Protocolli di rete (C1) | Sintesi del corso di Informatica

Protocolli di Rete.

Una rete di computer è costituita da un insieme di computer (unità di elaborazione

autonome) connesse mediante comunicazione e in grado di scambiarsi messaggi o

condividere risorse utilizzando il protocollo di comunicazione.!

Formate da nodi o host che sono collegati fisicamente con attrezzature passive come

cavi e attrezzature attive come modem o router; e inoltre sono collegati logicamente

tramite programmi e software che dialogano utilizzando protocolli informatici di

comunicazione. "

Esistono veri tipi di reti: "

- #PAN pochi metri che operano attorno ad un unico utente, gli altri dispositivi possono

scambiarsi informazioni o collegarsi a reti internet. !

- #LAN fino a qualche centinaio di metri e mai a suolo pubblico, può trovarsi in un edificio !

ed un esempio è l’Ethernet. !

- #CAN esempio campus universitario o fiera espositiva. !

- #MAN alcune decine di chilometri (città) non più utilizzate poiché veniva utilizzata per le !

case che non avevano una buona ricezione. !

- #WAN distanze enormi, reti un po’ più lente ed aperte delle reti locali. !

- #GAN diversi continenti che si collegano tramite cavi o satelliti.!

La topologia definisce il modo in cui sono collegati i nodi, ogni tipologia possiede

caratteristiche che influenzano il costo e la qualità delle informazioni scambiate.!

La topologia è di tipo fisico se parliamo di hardware e logico se definisce il percorso dei

messaggi. !

- #A bus, tutti i nodi sono collegati ad un mezzo comune, i terminali devono avere dei !

terminatori che impediscano di generare echi indesiderati; i messaggi vengono inviati a !

tutti ma sono il diretto interessato lo scarica sull’hard disk. !

- #A Stella, collegamento di tipo punto a punto con nodo centrale che può essere un

ripetitore di segnale o un dispositivo intelligente; il messaggio è ricevuto da tutti ma solo

l’interessato lo scarica, se uno o più collegamenti vengono interrotti la rete continua ma

se il nodo centrale di blocca, allora si blocca tutto. "

- Ad anello, anello unidirezionale, il messaggio è ricevuto da tutti ma solo l’interessato lo

scarica, l’informazione coinvolge tutta la rete e tutti devono cooperare. "

- A maglia completa, ogni nodo è collegato ad ognuno degli altri così la comunicazione

avviene in modo dietro e veloce, i costi di istallazione e manutenzione sono alti. "

La commutazione consente di realizzare un circuito virtuale tra due stazioni nel caso in cui

siano compresenti la richiesta di trasmissione e la disponibilità della linea. "

- #Di circuito, utilizzata nelle chiamate telefoniche, attraverso una serie di centraline di !

commutazione congiunge il mittente al destinatario. !

- #Di messaggio, il percorso del messaggio è prefissato ma vengono utilizzate solo le !

linee libere al momento del transito, il primo blocco di dati viene inviato alla prima

centralina e il secondo passo verrà fatto appena la seconda centralina del percorso

risulterà disponibile. "

- Di pacchetto, il messaggio viene suddiviso in parti di piccola dimensione che vengono

inviate nello stesso momento seguendo strade anche diverse, possono arrivare anche in

ordine diverso da quello di partenza e in caso di ricezione errata, verranno richiamati solo

i pacchetti non ricevuti; riduce il sovraﬀollamento di linee e il poco utilizzo di altre, è

utilizzato nelle reti attuali. "

I componenti software sono programmi di gestione del collegamento e del traﬃco dei

dati, tutti i computer utilizzato lo stesso alfabeto (codice binario) ma per comunicare

devono parlare la stessa lingua; per questo abbiamo bisogno di protocolli di

comunicazione (serie di regole che standardizzano e governano la comunicazione). "

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Protocolli di Rete.

