1 RELAZIONE FINALE INTRODUZIONE ALLE RETI DI CALCOLATORI CENNI SUL MODELLO ISO/OSI CENNI SUI MEZZI...

1RELAZIONE FINALE RELAZIONE FINALE

INTRODUZIONE ALLE RETI DI CALCOLATORI INTRODUZIONE ALLE RETI DI CALCOLATORI

CENNI SUL MODELLO ISO/OSI CENNI SUL MODELLO ISO/OSI

CENNI SUI MEZZI TRASMISSIVI CENNI SUI MEZZI TRASMISSIVI

LAN E MODELLO DI RIFERIMENTO IEE 802LAN E MODELLO DI RIFERIMENTO IEE 802

LA RETE ETHERNET E LO STANDARD 802.3 LA RETE ETHERNET E LO STANDARD 802.3

APPARATI DI UNA RETE LOCALE LANAPPARATI DI UNA RETE LOCALE LAN

TIPOLOGIE DI TRASMISSIONETIPOLOGIE DI TRASMISSIONE

A cura di : Eugani Danilo , Martini RobertoA cura di : Eugani Danilo , Martini Roberto

2INTRODUZIONE ALLE RETI DI CALCOLATORIINTRODUZIONE ALLE RETI DI CALCOLATORI

CHE COSA E’ UNA RETECHE COSA E’ UNA RETE

TOPOLOGIE DI UNA RETETOPOLOGIE DI UNA RETE

3Che cos'è una rete?Che cos'è una rete?

Una rete di calcolatori è un mezzo di trasporto che consente ai Pc e ad altri dispositivi di comunicare tra di loro,condividendo informazioni e risorse.Le reti possono avere dimensioni differenti ed è possibile ospitarle in una sede singola oppure dislocarle in tutto il mondo.

Una rete di calcolatori è un mezzo di trasporto che consente ai Pc e ad altri dispositivi di comunicare tra di loro,condividendo informazioni e risorse.Le reti possono avere dimensioni differenti ed è possibile ospitarle in una sede singola oppure dislocarle in tutto il mondo.

4Topologia delle retiTopologia delle reti

Le reti ,secondo l'utilizzo e il mezzo con cui sono state realizzate ,assumono diverse topologie:

- Anello;

- Stella;

- Bus;

- Maglia completa o incompleta.

Le reti ,secondo l'utilizzo e il mezzo con cui sono state realizzate ,assumono diverse topologie:

- Anello;

- Stella;

- Bus;

- Maglia completa o incompleta.

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T

T

T

T

T T

Topologia ad anelloTopologia ad anello

La topologia ad anello prevede di connettere ogni sistema al successivo.Ne risulta quindi un anello unidirezionale che vede la sua affidabilità gravemente compromessa.Se un sistema risulta guasto o spento si interrompe l'intera rete.

La topologia ad anello prevede di connettere ogni sistema al successivo.Ne risulta quindi un anello unidirezionale che vede la sua affidabilità gravemente compromessa.Se un sistema risulta guasto o spento si interrompe l'intera rete.

6Topologia a stellaTopologia a stella

La topologia a stella implica la presenza di un “centro stella” permettendo l'esclusione di sistemi malfunzionanti ,evitando di bloccare l'intera rete.Il “centro stella” rappresenta però un punto critico per l'affidabilità della rete.

La topologia a stella implica la presenza di un “centro stella” permettendo l'esclusione di sistemi malfunzionanti ,evitando di bloccare l'intera rete.Il “centro stella” rappresenta però un punto critico per l'affidabilità della rete.

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T T T T

T T T

Topologia a busTopologia a bus

La topologia a bus richiede un mezzo trasmissivo bidirezionale ( La propagazione del segnale in entrambe le direzioni) broadcast,in cui quando un sistema trasmette tutti gli altri ricevono.Inoltre,l'assenza di un elemento centrale,garantisce un'elevata affidabilità.

La topologia a bus richiede un mezzo trasmissivo bidirezionale ( La propagazione del segnale in entrambe le direzioni) broadcast,in cui quando un sistema trasmette tutti gli altri ricevono.Inoltre,l'assenza di un elemento centrale,garantisce un'elevata affidabilità.

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maglia completa maglia incompleta

Topologia a maglieTopologia a maglie

La topologia a maglie prevede di interconnettere i sistemi con canali trasmissivi bidirezionali.Se ogni sistema e’ connesso con tutti gli altri si parla di maglia completa ,in caso contrario si parla di maglia incompleta.

La topologia a maglie prevede di interconnettere i sistemi con canali trasmissivi bidirezionali.Se ogni sistema e’ connesso con tutti gli altri si parla di maglia completa ,in caso contrario si parla di maglia incompleta.

9MODELLO OSI STANDARDMODELLO OSI STANDARD

FTPFTP

IPIP

Il modello OSI (Open System Interconnection), diventato parte degli standard ISO, scompone la gestione della rete in livelli. Questo modello e’ un riferimento comune ai concetti che riguardano le reti. I livelli del modello OSI/ISO sono sette e, per tradizione, il primo livello è quello più basso ed è a contatto del supporto fisico di trasmissione, mentre l'ultimo è quello più alto ed è a contatto delle applicazioni utilizzate dall'utente

Il modello OSI (Open System Interconnection), diventato parte degli standard ISO, scompone la gestione della rete in livelli. Questo modello e’ un riferimento comune ai concetti che riguardano le reti. I livelli del modello OSI/ISO sono sette e, per tradizione, il primo livello è quello più basso ed è a contatto del supporto fisico di trasmissione, mentre l'ultimo è quello più alto ed è a contatto delle applicazioni utilizzate dall'utente

APPLICAZIONEAPPLICAZIONE

PRESENTAZIONEPRESENTAZIONE

SESSIONESESSIONE

TRASPORTOTRASPORTO

RETERETE

MAC ADDRESSMAC ADDRESSCOLLEGAMENTOCOLLEGAMENTO

FISICOFISICO

Esempio per TCP/IPEsempio per TCP/IP

TCPTCP

10LO STATO APPLICAZIONELO STATO APPLICAZIONE

Livello 7 Applicazione

Interfaccia di comunicazione con i programmi (Application Program Interface),cioe’ gli applicativi attraverso i quali l’utente finale utilizza la rete.

