Introduzione ai Calcolatori Elettronici · Una rete è un insieme di sistemi di elaborazione che...

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A.A. 2015/2016

Introduzione ai Calcolatori

Elettronici

Domenica Sileo Università degli Studi della Basilicata

Introduzione al Web Le Reti

+Sommario

n Le reti n Definizione di rete n Classificazione delle reti n I dispositivi di rete

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Introduzione al Web : Le reti >> Sommario 2

+Introduzione

n Negli ultimi anni il numero dei computer presenti in casa e negli uffici è cresciuto notevolmente

n Nasce l’esigenza di scambiare informazioni e dati tra le macchine in modo semplice e immediato

n Finché i dati da scambiare erano di dimensioni limitate si potevano usare i floppy o altri supporti di archiviazione

n Ma con la crescita del volume dei dati queste tecniche si dimostrarono limitative

n I personal computer incominciarono ad essere collegati tra loro creando le prime reti locali

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Introduzione al Web : Le reti >> Introduzione 3

+Perché usare una rete

n Per condividere periferiche costose, come le stampanti n In una rete, tutti i computer possono accedere

alla stessa stampante n Per scambiare dati tra PC

n Trasferendo file attraverso la rete, non si perde tempo nel copiare i file su un dischetto (o su un CD)

n Inoltre vi sono meno limitazioni sulle dimensioni del file che può essere trasferito attraverso una rete

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Introduzione al Web : Le reti >> Perché usare una rete 4

+Perché usare una rete

n Per centralizzare programmi informatici essenziali, come gli applicativi finanziari e contabili n Spesso gli utenti devono poter accedere allo stesso

programma in modo che possano lavorarvi simultaneamente

n Per istituire sistemi di backup automatico dei file n È possibile usare un programma informatico per fare il

backup automatico di file essenziali, risparmiando tempo e proteggendo l’integrità del proprio lavoro

n Per comunicare mediante Internet con il resto del mondo

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Introduzione al Web : Le reti >> Perché usare una rete 5

+Dropbox

n Cos’è? n Un servizio di storage online

n Perché usarlo? n Ho i miei file ovunque e sincronizzati con qualsiasi

dispositivo (PC, Smartphone) n È più sicuro di un hard disk n È il servizio di storage online più diffuso al mondo n Facile e intuitivo

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Introduzione al Web : Le reti >> Perché usare una rete >> Dropbox 6

+Dropbox

n Come creare l’account? n all’indirizzo https://www.dropbox.com/ n cliccare in alto a destra su Sign in ed iscriversi con un

indirizzo e-mail valido n Al momento dell’iscrizione si hanno 2 GB di spazio

gratuito n Lo spazio può essere aumentato:

n Installando l’app Carousel, per gestire galleria di foto e video (3 GB)

n Utilizzando il servizio Camera Upload, si possono ricevere altri 3 GB

n oppure ...pagando L

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+Dropbox Space Race

n Per tutti gli iscritti all’università è possibile ottenere 8GB in più per 2 anni. Per farlo seguire i seguenti passi: 1.  https://www.dropbox.com/spacerace?

r=NTE3NDQ3MjE1OQ 2.  fare il login (o iscriversi)

3.  inserire un email universitario.ex. <matricola>@studenti.unibas.it

4.  verificare l’indirizzo. Per accedere alla propria mail universitaria https://studenti.unibas.it/

5.  Verificare al seguente indirizzo: https://www.dropbox.com/gs di aver completato almeno 5 punti

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+Le reti (Definizione)

n Una rete è un insieme di sistemi di elaborazione che possono scambiarsi informazioni

n Un insieme di calcolatori collegati fisicamente n condivisione di risorse e servizi n comunicazione (scambio di messaggi)

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Introduzione al Web : Le reti >> Definizione 9

+Le reti

n Una applicazione distribuita è una applicazione composta da più elementi cooperanti posti in esecuzione su macchine diverse all’interno di una rete di calcolatori n Esempio, il web: il browser si collega ad un

server remoto per chiedere una pagina che poi visualizza sul pc locale

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+Parametri Tecnologici

n Parametri di classificazione delle reti n Collegamenti fisici (I mezzi trasmissivi) n Livello di distribuzione n Modalità di connessione n Protocolli

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+I mezzi trasmissivi

n Il collegamento tra i calcolatori è effettuato attraverso dispositivi che regolano e permettono lo scambio di dati tra i sistemi di una rete

n I sistemi possono essere connessi mediante supporti fisici, sui quali viaggia la comunicazione in una rete di calcolatori

n nella scelta del mezzo da utilizzare si tiene conto della Larghezza di Banda, misura la portata del canale, ossia il numero di bit trasmessi nell’unità di tempo