Una rete di computer è costituita da un insieme di computer (unità di elaborazione autonome) connesse mediante comunicazione e in grado di scambiarsi messaggi o condividere risorse utilizzando il protocollo di comunicazione. Formate da nodi o host che sono collegati fisicamente con attrezzature passive come cavi e attrezzature attive come modem o router; e inoltre sono collegati logicamente tramite programmi e software che dialogano utilizzando protocolli informatici di comunicazione. Esistono veri tipi di reti:

PAN pochi metri che operano attorno ad un unico utente, gli altri dispositivi possono scambiarsi informazioni o collegarsi a reti internet.
LAN fino a qualche centinaio di metri e mai a suolo pubblico, può trovarsi in un edificio ed un esempio è l’Ethernet.
CAN esempio campus universitario o fiera espositiva.
MAN alcune decine di chilometri (città) non più utilizzate poiché veniva utilizzata per le case che non avevano una buona ricezione.
WAN distanze enormi, reti un po’ più lente ed aperte delle reti locali.
GAN diversi continenti che si collegano tramite cavi o satelliti. La topologia definisce il modo in cui sono collegati i nodi, ogni tipologia possiede caratteristiche che influenzano il costo e la qualità delle informazioni scambiate. La topologia è di tipo fisico se parliamo di hardware e logico se definisce il percorso dei messaggi.
A bus, tutti i nodi sono collegati ad un mezzo comune, i terminali devono avere dei terminatori che impediscano di generare echi indesiderati; i messaggi vengono inviati a tutti ma sono il diretto interessato lo scarica sull’hard disk.
A Stella, collegamento di tipo punto a punto con nodo centrale che può essere un ripetitore di segnale o un dispositivo intelligente; il messaggio è ricevuto da tutti ma solo l’interessato lo scarica, se uno o più collegamenti vengono interrotti la rete continua ma se il nodo centrale di blocca, allora si blocca tutto.
Ad anello, anello unidirezionale, il messaggio è ricevuto da tutti ma solo l’interessato lo scarica, l’informazione coinvolge tutta la rete e tutti devono cooperare.
A maglia completa, ogni nodo è collegato ad ognuno degli altri così la comunicazione avviene in modo dietro e veloce, i costi di istallazione e manutenzione sono alti. La commutazione consente di realizzare un circuito virtuale tra due stazioni nel caso in cui siano compresenti la richiesta di trasmissione e la disponibilità della linea.
Di circuito, utilizzata nelle chiamate telefoniche, attraverso una serie di centraline di commutazione congiunge il mittente al destinatario.
Di messaggio, il percorso del messaggio è prefissato ma vengono utilizzate solo le linee libere al momento del transito, il primo blocco di dati viene inviato alla prima centralina e il secondo passo verrà fatto appena la seconda centralina del percorso risulterà disponibile.
Di pacchetto, il messaggio viene suddiviso in parti di piccola dimensione che vengono inviate nello stesso momento seguendo strade anche diverse, possono arrivare anche in ordine diverso da quello di partenza e in caso di ricezione errata, verranno richiamati solo i pacchetti non ricevuti; riduce il sovraffollamento di linee e il poco utilizzo di altre, è utilizzato nelle reti attuali. I componenti software sono programmi di gestione del collegamento e del traffico dei dati, tutti i computer utilizzato lo stesso alfabeto (codice binario) ma per comunicare devono parlare la stessa lingua; per questo abbiamo bisogno di protocolli di comunicazione (serie di regole che standardizzano e governano la comunicazione).