Livello 7 Applicazione

Interfaccia di comunicazione con i programmi (Application Program Interface),cioe’ gli applicativi attraverso i quali l’utente finale utilizza la rete.

TORNA AL MENU OSITORNA AL MENU OSI

11LO STATO PRESENTAZIONELO STATO PRESENTAZIONE

Livello 6 Presentazione

Gestisce la sintassi dell’informazione da trasferire, compresa la cifratura e decifratura,senza l’aiuto di entita’ di applicazione.

Livello 6 Presentazione

Gestisce la sintassi dell’informazione da trasferire, compresa la cifratura e decifratura,senza l’aiuto di entita’ di applicazione.


12LO STATO SESSIONELO STATO SESSIONE

Livello 5 Sessione

Si occupa di instaurare, mantenere e concludere il dialogo tra due programmi applicativi.

Livello 5 Sessione

Si occupa di instaurare, mantenere e concludere il dialogo tra due programmi applicativi.


13LO STATO TRASPORTOLO STATO TRASPORTO

Livello 4 Trasporto

Si occupa di trasferire i dati ottimizzando l’uso delle risorse di rete attraverso:

-controllo e possibile correzione degli errori:

-frammentazione :

-prevenzione congestione della rete.

Livello 4 Trasporto

Si occupa di trasferire i dati ottimizzando l’uso delle risorse di rete attraverso:

-controllo e possibile correzione degli errori:

-frammentazione :

-prevenzione congestione della rete.


14LO STATO RETELO STATO RETE

Livello 3 Rete

Il livello rete definisce i pacchetti, l'indirizzamento e l'instradamento in modo astratto rispetto al tipo fisico di comunicazione.In pratica determina se e quali sistemi intermedi devono essere attraversati dal pacchetto per giungere a destinazione.

Livello 3 Rete

Il livello rete definisce i pacchetti, l'indirizzamento e l'instradamento in modo astratto rispetto al tipo fisico di comunicazione.In pratica determina se e quali sistemi intermedi devono essere attraversati dal pacchetto per giungere a destinazione.


15LO STATO COLLEGAMENTOLO STATO COLLEGAMENTO

Livello 2 Collegamento dati

Questo livello definisce i pacchetti e l'indirizzamento in funzione del tipo fisico di comunicazione.Verifica,inoltre, la presenza di errori e gestisce la contesa del mezzo trasmissivo.

Livello 2 Collegamento dati

Questo livello definisce i pacchetti e l'indirizzamento in funzione del tipo fisico di comunicazione.Verifica,inoltre, la presenza di errori e gestisce la contesa del mezzo trasmissivo.


16LO STATO FISICOLO STATO FISICO

Livello 1 Fisico

Ha il compito di trasmettere sequenze binarie sul canale di comunicazione .A questo livello si specificano,ad esempio,le tensioni che rappresentano 0 e 1 e le caratteristiche dei cavi e dei connettori.

Livello 1 Fisico

Ha il compito di trasmettere sequenze binarie sul canale di comunicazione .A questo livello si specificano,ad esempio,le tensioni che rappresentano 0 e 1 e le caratteristiche dei cavi e dei connettori.


17MEZZI TRASMISSIVIMEZZI TRASMISSIVI

MEZZIMEZZI

RAME(DOPPINO)RAME(DOPPINO)

COASSIALECOASSIALE

FIBRA OTTICAFIBRA OTTICA

MONOMODALEMONOMODALE

MULTIMODALEMULTIMODALE

WIRELESSWIRELESS

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CAVO UTP

RAME(DOPPINO)RAME(DOPPINO)

Il doppino telefonico (o twisted pair) può essere di categoria 3 o di categoria 5. Il doppino di categoria 3, utilizzato in passato, non è più adatto per le nuove tecnologie: ora esiste il doppino TP di categoria 5, testato fino a 100 Mhz, che garantisce velocità dell'ordine dei 100 Mbps. Il twisted pair può essere schermato (STP - Shielded Twisted Pair) o non schermato (UTP - Unshielded Twisted Pair). Mentre il cavo coassiale permette cablaggi a catena con l’ UTP sono possibili solo connessioni punto a punto (peer-to-peer); infatti la topologia di rete che utilizza come mezzo trasmissivo l’ UTP è la topologia a stella. L'UTP è oggi il tipo di cablatura più usata nelle reti LAN. Viene infatti utilizzato nella maggioranza delle reti Ethernet come pure nelle Token Ring. l cavo UTP è composto da quattro coppie di fili contenuti in un rivestimento isolante. Ogni coppia è intrecciata per eliminare l’interferenza proveniente dalle altre coppie e da altre apparecchiature elettriche.

