiche della comunicazione. La corretta comunicazione tra gli host di una rete richiede l'interazione di diversi protocolli. Un gruppo di protocolli che sono necessari per eseguire una funzione di comunicazione è chiamato insieme di protocolli. Questi protocolli sono implementati nel software e nell’hardware che viene caricato su ogni host o dispositivo di rete.
Stack di Protocolli
Uno dei modi migliori per visualizzare come tutti i protocolli interagiscono su un particolare host è quello di vederlo come una pila. Uno stack di protocolli mostra come i protocolli individuali all'interno della suite sono eseguiti sugli host. I protocolli sono visti come una gerarchia stratificata, con ogni servizio di livello superiore, a seconda della funzionalità definita dai protocolli indicati nei livelli inferiori. Gli strati inferiori della pila riguardano lo spostamento di dati sulla rete e la fornitura di servizi agli strati superiori, che si concentrano sul contenuto del messaggio inviato e sull'interfaccia utente.
Suite protocolli di rete
Affinché i dispositivi possano comunicare con successo, un protocollo di rete deve descrivere una suite di precisi requisiti e di interazioni, quali:
- Il formato o la struttura del messaggio
- Il metodo con cui condividere le informazioni sui percorsi tra i dispositivi di rete
- Come e quando i messaggi di errore e di sistema sono passati tra i dispositivi
- La configurazione e la cessazione delle sessioni di trasferimento dati I Protocolli di solito non descrivono come svolgere una particolare funzione. Descrivono solo ciò che sono le funzioni richieste da una particolare regola di comunicazione, ma non come devono essere eseguite, l'attuazione di un particolare protocollo può essere indipendente dalla tecnologia.
Tipi di modelli di rete
Ci sono due tipi fondamentali di modelli di rete:
- modelli di riferimento
- modelli di protocollo
Modello di Riferimento
Lo scopo primario di un modello di riferimento è aiutare nella comprensione chiara delle funzioni coinvolte.
Modello OSI
L'Open Systems Interconnection (OSI) è il modello di riferimento più conosciuto. Viene utilizzato per la progettazione di reti dati, per le specifiche di funzionamento, e la risoluzione dei problemi.
Applicazioni Servizi e Protocolli
Le applicazioni forniscono alle persone un modo per creare messaggi, i servizi di livello di applicazione costituiscono un'interfaccia verso la rete, i protocolli forniscono le regole e i formati che governano come i dati vengono trattati. Tutti e tre le componenti possono essere utilizzate da un unico programma eseguibile e possono avere anche lo stesso nome. Per esempio, quando si parla di "Telnet" potremmo far riferimento all'applicazione, al servizio, o al protocollo.
Modello Client/Server
Il dispositivo che richiede le informazioni è detto Client e il dispositivo che risponde alla richiesta si chiama Server. Il client richiede dati del server, che risponde inviando uno o più flussi di dati al client. Oltre al trasferimento dei dati effettivi, questo scambio può anche richiedere informazioni di controllo, come l’autenticazione dell’utente e l’identificazione di un file da trasferire. Un Server è di solito un computer che contiene le informazioni da condividere con molti sistemi client. Le pagine web, documenti, database, video, audio… possono essere memorizzati su un server e consegnati ai client richiedenti.
Modello Peer to Peer
Il Peer to Peer prevede: Rete peer to peer; Applicazione peer to peer (P2P) Caratteristiche simuli ma funzionano in modo diverso.
Rete Peer to Peer
Due o più computer sono collegati tramite una rete e possono condividere le risorse, ad esempio stampanti e file senza avere un server dedicato. Ogni dispositivo collegato ad una estremità (peer) può funzionare come un server o un client.
Applicazione Peer to Peer
Consente a un dispositivo di agire sia come client che come server all’interno della stessa comunicazione. Entrambi possono iniziare una comunicazione e sono considerati uguali nel processo di comunicazione.
DNS (domain name system)
Il DNS è stato creato per affrontare la risoluzione dei nomi di dominio nelle reti. Utilizza un insieme distribuito di server per risolvere i nomi associati ad indirizzi numerici. Il protocollo DNS definisce un servizio automatico che fa corrispondere nomi delle risorse con l’indirizzo numerico di rete richiesto. Quando si configura un dispositivo di rete, in genere si forniscono uno o più indirizzi di server DNS che il client DNS può utilizzare per la risoluzione dei nomi. Il Domain Name System utilizza un sistema gerarchico per creare un database per fornire la risoluzione dei nomi. Al vertice della gerarchia, i server principali che conservano le informazioni su come raggiungere i server top-level di dominio, che a loro volta puntano ai server secondari e così via.
Browser
Il browser controlla un name server per convertire www.cisco.com in un indirizzo numerico, che utilizza per connettersi al server. Utilizzando i requisiti del protocollo http (il protocollo o regime), il browser invia una richiesta GET al server e richiede il file web-server.htm. (nome specifico del file richiesto). Il server a sua volta invia il codice HTML di questa pagina web al browser. Infine, il browser decifra il codice HTML e formatta la pagina per la finestra del browser
Hypertext Transfer Protocol
L'Hypertext Transfer Protocol (HTTP), è uno dei protocolli della suite TCP / IP, è stato originariamente sviluppato per pubblicare e recuperare le pagine HTML ed è ora utilizzato per i sistemi informativi distribuiti. HTTP viene utilizzato in tutto il World Wide Web per il trasferimento di dati ed è uno dei protocolli di livello applicazione più utilizzati. http definisce i tipi di messaggi utilizzati dai client ed esistono tre tipi di messaggi comuni che sono: GET; POST; PUT. GET è una richiesta del client per i dati; POST e PUT vengono utilizzati per inviare messaggi che caricano i dati sul server web. Sebbene sia molto flessibile, HTTP non è un protocollo sicuro. Per la comunicazione sicura attraverso Internet, viene utilizzato il protocollo HTTP Secure (HTTPS) per l'accesso o la pubblicazione di informazioni sul server web.