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Introduzione al Web : Le reti >> I mezzi trasmissivi 12


n I principali mezzi trasmissivi adottati sono: n Doppino ritorto (twisted pair): n Costituito da due fili di rame ricoperti da una

guaina e ritorti n Tipicamente utilizzato per trasmissione telefonica n Con più doppini utilizzati contemporaneamente si

ottengono velocità di trasmissione medio alte (100 Mbps su rete locale)

n Su rete telefonica la velocità è più bassa (2 Mbps con ADSL)

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n (cont.) Cavo coassiale: n Costituito da un filo centrale in rame rivestito

da una guaina in plastica a sua volta rivestita da una maglia in rame

n Il tutto ricoperto da una guaina in plastica n Permette velocità di trasmissione medio alte

(100 Mbps)

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n (cont.) Fibra ottica: n Costituito da una fibra di vetro ricoperta, capace

di trasportare segnali luminosi n La trasmissione avviene nel campo ottico

sfruttando diodi fotoelettrici alle estremità del cavo

n Permette velocità di trasmissione molto elevate, dell’ordine delle decine di Gbps

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+Collegamenti fisici

n (cont.) Onde elettromagnetiche: n Usate per trasmissioni radio e via satellite n Consentono trasmissioni su lunghissime distanze

con degrado minimo del segnale n Permettono velocità di trasmissione medio alte e

variabili a seconda della banda di frequenza (1-56 Mbps) utilizzata

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+La trasmissione

n Il collegamento tra i sistemi di elaborazione di una rete può essere di varia natura e dipende dal tipo di connessione: n Cablata: n tutti i dispositivi che compongono una rete

sono collegati tramite cavi n la trasmissione e ricezione dei dati è

affidabile e stabile

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Introduzione al Web : Le reti >> La trasmissione 17

+La trasmissione

n (cont.) n Wireless: n I dispositivi della rete sono connessi tra loro

e dialogano tramite onde radio n Mista: n alcuni dispositivi sono collegati tramite cavi

altri mediante sistemi wireless

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+La trasmissione

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Introduzione al Web : Le reti >> La trasmissione

n  Rete Mista

Modem Router

192.168.1.1

192.168.1.3

192.168.1.2

192.168.1.5

192.168.1.4

19

+La trasmissione

n I canali di trasmissione possono essere: n Canali Broadcasting n condivisi da tutti gli utenti (con un indirizzo)

collegati alla rete n Point to Point n ogni utente è collegato ad un altro utente e

la trasmissione avviene solo tra i due utenti

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+Livello di distribuzione

n Le reti possono essere classificate in base alla distanza che intercorre tra i computer: n LAN: (Local Area Network) n W-LAN: (Wireless LAN) n MAN: (Metropolitan Area Network) n WAN: (Wide Area Network) n PAN: (Personal Area Network)

n Internet … la rete delle reti

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Introduzione al Web : Le reti >> Livello di distribuzione 21


n LAN (Local Area Network) connette PC e terminali su breve distanze utilizzando cavi dedicati e hardware specifico (all’interno dell’azienda)

n MAN (Metropolitan Area Network) reti metropolitane

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n WAN (Wide Area Network) connette i sistemi di elaborazione e terminali tramite linea telefonica (tra aziende diverse) rete geografica

n PAN (Personal Area Network) connette tra di loro dispositivi (telefono, personal digital assistants, ecc) vicini a un singolo utente

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+LAN

n Servono a collegare i PC tra di loro ed in modo remoto, ai sistemi di elaborazione e alle banche dati

n Il collegamento avviene tramite cavi dedicati, doppini telefonici, cavi coassiali, fibra ottica

n Una buona velocità di trasmissione dati è di 100 Mbit/sec

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Introduzione al Web : Le reti >> Livello di distribuzione >> LAN

Server ha il compito di far condividere a più utenti archivi o risorse

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+Tecnologie per LAN

n Esistono diverse tecnologie LAN n  le più comuni sono: Ethernet e Fast Ethernet

n Una rete può essere formata da una o più di queste tecnologie

n Le reti Ethernet e Fast Ethernet funzionano in modo simile e la differenza principale è data dalla velocità alla quale trasferiscono le informazioni n Ethernet funziona a 10 Mbps e Fast Ethernet funziona a

100Mbps n  Iniziano a diffondersi connessioni ad 1Gbps (GigaEthernet)

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Introduzione al Web : Le reti >> Livello di distribuzione >> LAN 25