Il doppino telefonico (o twisted pair) può essere di categoria 3 o di categoria 5. Il doppino di categoria 3, utilizzato in passato, non è più adatto per le nuove tecnologie: ora esiste il doppino TP di categoria 5, testato fino a 100 Mhz, che garantisce velocità dell'ordine dei 100 Mbps. Il twisted pair può essere schermato (STP - Shielded Twisted Pair) o non schermato (UTP - Unshielded Twisted Pair). Mentre il cavo coassiale permette cablaggi a catena con l’ UTP sono possibili solo connessioni punto a punto (peer-to-peer); infatti la topologia di rete che utilizza come mezzo trasmissivo l’ UTP è la topologia a stella. L'UTP è oggi il tipo di cablatura più usata nelle reti LAN. Viene infatti utilizzato nella maggioranza delle reti Ethernet come pure nelle Token Ring. l cavo UTP è composto da quattro coppie di fili contenuti in un rivestimento isolante. Ogni coppia è intrecciata per eliminare l’interferenza proveniente dalle altre coppie e da altre apparecchiature elettriche.

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ll cavo in fibra ottica utilizza i segnali luminosi per trasferire i dati e li trasmette attraverso una sottile fibra in vetro. E' generalmente composto da due parti: la piu’ interna prende il nome di nucleo (core), e l’esterna di mantello (cladding). La trasmissione di impulsi luminosi anziché elettrici consente di eliminare il problema delle interferenze elettromagnetiche. Per questo motivo è il mezzo trasmissivo ideale per gli ambienti che hanno molto “noise” elettromagnetico. I dati che viaggiano sulle fibre ottiche possono essere trasferiti a velocità altissime e su distanze maggiori rispetto al cavo coassiale e al twisted pair. Le fibre ottiche vengono spesso utilizzate per le dorsali (backbone).

FIBRE OTTICHEFIBRE OTTICHE

FIBRE OTTICHE MONOMODALI E MULTIMODALIFIBRE OTTICHE MONOMODALI E MULTIMODALI

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MANTELLO

NUCLEO (CORE)

NELLE FIBRE OTTICHE MULTIMODALI I RAGGI CHE SI PROPAGANO SECONDO I DIVERSI MODI PERCORRONO CAMMINI DI LUNGHEZZA DIVERSA,CUI CORRISPONDONO TEMPI DI PROPAGAZIONE DIVERSI.QUESTO FENOMENO SI CHIAMA DISPERSIONE MODALE E PONE UN LIMITE INFERIORE ALLA DURATA MINIMA DI UN IMPULSO LUMINOSO,LIMITANDO QUINDI LA VELOCITA’ DI TRASMISSIONE.LE FIBRE MULTIMODALI TRASMETTONO CON LED POCO COSTOSI.

MULTIMODALEMULTIMODALE DIODODIODO

MULTIMODALEMULTIMODALE

FIBRE OTTICHE MULTIMODALIFIBRE OTTICHE MULTIMODALI

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MANTELLO

NUCLEO (CORE)

PER RISOLVERE DEFINITIVAMENTE IL PROBLEMA DELLA DISPERSIONE MODALE SI USANO LE FIBRE OTTICHE MONOMODALI.LA FIBRA OTTICA MONOMODALE AMMETTE UNA SOLA MODALITA’ PROPAGATIVA.SULLE FIBRE MONOMODALI SI TRASMETTE CON LASER COSTOSI, MA SI COPRONO DISTANZE MAGGIORI A VELOCITA’ MAGGIORI RISPETTO ALLE FIBRE MULTIMODALI.

FIBRE OTTICHE MONOMODALIFIBRE OTTICHE MONOMODALI

MONOMODALE

MONOMODALE

LASERLASER

MONOMODALE

MONOMODALE

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Il cavo coassiale ha al suo interno un filo conduttore di rame. Il cavo che ricopre il filo serve a garantire l'isolamento tra il filo di rame ed uno schermo di metallo intrecciato. Tale schermo limita le interferenze esterne. Il cavo coassiale è molto simile al cavo della TV. L'unica differenza è che trasporta dati digitali anziché analogici. Per molto tempo il cavo coassiale è stato l'unica possibilità per la cablatura di reti locali ad alta velocità, nonostante alcuni svantaggi: non si poteva piegare facilmente ed era soggetto a frequenti rotture meccaniche ai connettori.

CAVI COASSIALICAVI COASSIALI

23

PC BPC B PC APC A

Application layer

Application layer

LAN ( LOCAL AREA NETWORK ) LAN ( LOCAL AREA NETWORK )

MODELLO DI RIFERIMENTO IEEEMODELLO DI RIFERIMENTO IEEE

24MODELLO DI RIFERIMENTO IEEE 802 (Institute of Electrical and Elettronic Engineers) MODELLO DI RIFERIMENTO IEEE 802 (Institute of Electrical and Elettronic Engineers)

Il progetto IEEE 802 si pone il problema di standardizzare le reti LAN e MAN,che devono fornire un’interfaccia unificata verso il livello Network.

E’ formato da sei gruppi di lavoro:

-802.1 Overview,Architecture,Bridging and Management;

-802.2 Logical Link Control;

-802.3 CSMA/CD(Carrier Sense ,Multiple Access with Collisiom Detection);

-802.4 Token Ring;

-802.5 Token Bus;

-802.6 Metropolitan Area Networks – DQDB (Distributed Queue,Dual Bus).

Il progetto IEEE 802 si pone il problema di standardizzare le reti LAN e MAN,che devono fornire un’interfaccia unificata verso il livello Network.

E’ formato da sei gruppi di lavoro:

-802.1 Overview,Architecture,Bridging and Management;

-802.2 Logical Link Control;

-802.3 CSMA/CD(Carrier Sense ,Multiple Access with Collisiom Detection);

-802.4 Token Ring;

-802.5 Token Bus;

-802.6 Metropolitan Area Networks – DQDB (Distributed Queue,Dual Bus).

25IEEE 802.1 Overview,Architecture,Bridging and Management

E’ lo standard contenente le specifiche generali del progetto 802.