I protocolli consentono di:

utilizzare efficacemente la rete
coordinare l’invio dei dati da un computer all’altro - assicurare che la comunicazione vada a buon fine - controllare e sistemare eventuali errori
consentire lo scambio di file e di posta elettronica Nella realtà esistono sistemi di elaborazione e con questo intendiamo l’insieme di uno o più computer compresi i loro sistemi operativi, programmi applicativi e operatori. Il modello standard è quello ISO e secondo il modello di riferimento di definisce sistema aperto l’insieme di sette strati funzionali detti layer o sottosistemi numerati da uno a sette e ciascuno dei quali comunica con quelli adiacenti attraverso specifici protocolli, L’architettura di rete definisce, livello per livello, i protocolli effettivi e le interfacce, cioè le relazioni che intercorrono tra gli strati appartenenti agli stessi layer nelle stazioni trasmittenti e riceventi. I sette layer garantiscono lo funzioni e il modello si basa su tre punti cardine:
(^) simmetria, consente di bilanciare i carichi dei vari sistemi, assicura che le varie richieste provenienti da un sistema siano interpretate correttamente dalla controparte.
(^) struttura gerarchica, i sette sottosistemi agiscono in maniera gerarchica e ogni stato riceve comandi da quello superiore e offre determinati servizi ai livelli più alti.
(^) modularità, garantisce che ogni livello abbia funzioni interne con cui riceve e trasmette comandi e dati verso i livelli adiacenti, ogni livello ha caratteristiche che lo contraddistinguono. Livello fisico, il più vicino al canale fisico di trasmissione, deve verificare la compatibilità col destinatario, ricevere i dati e controllare che lungo il canale non siano effettuate più operazioni contemporaneamente. Livello di linea, riguarda le reti locali e si occupa di organizzare i dati in strutture di bit, chiamati frame che devono essere passati a livello successivo, per impacchettare i dati il livello di linea provvederà ad inserire dei bit di con fv v uire il messaggio completo.

Il collegamento avviene tramite la creazione della connessione, lo scambio di dati, la chiusura della connessione, a ogni richiesta da parte del mittente la risposta potrà essere consenso, negazione o assenza di risposta entro un tempo massimo prestabilito. Nel caso di una rete multi-punto è bene non inviare più richieste per evitare che si sovraccarichi la rete, occorre che il mittente invii il frame solo se il destinatario è in grado di riceverlo, questa sincronizzazione prende il nome di controllo del flusso. Per controllare il flusso occorre utilizzare la tecnica:

(^) stop and wait, consiste nel trasmetter un frame ed aspettare il segnale di risposta del destinatario, ma con scarsi risultati nel caso di molti frame poiché la doppia via sarebbe utilizzata a metà cioè metà per inoltrare i dati e l’altra metà per i riscontri.
(^) sliding window, consente di trasmettere e ricevere contemporaneamente, tutti. gli interlocutori hanno un buffer che può contenere N frame e quel numero può essere inviato al destinatario senza che questo li perda, ad ogni frame scambiato il destinatario aggiunge un numero di sequenza per indicare la ricezione. La correzione degli errori che, possono essere singoli bit o due o più bit nello stesso frame, dipende dalla tecnica adottata poiché in caso di trasmissioni unidirezionali è possibile individuare l’errore, correggerlo o trasmetterlo a livelli più alti tramite i codici Hamming, mentre in caso di trasmissioni bidirezionali occorre sono individuare gli errori poiché è sufficiente la ritrasmissione. La tecnica utilizzata è quella del controllo di parità, consiste nell’aggiungere un bit detto bit di parità in modo tale che che in nuovo carattere ottenuto è sempre pari o sempre dispari si parla allora di parità pari e parità dispari. Si rilevano solo gli errori singoli, infatti è un metodo quantitativo e non posizionale (non ci dice dove sono gli errori), si utilizza la parità incrociata cioè il messaggio si suddivide in blocchi e si mandano le aprirà longitudinali e trasversali del blocco. Un’altra tecnica è quella della ridondanza ciclica:
chiamiamo A(N) la sequenza di N bit nel frame da trasmettere, associamo ad A(N) un polinomio P(x) di grado N-
(^) dividiamo P(x)per un polinomio D(x) di grado M detto polinomio generatore, chiamiamo R(K) il resto di tale divisione.
(^) viene trasmessa la sequenza di bit formata A(N) concatenata a R(K) indicandola A(N) +R(K).
(^) il mittente esegue la divisione tra A(N)+R(N) e il polinomio generatore D(K).
(^) se il resto della divisione è nullo allora non vi sono errori nella trasmissione. Con questa tecnica di rilevano errori singoli, doppi e presenti in numeri dispari.