+MAN

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Introduzione al Web : Le reti >> Livello di distribuzione >> MAN

n Reti che coprono un’area geografica un pò più grande

n Composta da più reti LAN nell’ambito di una stessa area metropolitana

n L’estensione è geograficamente assimilabile a quella della città che la ospita

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+WAN

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Introduzione al Web : Le reti >> Livello di distribuzione >> WAN

n Wide Area Network n Wide: ampio/lontano/esteso … n Rete su grande area geografica, è formata

da più MAN n La connessione avviene tramite linea

telefonica n Connessione tra aziende diverse

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+PAN

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Introduzione al Web : Le reti >> Livello di distribuzione >> PAN

n È una rete personale, utilizzata per permettere la comunicazione tra diversi dispositivi vicini ad un singolo utente

n Il raggio di azione di una PAN è tipicamente di alcuni metri

n Una PAN può essere realizzata con collegamenti via cavo come per esempio USB o FireWire

n Oppure si possono utilizzare soluzioni wireless come IrDA o Bluetooth

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+Modalità di Connessione

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Introduzione al Web : Le reti >> Modalità di Connessione

n Commutazione di circuito (es: reti telef.) n Commutazione di pacchetto (es: internet)

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+Architettura e Protocolli

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Introduzione al Web : Le reti >> Architettura e Protocolli

n Protocollo n insieme di regole per la comunicazione n regolano lo scambio di bit tra i calcolatori

n Reti tradizionali n tecnologia singola

n Reti di Reti n molte tecnologie n “internetworking”

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+Reti di reti (Internet)

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Introduzione al Web : Le reti >> Internet

n Tecnologie multiple n Gateway (o Router)

Rete 1

Rete 2

R1 R2

R3

Es: Internet

Rete 4

Rete 3

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+I dispositivi di rete

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Introduzione al Web : Le reti >> I dispositivi di rete

n Perché una rete possa funzionare correttamente ha bisogno di un insieme minimo di componenti

n La rete più semplice da realizzare è costituita da: n due personal computer n cavo incrociato n scheda di rete ethernet

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+La scheda di rete

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Introduzione al Web : Le reti >> I dispositivi di rete >> La scheda di rete

n Alcuni PC sono dotati di schede di rete preinstallate

n Nello scegliere una scheda di rete, è necessario considerare: n La velocità: Ethernet (10Mbps), Fast Ethernet

(100 Mbps), GigaEthernet (1000 Mbps); n Il tipo di collegamento necessario: RJ-45 per

doppino o BNC per cavo coassiale

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+L’Hub

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Introduzione al Web : Le reti >> I dispositivi di rete >> L’Hub

n Con il termine hub ci si riferisce ad un componente dell’apparecchiatura di rete che collega insieme i PC fungendo da ripetitore: n ripete tutte le informazioni che riceve, a tutte

le porte n adatti alle piccole reti

ACTACT10M100M

1 2 3 4

13 14 15 16

5 6 7 8

17 18 19 20

9 10 11 12

21 22 23 24

UPLINK

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112

131415161718192021222324COLCOL

PWR

SWITCH

PORTE

Topologia a Stella

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+Lo switch

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Introduzione al Web : Le reti >> I dispositivi di rete >> Lo switch

n Se aumenta il numero di computer da collegare alla rete locale, è necessario impiegare un dispositivo chiamato switch

n Allo switch sono collegati, con cavo di rete, tutti i PC mediante la porta Ethernet

192.168.1.3

Switch

192.168.1.1

192.168.1.2 192.168.1.4

35

+Lo switch

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Introduzione al Web : Le reti >> I dispositivi di rete >> Lo switch

n (cont. ) letteralmente significa interruttore n È formato da un determinato numero di

porte che permettono il collegamento di qualunque dispositivo dotato di porta Ethernet n Es: PC, server di stampa, telefono VoIP, router

n Lo switch riesce a smistare i dati riconoscendo i dispositivi in base all’indirizzo IP

Valore numerico che identifica univocamente

un dispositivo (host) collegato a una rete informatica

Es. indirizzo IP: 192.168.1.2

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+Il router

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Introduzione al Web : Le reti >> I dispositivi di rete >> Il router

n Se si desidera collegare la LAN a Internet, occorre un dispositivo che mette in comunicazione due diverse reti (la LAN e Internet): il router

n Il router è di facile reperibilità, è dotato di: n una sezione switch n una porta WAN per il collegamento di un

modem a banda larga n Esistono modelli più completi che

inglobano il modem

37

+Banda larga

n Con la dizione banda larga (broadband) ci si riferisce in generale:

n alla trasmissione e ricezione di dati informativi inviati e ricevuti sullo stesso cavo grazie all’uso di tecniche di trasmissione che sfruttano un’ampiezza di banda superiore ai precedenti sistemi di telecomunicazione

