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LE RETI DI COMPUTER
Le applicazioni di rete sono importanti per le aziende, il fax, il modem e ciò che veniva usato per collegarsi in rete si sono evoluti, hanno avuto una sorta di ristrutturazione soprattutto metodologica. La ristrutturazione dei sistemi di rete è stata più metodologica, cioè abbiamo avuto degli strumenti che ci hanno fatto cambiare il modo di lavorare, il modo di gestire i processi, il modo di guardare i diversi angoli di riprogettazione dei processi aziendali; è chiaro che la rete va guardata non solo dal punto di vista tecnologico, ma se la riportiamo al sistema aziendale dobbiamo guardare come i sistemi informativi, i servizi a supporto e le tecnologie vanno a riprogettare il modo e le performance che ognuno di noi ha all'interno di un processo in azienda. COMUNICAZIONI FRA INDIVIDUI Il servizio più importante che ha permesso lo sviluppo di internet sin dai primordi è stata la email, la email che è divisa in due parti, la prima parte dove c’è il nome utente quindi il nome della dell'utente che utilizza il servizio, e la seconda parte dopo la chiocciola dove c'è il nome del dominio che fornisce il servizio all'utente specifico quindi la posta. L'email ad oggi è rimasto un servizio molto importante soprattutto per lo scambio di documenti e contenuti istituzionali in azienda, oppure nelle comunicazioni legali se guardiamo alla pec. COMUNICAZIONI FRA GRUPPI Molto importante è stato per un certo periodo la comunicazione fra gruppi quindi newsgroup, mailing list eccetera adesso di meno ma comunque rimasto di nicchia. Oggi i gruppi sono usati soprattutto per scambiarsi opinioni o scambiarsi best practice, non solo in ambito lavorativo ma anche in ambito ludico. LA RETE Una rete in informatica, cioè una rete con strumenti tecnologici, è un insieme di dispositivi tra loro collegati e che utilizzano per il collegamento dei sistemi di interconnessione, quindi di cablaggio o wireless, che comunque consentono a due o più sistemi, a due o più apparati all'interno di una rete, di comunicare; quindi consente la comunicazione, la condivisione. Le reti sono classificate a seconda delle loro dimensioni e delle loro strutture ed è possibile ospitarle in sedi di singole, in sedi piccole, oppure in aree vaste a seconda di quali sono le loro dimensioni; a seconda di come sono strutturate, a seconda di quali sono le tecnologie all'interno le reti possono essere catalogate in modo assolutamente differenti. ARCHITETTURE DI RETE
Le architetture di rete sono costituite da cablaggi tendenzialmente cioè qualcosa che permette la connessione, le reti di dati anche su linee telefoniche, i satelliti e i sistemi di comunicazione wireless come il wifi. All'interno di ogni rete ci sono i sistemi collegati (gli elaboratori le stampanti gli smartphone i tablet eccetera) e ogni singolo strumento collegato in rete viene detto nodo oppure host, quindi se si parla di nodo in una rete si parla di un qualsiasi strumento collegato che fruisce dei servizi di connessione della rete stessa. I dati trasmessi tra due nodi vengono raggruppati in pacchetti, non è possibile inviare i dati contemporaneamente tutti insieme ma bisogna suddividerli in pacchetti ed inviare i pacchetti all'interno della rete, quindi il pacchetto rappresenta la quantità di dati standardizzata che è possibile inviare in una rete e può variare a seconda di un protocollo di comunicazione utilizzato. Il protocollo è l'insieme di regole che definiscono il modo in cui avviene la comunicazione quindi a seconda del protocollo utilizzato nella comunicazione io posso avere un pacchetto che è fatto e strutturato in maniera differente. Colleghiamo il computer in rete perché ci serve condividere risorse hardware, ci serve condividere risorse software, ci serve condividere dati, ci serve comunicare. Una rete oggi da enormi possibilità ma dà anche possibilità di utilizzare servizi che permettono in azienda di avere una performance migliore. Pensiamo allo smart working e cioè al lavoro agile, posso lavorare non solo in ufficio, ma se lavoro per obiettivi posso lavorare in smart working, cioè posso lavorare in altri luoghi che non sono il mio ufficio, in cui sono collegato alla rete e quindi posso usare gli stessi strumenti che utilizzo in ufficio. Per utilizzare lo smart working è necessario avere un collegamento veloce, per cui oggi le reti non basta siano fonte di collegamento ma ci deve essere anche un collegamento abbastanza veloce, bisogna avere una banda larga, per inviare dati e ricevere dati in maniera molto veloce. I componenti della rete si chiamano nodi, ovvero qualsiasi dispositivo hardware connesso in rete, e i collegamenti tra i nodi si chiamano link. I nodi sono collegati in rete per gestire servizi, per fornire servizi in modo da scambiare dati, comunicare, gestire eccetera eccetera. TIPOLOGIE DI RETE I tipi di reti che possiamo utilizzare all'interno di un'azienda hanno spazi diversi. Se sono in un ufficio di un'azienda posso utilizzare una semplice rete es. collegando il mio computer alla mia stampante, perché è racchiusa in uno spazio molto ristretto. Man mano che lo spazio si ampia per esempio voglio comunicare con il mio collega che sarà due piani più sotto in azienda, oppure ancora più ampia voglio comunicare con un collega che è in un'altra città, ho bisogno di utilizzare strumenti diversi, bisogna utilizzare tecnologie più complesse e quindi avrò una rete che copre uno spazio più ampio; per cui le tipologie di reti vanno a cambiare a seconda dello spazio che coprono.