IEEE 802 introduce l’idea che le LAN e le MAN devono fornire un’interfaccia unificata verso il livello network. Per ottenere tale risultato il livello collegamento(data-link)viene suddiviso in due sottolivelli:

-LLC(Logical Link Control);

-MAC(Media Access Control).

Il sottolivello LLC e’ comune a tutte le LAN ,mentre il MAC e’ peculiare di ciascuna LAN.

LLC e’ l’interfaccia unificata verso il livello network.

MAC risolve il problema della condivisione del mezzo trasmissivo. Esistono vari tipi di Mac , basati su token, prenotazione e round-robin.

26IEEE 802.2: LOGICAL LINK CONTROL

IEEE 802.2 e’ lo standard del sottolivello LLC. Esso definisce sia i servizi forniti dal livello LLC, sia il protocollo che li implementa.

IL PROTOCOLLO LLC

LLC ha lo scopo di fornire un’interfaccia unificata con il livello network, il piu’ simile possibile a quella delle reti geografiche. Si appoggia sul livello MAC e puo’ operare sia come protocollo connesso che non connesso.

27IEEE 802.4 (TOKEN BUS)

IEEE 802.4 ha una topologia a bus,ma l’arbitraggio del canale trasmissivo avviene tramite token. La velocita’ trasmissiva e’ di 10 Mb/s.

IEEE 802.5 (TOKEN RING)

IEEE 802.5 prevede una topologia ad anello e l’arbitraggio del canale trasmissivo avviene tramite token. La velocita’ trasmissiva e’ di 4 o 16 Mb/s.

FDDI (FIBER DISTRIBUTED DATA INTERFACE)

Si tratta di una rete locale ad alte prestazioni standardizzata dall’ISO con la sigla 9314. Prevede una topologia logica ad anello con cablaggio stellare o a doppio anello .L’arbitraggio del canale trasmissivo avviene tramite token. La velocita’ trasmissiva di 100 Mb/s.

L’ idea del token evita collisioni ma e’ molto pesante per la difficile gestione del token. Se un Pc ha il token e viene spento o lo perde, si deve rigenerare il token.

28CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection)

CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection)

In tal modo può comunicare solo un dispositivo per volta. Quando due dispositivi cercano di comunicare simultaneamente, tra i pacchetti trasmessi si verifica una collisione che viene rilevata dai dispositivi trasmittenti(transceiver). I dispositivi cessano quindi di trasmettere e attendono prima di inviare nuovamente i loro pacchetti. Il meccanismo è paragonabile ad una conversazione tra un gruppo di persone; se due persone parlano contemporaneamente, si fermano entrambe e una di esse inizia a parlare nuovamente.

In tal modo può comunicare solo un dispositivo per volta. Quando due dispositivi cercano di comunicare simultaneamente, tra i pacchetti trasmessi si verifica una collisione che viene rilevata dai dispositivi trasmittenti(transceiver). I dispositivi cessano quindi di trasmettere e attendono prima di inviare nuovamente i loro pacchetti. Il meccanismo è paragonabile ad una conversazione tra un gruppo di persone; se due persone parlano contemporaneamente, si fermano entrambe e una di esse inizia a parlare nuovamente.

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Hub

IEEE 802.3 / EthernetIEEE 802.3 / Ethernet

-10 BASE-T

-velocita’ 10 Mbit/s;

-il mezzo condiviso e’ realizzato con un hub;

-le stazioni sono collegate all’hub attraverso doppino intrecciato non schermato UTP CAT 5,la nassima distanza e’ di 100 metri.

-10 BASE-T


-il mezzo condiviso e’ realizzato con un hub;

-le stazioni sono collegate all’hub attraverso doppino intrecciato non schermato UTP CAT 5,la nassima distanza e’ di 100 metri.

30IEEE 802.3 / EthernetIEEE 802.3 / Ethernet

-10 BASE-2


-il mezzo condiviso e’ un cavo coassiale RG58 (cavo sottile) avente lunghezza massima 185 metri;

-il cavo deve essere terminato con una impedenza da 50 ohm;

-le schede di rete sono collegate al cavo con connettori a T ad attacco BNC.

-10 BASE-2


-il mezzo condiviso e’ un cavo coassiale RG58 (cavo sottile) avente lunghezza massima 185 metri;

-il cavo deve essere terminato con una impedenza da 50 ohm;

-le schede di rete sono collegate al cavo con connettori a T ad attacco BNC.

31IEEE 802.3 / EthernetIEEE 802.3 / Ethernet

-10 BASE-F


-il mezzo condiviso e’ una fibra ottica che collega due spezzoni di rete distanti;

-la fibra ottica ha lunghezza massima di 2 Km .

-10 BASE-F


-il mezzo condiviso e’ una fibra ottica che collega due spezzoni di rete distanti;

-la fibra ottica ha lunghezza massima di 2 Km .

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Codice venditore Serial number

24 bits 24 bits

bd fa 0c 1a 34 5f

MAC ADDRESSMAC ADDRESS

E’ l’indirizzo fisico di un qualsiasi apparato che si attacca alla rete. Per questo motivo e’ unico, ed e’ formato da 48 bits (6 byte) solitamente espressi in formato esadecimale.

E’ l’indirizzo fisico di un qualsiasi apparato che si attacca alla rete. Per questo motivo e’ unico, ed e’ formato da 48 bits (6 byte) solitamente espressi in formato esadecimale.

33PROTOCOLLI ARP E RARP

PROTOCOLLO ARP

Questo protocollo costruisce l’ARP table che permette di ricavare da un indirizzo IP il MAC Address di un Host.