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38 Introduzione al Web : Le reti >> I dispositivi di rete >> Il router

+Il router

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n Il router conosce in ogni istante il livello di traffico esistente in ogni ramo della rete

n In base ad opportuni algoritmi di instradamento, il router indirizza i pacchetti di dati nella rete in maniera efficiente n Il termine router significa instradatore

n Quando i router connettono la rete interna con la rete esterna, vengono anche chiamati gateway

39

+Il router

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n Altre funzionalità del router: n Firewall n Funzione NAT (Network Address Translation) n Funzione DHCP (Dynamic Host Configuration

Protocol) n Firewall n crea una barriera di protezione verso le

macchine della LAN da intrusioni esterne non autorizzate

40

+Il router: Funzione NAT

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n Funzione NAT: n traduzione degli indirizzi IP degli elaboratori n tale funzione permette di connettersi a

Internet mascherando gli indirizzi delle macchine della rete locale

n Funzione DHCP n permette di assegnare in modo automatico

l’indirizzo di rete ad ogni dispositivo che si collega alla LAN

41

+Il router: Il firewall

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Introduzione al Web : Le reti >> I dispositivi di rete >> Il firewall

n Bisogna premunirsi di strumenti adeguati che proteggono i computer da eventuali attacchi

n Il firewall è un muro di protezione per le macchine di una rete

n I router dotati di firewall effettuano una prima azione di protezione a livello di rete

n Successive azioni di protezione devono essere effettuate dai software dalle singole macchine della rete

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+Il router: Funzione Firewall

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SD

INTERNET

LAN (rete sicura)

switch

firewall Gateway/router

www server

DMZ (demilitarization zone)

switch

43

+Il router: Funzione NAT

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Modem Router

PC1: 192.168.1.1

PC3: 192.168.1.3

PC2: 192.168.1.2

PC4: 192.168.1.4

PC5: 192.168.1.5

80.103.104.68

44

+Il router: DHCP

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n Il server DHCP assegna in maniera automatica un indirizzo IP alle macchine che si connettono a internet

n Un IP dinamico è un indirizzo che cambia ad ogni ingresso in rete

n Ogni PC che si collega alla LAN dotato di IP dinamico, invia al server DHCP la richiesta di assegnazione di un IP tra quelli disponibili nell’intervallo assegnato

45

+Il router: DHCP

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n Esempio di indirizzo IP iniziale: 192.168.1.2 n indirizzo IP finale: 192.168.1.100

n Il router può assegnare al massimo 99 indirizzi

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+Realizzare una rete

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Introduzione al Web : Le reti >> I dispositivi di rete >> Realizzare una rete

n Tutti i router sul mercato offrono la funzione NAT e DHCP

n Il firewall può essere sostituito con altri software

n Negli ultimi anni sono stati messi sul mercato router ancora più ricchi di funzionalità

n Es: modem wireless integrato

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+Il modem

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Introduzione al Web : Le reti >> I dispositivi di rete >> Il modem

n Componente hardware fondamentale per la connessione ad internet

n Modem analogico n trasmette i segnali digitali ricevuti dal PC in

segnali analogici compatibili con la linea telefonica

n lavoro di MOdulazione e DEModulazione n superato dalla tecnologia a banda larga n …

48

+Il modem

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Introduzione al Web : Le reti >> I dispositivi di rete >> Il modem

n (cont.) n La velocità di trasmissione è di 56 kbps n Rimane il sistema più diffuso in quanto la presa

telefonica è presente quasi ovunque n Modem digitale n componente hardware da utilizzare in presenza

di connessione a banda larga n lavora sempre con segnali digitali

49

+Sommario

n Le reti n Definizione di rete n Classificazione delle reti n I dispositivi di rete

n Ringraziamenti n Parte del materiale di questa lezione è stato

sviluppato a partire dalle lezioni della Dott.ssa Anna Vicari e della Dott.ssa Irina Coviello

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Introduzione al Web : Le reti >> Sommario 50

+Termini della Licenza

n This work is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License. To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by-sa/1.0/ or send a letter to Creative Commons, 559 Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305, USA.

n Questo lavoro viene concesso in uso secondo i termini della licenza “Attribution-ShareAlike” di Creative Commons. Per ottenere una copia della licenza, è possibile visitare http://creativecommons.org/licenses/by-sa/1.0/ oppure inviare una lettera all’indirizzo Creative Commons, 559 Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305, USA.

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Introduzione al Web : Le reti >> Termini della Licenza 51

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