Si parla di internet work quando reti anche non omogenee vengono collegate fra loro, internet (i minuscola) interconnessione di più reti generiche, Internet (I maiuscola) è per riferirci alla specifica internet work che fa riferimento all’insieme di protocolli TPC\IP. Internet è un’infrastruttura di internet working cioè di interconnessioni tra reti diverse. Il protocollo TPC\IP hanno proprietà che lo portano ad essere utilizzato:

(^) indipendenza della tecnologia di rete ed utilizzo un’unica unità di trasmissione cioè i datagrammi.
(^) interconnessione tramite indirizzi di rete che consentono il collegamento con nuovi nodi. L’indirizzo IP definisce i pacchetti chiamati datagrammi che rappresentano le unità di base di comunicazione (che vengono utilizzati con apertura pagina web opere invio mail), il datagramma IP contiene 32 bit, il datagramma legge solo il destinatario ma non il contenuto dei pacchetti. I datagrammi IP sono divisi in intestazione cioè informazioni per l’indirizzamento delle informazioni lungo la rete e il campo di dati vero e proprio. L’IP rappresenta il braccio cioè si limita a spedire mentre il TCP si occupa che l’informazione trasmessa a livelli superiori arrivi correttamente a destinazione, i dati arrivano di tipo flusso cioè in sequenza nello stesso ordine nel quale sono trasmessi. Per il TCP il segmento rappresenta l’unità di trasferimento che viene utilizzata sia per dati, sia per il riscontro, e gestione delle connessioni. I protocolli TCP\IP sono alla base della rete pubblica, definisce la modalità in cui devono essere trasmessi i dati. Interconnessioni di rete ha il compito di collegare fra loro le reti:
(^) bridge, mette in connessione due o più reti ed interviene nei primi due livelli del modello ISO\OSI cioè connettendo reti fisiche dello stesso tipo, connette reti separate che hanno uno schema di indirizzamento compatibile.
(^) router, connettono due o più reti intervenendo nel terzo livello ISO\OSI, trasferisce i pacchetti di un tipo di protocollo di rete indipendentemente dal tipo di rete fisica connessa, quindi sono in grado di connettere reti separate che hanno schemi di indirizzamento differenti ma che utilizzano lo stesso protocollo di rete.
(^) gateway, mette in connessione due o più reti intervenendo a livello di trasporto e a livelli superiori del modello ISO\OSI, mette in connessione i servizi di due o più ambienti incompatibili. Il nodo di una rete è caratterizzato da tre nomi:
(^) MAC address cioè codice univoco inserito nella scheda, composto da 48 bit, deve essere diverso da tutti gli altri.
(^) nome del computer, definito da colui che installa la rete, indispensabile per implementare la LAN per valida e rigorosa politica di denominazione, viene gestito attraverso un documento che che riporti il nome di ogni computer, un database e un diagramma aggiornato della rete.
(^) indirizzo IP, etichetta numerica identificativa di un dispositivo. L’indirizzo IP è sequenza di 32 bit suddivisa in 4 gruppi detti ottetti, ognuno da 8 bit, si può utilizzare notazione binaria e decimale, sono presenti due parti: net ID e host ID. La prima parte rappresenta la zona e la seconda il dispositivo vero e proprio. Sono suddivise in 5 classi:
(^) A, rete di grandi dimensione, primo bit uguale a 0, il primo e l’ultimo indirizzo sono riservati poiché assumono significati particolari.
(^) B, reti di medie dimensioni, i primi due bit utilizzati per definire la rete e i secondi due per identificare ciascuna macchina, iniziano con 10
(^) C, reti di piccole dimensioni, iniziano con 110
(^) D ed E, per uso sperimentale e quindi non utilizzabile all’interno della rete.

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