Consente ai router di inviare i pacchetti agli Host delle sottoreti direttamente connesse.

PROTOCOLLO RARP

E’ il protocollo inverso di ARP, utilizzato dagli Host per ricavare il proprio indirizzo IP.

34

BroadcastHost B Host AMAC?

Pc A Pc BQuery

Host A Host B MAC MAC

Response

Protocollo ARPProtocollo ARP

In una LAN due Pc che comunicano devono conoscere il mac address . Se il Pc A vuole comunicare con il Pc B deve conoscere il mac address del Pc B. Per fare cio’, nel caso di protocollo TCP/IP, il Pc A manda un broadcast ai nodi sulla LAN. Il Pc destinatario (in questo caso il B) manda un pacchetto di risposta (protocollo arp).

In una LAN due Pc che comunicano devono conoscere il mac address . Se il Pc A vuole comunicare con il Pc B deve conoscere il mac address del Pc B. Per fare cio’, nel caso di protocollo TCP/IP, il Pc A manda un broadcast ai nodi sulla LAN. Il Pc destinatario (in questo caso il B) manda un pacchetto di risposta (protocollo arp).

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BroadcastHost B Host BMAC?

Pc A Query

Host A Router A MAC MAC

Response

Pc B

Router A

Routing Table Rete per Host B

Protocollo ARPProtocollo ARP

Trovare il mac address di una destinazione non locale

Trovare il mac address di una destinazione non locale

36PROTOCOLLO IPPROTOCOLLO IP

L' IP e' un protocollo non connesso ,cioe' non e' garantito che il pacchetto arrivi a destinazione.E’ il protocollo principale del livello di rete di architettura TCP/IP. Si occupa di instradare i pacchetti sulla rete. Ha le funzioni di frammentazione, riassemblaggio dei messaggi e di correggere eventuali errori.

I pacchetti IP sono formati dall' header e dai dati.

L'header contiene molte informazioni che sono:

-version (specifica il tipo di versione dell' ip);

-hlen (lunghezza dell’header);

-service type (tipo di servizi da svolgere);

-total length ( totale lunghezza header + pacchetto);

-identification (nel caso di frammentazione del pacchetto IP, identifica i frammenti);

-fragment offset (indica la posizione del frammento all’interno del pacchetto IP);

-Flags (ulteriori bit di gestione della frammentazione);

-time to live (tempo di vita del pacchetto );

-protocol ( specifica se e' usato il protocollo di trasporto UDP o TCP) :

-header checksum (rileva errori di trasmissione):

-source ip address (indirizzo ip sorgente):

-destination ip address (indirizzo ip destinatario):

-options (non usato):

-padding ( di riempimento).

L' IP e' un protocollo non connesso ,cioe' non e' garantito che il pacchetto arrivi a destinazione.E’ il protocollo principale del livello di rete di architettura TCP/IP. Si occupa di instradare i pacchetti sulla rete. Ha le funzioni di frammentazione, riassemblaggio dei messaggi e di correggere eventuali errori.

I pacchetti IP sono formati dall' header e dai dati.

L'header contiene molte informazioni che sono:

-version (specifica il tipo di versione dell' ip);

-hlen (lunghezza dell’header);

-service type (tipo di servizi da svolgere);

-total length ( totale lunghezza header + pacchetto);

-identification (nel caso di frammentazione del pacchetto IP, identifica i frammenti);

-fragment offset (indica la posizione del frammento all’interno del pacchetto IP);

-Flags (ulteriori bit di gestione della frammentazione);

-time to live (tempo di vita del pacchetto );

-protocol ( specifica se e' usato il protocollo di trasporto UDP o TCP) :

-header checksum (rileva errori di trasmissione):

-source ip address (indirizzo ip sorgente):

-destination ip address (indirizzo ip destinatario):

-options (non usato):

-padding ( di riempimento).

37

8 bits 8 bits 8 bits 8 bits

NETWORK HOST

32 bits

PROTOCOLLO IPPROTOCOLLO IP

L' indirizzo IP e' formato da 4 campi da 8 bit ciascuno.L' indirizzo IP e' formato da 4 campi da 8 bit ciascuno.

Gli indirizzi IP sono composti da due parti che sono:

-network(rete),che indica la LAN di destinazione:

-host, che indica il Pc di destinazione.

Gli indirizzi IP sono composti da due parti che sono:

-network(rete),che indica la LAN di destinazione:

-host, che indica il Pc di destinazione.

38CLASSI DI INDIRIZZI

.Classe A

-i bit che indicano la rete sono 8 mentre quelli che indicano l’host sono 24;

-gli indirizzi di classe A sono riconoscibili in quanto il primo campo e’ compreso tra 0 e 127.

network hosthosthost

24

.Classe B


-gli indirizzi di classe B sono riconoscibili in quanto il primo campo e’ compreso tra 128 e 191.

8

network hosthostnetwork

1616

39CLASSI DI INDIRIZZI

.Classe C


-gli indirizzi di classe A sono riconoscibili in quanto il primo campo e’ compreso tra 192 e 223.

network hostnetworknetwork

24

.Classe D

-sono riservati ad applicazioni multicast;

-gli indirizzi di classe D sono riconoscibili in quanto il primo campo e’ compreso tra 224 e 239.