complessi per la struttura di questa rete. Per cui io ho diverse sedi della mia azienda e in queste diverse sedi io riesco a gestire la comunicazione perché le sedi tra loro sono messe in comunicazione perché ci sono reti LAN e reti MAN che riescono a gestire la comunicazione su piccola scala, quando devo aprire ad una vasta area allora devo passare da internet nelle reti wan riesco a creare collegamenti che permettono all'azienda di avere la possibilità di comunicare di gestire servizi eccetera eccetera. Internet è una grande rete wan cioè se metto tutte le reti wan connesse tra loro ottengo una rete globale che permette la connessione virtualmente tra tutti i computer connessi. Le reti wan hanno mezzi di trasmissione più complessi che comprendono anche le trasmissioni satellitari. Altre tipologie di reti sono le reti PAN per esempio che sono le reti personali quello che può essere uno smartphone collegato ad uno smartwatch; le reti WLAN che sono le reti LAN wireless; e le reti CAN che sono le reti di campus cioè le reti universitari. Passiamo alle topologie di rete sono tre, topologia vuol dire come la rete è strutturata a livello di organizzazione interna. Ci possono essere tre topologie di rete la rete: a stella, ad anello, a bus. La stella è fatta semplicemente da un dispositivo centrale che può essere un hub o uno switch e a questo dispositivo centrale sono collegati tutti i computer, questa rete non è male perché tutte le comunicazioni passano dal nodo centrale, se c'è un malfunzionamento nella comunicazione tra un computer e il concentratore, la rete continua a funzionare, se invece si rompe il concentratore la rete non funziona più. In questa categoria rientrano anche le reti punto punto ed è diverso se la connessione è fatta con un hub o con uno switch, perché chiaramente sono due sistemi differenti, l’hub è sistema più semplice quindi se un computer vuole comunicare con un altro computer i dati li deve mandare prima al LAB, il LAB non ha la possibilità di definire gli indirizzi interni per ogni computer collegato e quindi non fa altro che inviare i dati a tutti gli altri computer connessi. Questo va bene se i computer connessi al LAB sono pochi, una ventina massimo diciamo, se invece ho la necessità di connettere con una rete a stella molti più computer ho bisogno di usare uno switch perché lo switch non fa altro che mappare gli indirizzi di ogni computer collegato allo switch stesso, quindi avendo gli indirizzi una trasmissione è gestita in maniera più performante. I vantaggi dell’hub o dello switch sono l'espandibilità e il controllo centralizzato del traffico, lo svantaggio unico è che se si rompe il sistema centrale quindi l’hub o lo switch la rete non funziona Altro tipo di topologia è ad anello che guarda a un cavo continuo che si chiama canale, al quale sono collegati tutti i computer, i computer tra loro comunicano sul canale, se il canale viene interrotto tutta la rete non funzionerà più. Nella topologia ad anello la comunicazione avviene a senso unico, ogni nodo dell'anello ritrasmette al nodo successivo i dati destinati allo stesso. I computer sono connessi tramite questo unico cavo e i segnali sono inviati in senso orario lungo il circuito chiuso,
si tratta quindi di una topologia attiva, cioè ogni computer deve fare qualcosa. Nella topologia a bus c'è una dorsale alla quale sono collegati tutti i computer, la trasmissione simultanea da parte di due nodi genera una collisione, come per la rete ad anello, per cui nella topologia a bus si può anche qui comunicare uno per volta, e diciamo questa topologia il metodo più semplice per connettere in rete i computer e consiste di un unico cavo (dorsale) che connette in modo lineare tutti i computer, i dati sono inviati a tutti i computer come segnali elettronici e vengono accettati solo dal computer destinatario, quindi un computer mittente invia i dati sulla dorsale, i dati sono inviati a tutti i computer però solo il destinatario avrà accesso ai dati. Chiaramente in una topologia a bus più sono i computer meno è la performance di trasmissione, perché più sono computer che vogliono trasmettere dati e quindi le prestazioni saranno rallentate all'interno dell'intera rete. È quindi una topologia di rete passiva, i computer ascoltano i dati trasmessi sulla rete ma non intervengono, mentre nella rete ad anello i computer intervengono perché ritrasmettono i dati che arrivano. Una particolarità della rete a bus sono i terminatori che assorbono l'interferenza di segnare, assorbono i dati che vanno liberi sulla dorsale e non permettono la comunicazione, finché la dorsale non è libera non si può comunicare, quindi i terminatori terminano i segnali, abbassano il rumore e permettono la trasmissione successiva. Esempi di rete LAN: hub centrale con un server, una stampante alcuni computer, altro esempio di rete lan con tante piccole reti connesse con degli hub e poi tre hub connessi ad uno switch poi switch si arriva ad un sistema che si chiama router che permette l'instradamento dei pacchetti verso il provider internet e quindi verso internet in generale. Altra tipologia di rete è una topologia di piano, abbiamo tre piani differenti in cui ci sono tre switch che connettono differenti reti fatte da hub o da switch, i 3 switch sono tra loro collegati poi escono sempre attraverso l’instradatore sulla rete internet. TIPI DI RETE E COMPONENTI Abbiamo differenti tipi di componenti come il doppino telefonico, il cavo coassiale e il cavo in fibra ottica. Le tecnologie di rete sono rappresentate dai dispositivi di una rete che comunicando trasmettono informazioni, le informazioni trasmesse sono tramite gruppi di piccoli impulsi elettrici, questi gruppi di piccoli impulsi elettrici sono chiamati pacchetti e ogni pacchetto contiene l'indirizzo del dispositivo sorgente, cioè che esegue la trasmissione, l'indirizzo del dispositivo di destinazione e poi oltre questo ha anche all'interno i dati da trasmettere e un numero progressivo che permette poi la ricomposizione del messaggio originale una volta ricevuti tutti i pacchetti. Un pacchetto nel gergo informatico è ciascuna sequenza di dati distinta trasmessa da una rete in generale che utilizzi la commutazione a pacchetto, così è
quindi viene definito un anello logico su cui tutte le stazioni sono collegate, il token è un insieme di bit che gira sul bus e funziona allo stesso modo della rete token bus. PRESTAZIONI DELLA RETE. Le prestazioni della rete si misurano i bit al secondo, oppure in kilobit al secondo o megabit al secondo o gigabit al secondo eccetera, la possibilità di comunicazione sulle reti di computer, quindi il motivo per cui oggi riusciamo a collegare reti e nodi anche molto distanti tra loro all'interno di reti, è perché c'è uno standard che è stato sviluppato dalla ISO che è la international standard organization, e il modello OSI open system interconnection cioè interconnessione di sistemi aperti. Il modello ISO/OSI è quello utilizzato per la standardizzazione dei sistemi sulle reti, se non ci fosse standardizzazione, se non ci fossero standard sia nella costruzione dell'hardware che nella gestione della comunicazione nella strutturazione dei pacchetti di dati nella strutturazione dei software che gestiscono con i pacchetti, non ci sarebbe la possibilità di avere una comunicazione in rete, quindi il sistema ISO/OSI è molto molto importante nella comunicazione tra computer all'interno di reti di computer. Il sistema ISO/OSI è sviluppato in sette strati, effettivamente oggi gli strati sono stati accorpati sono diventati cinque. Quando si definisce il modello ISO/OSI si parte dallo strato 1 fino ad arrivare allo strato 7. Il primo strato da cui si parte è lo strato 1, che è quello più basso e fisico, a livello fisico sono definiti gli standard che permettono la trasmissione dei dati lungo il supporto fisico di comunicazione, quindi com’è fatta la strumentazione fisica che permette la trasmissione dei dati, come fatta una scheda di rete, come sono fatti i cavi di comunicazione eccetera. Quindi il livello fisico è quello base su cui poi sono strutturati tutti gli altri livelli. Il livello 2 è il livello di collegamento dati che definisce in che modo vengono strutturati i pacchetti e in che modo vengono indirizzati, quindi collegamento dati in che modo strutture i pacchetti definisco i pacchetti cioè inserisco i dati all'interno dei pacchetti e in che modo poi questi pacchetti vengono indirizzati per poi passare al livello 3. Il livello 3 è livello di definizione del pacchetto in maniera più strutturata perché è utilizzato in reti più complesse, e l'indirizzamento e l'instradamento in modo astratto rispetto al tipo fisico di comunicazione. Il livello 4 è il livello di trasporto, una volta che ho definito qual è il pacchetto definisco in che modo si invia e si ricevono i dati, in che modo da controllare e correggere gli errori. Il livello 5 livello è di sessione e che quindi permette l'instaurazione il mantenimento di una sessione di comunicazione tra due nodi di una rete. Il livello 6 livello è di presentazione, quindi in che modo formatto e trasformo i dati a vario titolo.