8

INDIRIZZI IP PRIVATIINDIRIZZI IP PRIVATI

40

Classe Network Address Range

A 10.0.0.0 – 10.255.255.255

B 172.16.0.0 – 172.31.255.255

C 192.168.0.0 –192.168.255.255

INDIRIZZI IP PRIVATIINDIRIZZI IP PRIVATI

Gli indirizzi nascosti (privati) non vengono resi disponibili alle rete pubbliche, per non comunicare con l’esterno, solitamente per motivi di sicurezza. A volte vengono traslati in pubblici attraverso il NAT (Network Address Traslation)

Gli indirizzi nascosti (privati) non vengono resi disponibili alle rete pubbliche, per non comunicare con l’esterno, solitamente per motivi di sicurezza. A volte vengono traslati in pubblici attraverso il NAT (Network Address Traslation)

41SUBNETTING

Per introdurre maggiore flessibilita’ la parte host di un indirizzo di classe A,B,C puo’ essere ulteriormente suddivisa in due parti:

-subnet;

-host.

network subnet host

32 bits

42NETMASK

L’ ampiezza dei campi subnet e host puo’ essere definita in modo flessibile tramite la netmask. La netmask contiene bit ad uno in corrispondenza dei campi network, subnet e zero in corrispondemza del campo host. La netmask e’ univoca all’interno di una network. E’ utilizzata dai router per verificare a quale sottorete appartiene un determinato pacchetto.

43NAT E PATNAT E PAT

NAT (Network Address Traslation) permette di assegnare agli indirizzi nascosti indirzzi

pubblici per uscire sulla rete.

PAT (Path Address Traslation) permette a piu’ utenti di utilizzare lo stesso indirizzo IP .

La NAT e la PAT consentono ,quindi, di risparmiare sui costi degli indirizzi IP.

NAT (Network Address Traslation) permette di assegnare agli indirizzi nascosti indirzzi

pubblici per uscire sulla rete.

PAT (Path Address Traslation) permette a piu’ utenti di utilizzare lo stesso indirizzo IP .

La NAT e la PAT consentono ,quindi, di risparmiare sui costi degli indirizzi IP.

44I PACCHETTII PACCHETTI

I dati viaggiano nella rete in forma di pacchetti. Il termine è appropriato perché si tratta di una sorta di confezionamento delle informazioni attraverso cui si definisce il mittente e il destinatario dei dati trasmessi. Il confezionamento e le dimensioni dei pacchetti dipendono dal tipo di rete fisica utilizzata. I dati sono un materiale duttile che può essere suddiviso e aggregato in vari modi. Ciò significa che, durante il loro tragitto, i dati possono essere scomposti e ricomposti più volte e in modi differenti. Per esempio, per attraversare un particolare segmento di una rete, potrebbe essere necessario suddividere dei pacchetti troppo grandi in pacchetti più piccoli, oppure potrebbe essere utile il contrario.

I dati viaggiano nella rete in forma di pacchetti. Il termine è appropriato perché si tratta di una sorta di confezionamento delle informazioni attraverso cui si definisce il mittente e il destinatario dei dati trasmessi. Il confezionamento e le dimensioni dei pacchetti dipendono dal tipo di rete fisica utilizzata. I dati sono un materiale duttile che può essere suddiviso e aggregato in vari modi. Ciò significa che, durante il loro tragitto, i dati possono essere scomposti e ricomposti più volte e in modi differenti. Per esempio, per attraversare un particolare segmento di una rete, potrebbe essere necessario suddividere dei pacchetti troppo grandi in pacchetti più piccoli, oppure potrebbe essere utile il contrario.

45I PROTOCOLLII PROTOCOLLI

I pacchetti di dati vengono trasmessi e ricevuti in base a delle regole definite da un protocollo di comunicazione.

I pacchetti di dati vengono trasmessi e ricevuti in base a delle regole definite da un protocollo di comunicazione.

PROTOCOLLI DI TRASPORTOPROTOCOLLI DI TRASPORTO

46

F T S D T S

T E M N F N

P L T S T M

N P P P

E

T20 21 23 25 53 69 161

TCP UDP

IP

Data Control

PROTOCOLLI DI TRASPORTOPROTOCOLLI DI TRASPORTO

Usano le porte per passare le informazioni agli strati superiori. I protocolli di trasporto sono due :

-TCP;

-UDP.

TCP e’ un protocollo orientato alla connessione,mentre UDP non e’ orientato alla connessione. Cio’ vuol dire che TCP risulta piu’ sicuro nel trasporto dei pacchetti,rispetto ad UDP.

Usano le porte per passare le informazioni agli strati superiori. I protocolli di trasporto sono due :

-TCP;

-UDP.

TCP e’ un protocollo orientato alla connessione,mentre UDP non e’ orientato alla connessione. Cio’ vuol dire che TCP risulta piu’ sicuro nel trasporto dei pacchetti,rispetto ad UDP.

47FTPFTP

FTP e’ un protocollo che serve per trasferire dati.FTP e’ un protocollo che serve per trasferire dati.

TELNETTELNET

E’ un protocollo poco sicuro che mette in comunicazione l’utente con una macchina remota.

E’ un protocollo poco sicuro che mette in comunicazione l’utente con una macchina remota.

SMTPSMTP

E’ un protocollo che permette di inviare e ricevere posta.E’ un protocollo che permette di inviare e ricevere posta.

48DNSDNS

E’ un protocollo che da la risoluzione nome-indirizzo.E’ un protocollo che da la risoluzione nome-indirizzo.

TFTPTFTP

E’ un protocollo equivalente a FTP che usa UDP.E’ un protocollo equivalente a FTP che usa UDP.

SNMPSNMP

E’ un protocollo che controlla gli apparati di rete.E’ un protocollo che controlla gli apparati di rete.

49Struttura albero DNS

DNS

ROOT Cache Servers

DOMINI “TLD” (Top Level Domain)

.COM .EDU .FR .IT.US.NET

Gli indirizzi della rete Internet sono organizzati ad albero in domini, sottodomini (altri sottodomini...), fino ad arrivare a identificare il computer host desiderato.