Il livello 7 è il livello di applicazione, cioè qual è l'interfaccia di comunicazioni con i programmi, cioè l'application program interface, interfaccia dei programmi applicativi PROTOCOLLI DI COMUNICAZIONE I protocolli non sono altro che una serie di regole che permettono la comunicazione, il protocollo più importante, quello più visibile è il protocollo IP che definisce come sono strutturati gli indirizzi IP (internet protocol). L’indirizzo IP è un numero che identifica univocamente i dispositivi collegati con una rete informatica e utilizza lo standard IP, ciascun dispositivo in rete ciascun nodo della rete ha il suo indirizzo IP. L'indirizzo IP è il protocollo IP di riferimento operano al terzo livello di rete dal modello ISO/OSI. Gli indirizzi IP si distinguono in due parti la prima parte riguarda gli indirizzi di rete e la seconda parte gli indirizzi dell'host, per cui l'interpretazione di un indirizzo IP è molto simile a quella dei numeri telefonici, la prima parte del numero definisce il distretto telefonico e il resto identifica l'apparecchio telefonico specifico. L’indirizzo IP sono quattro numeri divisi da tre punti, ogni numero va da zero a 255, quindi sono 256 numeri divisi da tre punti, si parte dalla macro rete a sinistra fino ad arrivare al singolo dispositivo a destra. Ora ci sono gli indirizzi IP versione 6 in cui i numeri sono 6 perché chiaramente la versione 4 ha terminato la possibilità di dare indirizzi ai computer collegati in rete. Il protocollo TCP/IP cioè protocollo di comunicazione utilizzando gli indirizzi IP, in un protocollo TCP/IP i dati sono inseriti all'interno di un blocco dati, che si chiama segmento TCP, che sono all'interno di un pacchetto IP. Ogni pacchetto quindi contiene una porzione del file che deve essere inviato o dei dati che devono essere inviati al destinatario, e si occupa di ricomporre il messaggio con l'ordine esatto dei pacchetti una volta che questi pacchetti sono arrivati a destinazione. Guardiamo adesso la dimensione delle reti e delle tecniche di cablaggio, è chiaro che ci sono delle tecniche avanzate di cablaggio per assicurare il rispetto di fattori chiave nella comunicazione, l'elevata estensione, la qualità del servizio, la sicurezza, la produttività e i costi che è possibilmente devono essere contenuti. Le tecniche di cablaggio devono sottostare ai seguenti fattori chiave quindi l'elevata estensione la qualità del servizio sicurezza produttività e costi contenuti. È chiaro che le soluzioni di networking che prevedono l'utilizzo e l'integrazione di componenti hardware sono abbastanza ampi, andiamo dai cavi ethernet, gli switch, i firewall, i modem eccetera eccetera. Al livello 1 del protocollo del modello ISO/OSI ci sono i cavi ethernet che sono cavi fatti in un certo modo con all'interno con una certa disposizione dei cavi tra loro intrecciati e le schede di rete, il cavo ethernet come sapete va nella scheda di rete. Poi ci sono i modem che devono convertire i dati digitali in dati analogici e viceversa, per poter permettere la comunicazione su reti telefoniche; un modem telefonico quindi è un modem che permette di passare da una modulazione di segnale al segnale digitale. Gli switch permettono la comunicazione all'interno di reti