.INFN.IT .GARR.IT

.LNF.INFN.IT

WWW.LNF.INFN.IT

.

50APPARATI DI UNA RETE LAN

LAN

WAN

ROUTERROUTER

SWITCHSWITCH

INTERNET

51CARATTERISTICHE DI UNA RETE LANCARATTERISTICHE DI UNA RETE LAN

Una rete LAN è un mezzo di trasporto equamente condiviso tra tutte le stazioni che vi si collegano , con accesso regolato da apposito protocollo, e con le seguenti caratteristiche:

- private;

- alta velocità trasmissiva ( compresa tra 4 Mb/s - 1000 Mb/s ed oltre );

- basso tasso errore ;

- estensione limitata ( ordine del Km ).

Una rete LAN è un mezzo di trasporto equamente condiviso tra tutte le stazioni che vi si collegano , con accesso regolato da apposito protocollo, e con le seguenti caratteristiche:

- private;

- alta velocità trasmissiva ( compresa tra 4 Mb/s - 1000 Mb/s ed oltre );

- basso tasso errore ;

- estensione limitata ( ordine del Km ).

VANTAGGI DI UNA RETE LANVANTAGGI DI UNA RETE LAN

52VANTAGGI DI UNA RETE LANVANTAGGI DI UNA RETE LAN

•E' possibile condividere periferiche costose, come le stampanti. In una rete, tutti i computer possono accedere alla stessa stampante. •E' possibile centralizzare programmi informatici essenziali, come gli applicativi finanziari e contabili. Spesso gli utenti devono poter accedere allo stesso programma in modo che possano lavorarvi simultaneamente. Un esempio di ciò potrebbe essere un sistema di prenotazione di biglietti in cui è importante evitare di vendere due volte lo stesso biglietto. •E' possibile istituire sistemi di backup automatico dei file. E' possibile usare un programma informatico per fare il backup automatico di file essenziali, risparmiando tempo e proteggendo l'integrità del proprio lavoro.

•E' possibile condividere periferiche costose, come le stampanti. In una rete, tutti i computer possono accedere alla stessa stampante. •E' possibile centralizzare programmi informatici essenziali, come gli applicativi finanziari e contabili. Spesso gli utenti devono poter accedere allo stesso programma in modo che possano lavorarvi simultaneamente. Un esempio di ciò potrebbe essere un sistema di prenotazione di biglietti in cui è importante evitare di vendere due volte lo stesso biglietto. •E' possibile istituire sistemi di backup automatico dei file. E' possibile usare un programma informatico per fare il backup automatico di file essenziali, risparmiando tempo e proteggendo l'integrità del proprio lavoro.

53

La tecnologia Ethernet è apparsa nel 1970 e da allora è quella più utilizzata per le reti locali (LAN). Ethernet si basa sullo standard CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). In pratica, una Ethernet può inviare i pacchetti di dati solo quando nessun altro pacchetto sta viaggiando sulla rete. In caso contrario, aspetta a trasmettere. Se piu’ stazioni, ritenendo libero il canale, iniziassero ad inviare i dati nello stesso momento, si verificherebbe una "collisione". Ogni stazione, allora, attende per un certo periodo e poi prova a inviare nuovamente il pacchetto di dati. Se gli utenti della rete aumentano, cresce rapidamente anche il numero di collisioni. La larghezza di banda o capacità di trasmissione dei dati (throughput) di Ethernet è di 10 Mbps. Fast Ethernet opera nello stesso modo (con l'identificazione delle collisioni) ma ad una velocità di 100 Mbps. Oggi esiste anche la tecnologia Gigabit Ethernet che trasmette a 1000 Mbps.

Le reti Ethernet e Fast EthernetLe reti Ethernet e Fast Ethernet

54WAN (WIDE AREA NETWORK)WAN (WIDE AREA NETWORK)

In una rete WAN (Wide Area Network), le informazioni e le risorse sono condivise in un'area geografica più ampia rispetto ad una LAN.Questa possibilità offre diversi vantaggi:

•E' possibile inviare e ricevere messaggi in tutto il mondo, comunicare messaggi e avviso a molte persone, in molti luoghi diversi, in modo più rapido ed economico.

•E' possibile scambiare i file con i colleghi situati in altri luoghi o accedere da casa alla rete aziendale.

•E' possibile accedere alla vaste risorse dell'Internet e di World Wide Web.

Per accedere ad una WAN, è necessario instaurare una connessione con un fornitore di servizi internet (ISP).

In una rete WAN (Wide Area Network), le informazioni e le risorse sono condivise in un'area geografica più ampia rispetto ad una LAN.Questa possibilità offre diversi vantaggi:

•E' possibile inviare e ricevere messaggi in tutto il mondo, comunicare messaggi e avviso a molte persone, in molti luoghi diversi, in modo più rapido ed economico.

•E' possibile scambiare i file con i colleghi situati in altri luoghi o accedere da casa alla rete aziendale.

•E' possibile accedere alla vaste risorse dell'Internet e di World Wide Web.

Per accedere ad una WAN, è necessario instaurare una connessione con un fornitore di servizi internet (ISP).

55ROUTERROUTER

Il router mette in connessione due (o più) reti intervenendo al terzo livello del modello OSI/ISO. Di conseguenza, il router è in grado di trasferire i pacchetti di un determinato tipo di protocollo di rete (TCP/IP, IPX/SPX...), indipendentemente dal tipo di reti fisiche effettivamente connesse. In altri termini, si può dire che il router sia in grado di connettere reti separate che hanno schemi di indirizzamento differenti, ma che utilizzano lo stesso tipo di protocollo di rete al terzo livello OSI/ISO.Negli ambienti Unix si utilizza spesso il termine gateway impropriamente, per fare riferimento a ciò che in realtà è un router.L'instradamento dei pacchetti attraverso le reti connesse al router avviene in base a una tabella di instradamento (tabella di routing). Questa può essere determinata in modo dinamico (abilitando protocolli di routing) o statico (stabilito dal Network Manager).

Se c’ e’ un fault su un’interfaccia , ci puo’ essere un software (agent) che manda una trap (interruzione) al Server che notifica la caduta del nodo.

Il router mette in connessione due (o più) reti intervenendo al terzo livello del modello OSI/ISO. Di conseguenza, il router è in grado di trasferire i pacchetti di un determinato tipo di protocollo di rete (TCP/IP, IPX/SPX...), indipendentemente dal tipo di reti fisiche effettivamente connesse. In altri termini, si può dire che il router sia in grado di connettere reti separate che hanno schemi di indirizzamento differenti, ma che utilizzano lo stesso tipo di protocollo di rete al terzo livello OSI/ISO.Negli ambienti Unix si utilizza spesso il termine gateway impropriamente, per fare riferimento a ciò che in realtà è un router.L'instradamento dei pacchetti attraverso le reti connesse al router avviene in base a una tabella di instradamento (tabella di routing). Questa può essere determinata in modo dinamico (abilitando protocolli di routing) o statico (stabilito dal Network Manager).

Se c’ e’ un fault su un’interfaccia , ci puo’ essere un software (agent) che manda una trap (interruzione) al Server che notifica la caduta del nodo.

56

REPEATER/HUB/SWITCH

REPEATER/HUB/SWITCH

I repeater possono essere usati per estendere una rete. Tuttavia ciò può produrre una grande quantità di traffico superfluo, poiché le stesse informazioni vengono inviate a tutti i dispositivi di una rete.

Gli hub e gli switch servono a collegare PC, stampanti e altri dispositivi. Gli hub si differiscono dai switch per il modo in cui avviene la trasmissione del traffico di rete.Con il termine "hub" ci si riferisce a volte ad un componente dell'apparecchiatura di rete che collega assieme i PC, ma che in effetti funge da ripetitore (trasmette o ripete tutte le informazioni che riceve, a tutte le porte).

Gli hub sono adatti alle piccole reti; per le rete con elevato livello di traffico si consiglia un'apparecchiatura supplementare di networking (ad es. uno switch che riduce il traffico non necessario). Gli switch si avvalgono degli indirizzi di ciascun pacchetto per gestire il flusso del traffico di rete. Monitorando i pacchetti che riceve, uno switch "impara" a riconoscere i dispositivi che sono collegati alle proprie porte per poi inviare i pacchetti solamente alle porte pertinenti e non come negli hub, a tutte le porte.

I repeater possono essere usati per estendere una rete. Tuttavia ciò può produrre una grande quantità di traffico superfluo, poiché le stesse informazioni vengono inviate a tutti i dispositivi di una rete.

Gli hub e gli switch servono a collegare PC, stampanti e altri dispositivi. Gli hub si differiscono dai switch per il modo in cui avviene la trasmissione del traffico di rete.Con il termine "hub" ci si riferisce a volte ad un componente dell'apparecchiatura di rete che collega assieme i PC, ma che in effetti funge da ripetitore (trasmette o ripete tutte le informazioni che riceve, a tutte le porte).

Gli hub sono adatti alle piccole reti; per le rete con elevato livello di traffico si consiglia un'apparecchiatura supplementare di networking (ad es. uno switch che riduce il traffico non necessario). Gli switch si avvalgono degli indirizzi di ciascun pacchetto per gestire il flusso del traffico di rete. Monitorando i pacchetti che riceve, uno switch "impara" a riconoscere i dispositivi che sono collegati alle proprie porte per poi inviare i pacchetti solamente alle porte pertinenti e non come negli hub, a tutte le porte.

57WIRELESS

Le LAN di tipo wireless usano segnali radio ad alta frequenza o raggi di luce infrarossa per far comunicare i computers.

Le reti wireless sono adatte per consentire a computers portatili di connettersi alla LAN. Sono inoltre utili negli edifici più vecchi dove può essere difficoltoso o impossibile installare i cavi. Le reti wireless hanno però alcuni svantaggi: sono molto costose, garantiscono poca sicurezza, sono suscettibili all’interferenza elettrica della luce e delle onde radio e sono più lente delle LAN che utilizzano la cablatura.

58TIPOLOGIE DI TRASMISSIONETIPOLOGIE DI TRASMISSIONE

TRAFFICO UNICASTTRAFFICO UNICAST

TRAFFICO BROADCASTTRAFFICO BROADCAST

TRAFFICO MULTICASTTRAFFICO MULTICAST

59

Receiver Receiver Receiver Not a Receiver

Video Server

Un’applicazione Unicast manda una copia di ciascun

pacchetto a ciascun client con indirizzo unicast

TRAFFICO UNICASTTRAFFICO UNICAST

60

Receiver Receiver Receiver Receiver

Video Server

Un pacchetto broadcast e’ mandato da un nodo a tutti gli

altri client della rete.

TRAFFICO BROADCASTTRAFFICO BROADCAST

61

Un’applicazione Multicast manda

una copia di ciascun pacchetto a ciascun client che

ha un particolare indirizzo IP

multicast

Receiver Receiver Receiver Not a Receiver

Video Server

TRAFFICO MULTICASTTRAFFICO MULTICAST

1 RELAZIONE FINALE INTRODUZIONE ALLE RETI DI CALCOLATORI CENNI SUL MODELLO ISO/OSI CENNI SUI MEZZI...

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