La rete del futuro La rete del futuro nell’autonomia scolasticanell’autonomia scolastica

Sezione propedeuticaSezione propedeutica

Le topologie di rete Le topologie di rete fondamentalifondamentali

Il concetto di topologiaIl concetto di topologia

La TOPOLOGIA è la La TOPOLOGIA è la struttura utilizzata per struttura utilizzata per poter collegare tra poter collegare tra loro i calcolatori di loro i calcolatori di una rete.una rete.

È È fondamentalefondamentale, al , al momento della momento della progettazione della progettazione della rete, scegliere la rete, scegliere la modalità giusta per modalità giusta per evitare problemi futuri.evitare problemi futuri.

Le principali topologieLe principali topologie

a BUS o in linea rettaa BUS o in linea retta

ad ANELLOad ANELLO

a STELLAa STELLA

Fra queste, la Fra queste, la topologia a stella,topologia a stella, col passare col passare degli anni, ha conquistato la supremazia degli anni, ha conquistato la supremazia rispondendo, meglio delle altre, ai requisiti di rispondendo, meglio delle altre, ai requisiti di AFFIDABILITÀ, SCALABILITÀ, PROTEZIONE, AFFIDABILITÀ, SCALABILITÀ, PROTEZIONE, VELOCITÀ.VELOCITÀ.

La topologia a BUSLa topologia a BUS

La più semplice ed La più semplice ed economica da economica da implementare, è implementare, è costituita da un cavo costituita da un cavo dorsale di tipo dorsale di tipo coassialecoassiale a cui a cui vengono collegati i vengono collegati i computer come se computer come se fossero vestiti fossero vestiti appesi. Alle appesi. Alle estremità del cavo estremità del cavo vengono posti vengono posti particolari tappi detti particolari tappi detti terminatoriterminatori..

La topologia a BUSLa topologia a BUS

Ogni computer (o Ogni computer (o nodonodo) della rete partecipa in ) della rete partecipa in modo passivo, restando in “ascolto” e in modo passivo, restando in “ascolto” e in attesa di messaggi a lui destinati. attesa di messaggi a lui destinati.

Ogni nodo può inviare dati, questi vengono Ogni nodo può inviare dati, questi vengono ricevuti da tutti i nodi ma solo il destinatario ricevuti da tutti i nodi ma solo il destinatario può intercettarli e leggerli.può intercettarli e leggerli.

Il nodo A trasmette al nodo B; C riceve ma non decifra

A B C

OK! ???

La topologia a BUSLa topologia a BUS La trasmissione di un pacchetto di dati può La trasmissione di un pacchetto di dati può

essere effettuata da un solo nodo alla volta; in essere effettuata da un solo nodo alla volta; in caso di conflitto (due nodi che trasmettono caso di conflitto (due nodi che trasmettono contemporaneamente), la rete utilizza una contemporaneamente), la rete utilizza una sorta di mediazione.sorta di mediazione.

Lo standard Ethernet, per esempio, gestisce le Lo standard Ethernet, per esempio, gestisce le collisioni con la tecnica CSMA/CD, che annulla collisioni con la tecnica CSMA/CD, che annulla entrambe le trasmissioni per ritentarle dopo un entrambe le trasmissioni per ritentarle dopo un tempo variabile.tempo variabile.

Malgrado la semplicità e il basso costo, questa Malgrado la semplicità e il basso costo, questa topologia presenta alcuni inconvenienti:topologia presenta alcuni inconvenienti:

non è non è affidabileaffidabile, in quanto un’interruzione del , in quanto un’interruzione del cavo determina il blocco dell’intera rete;cavo determina il blocco dell’intera rete;

difetta in difetta in scalabilitàscalabilità, in quanto malgrado sia , in quanto malgrado sia semplice aggiungere nodi, questi non possono semplice aggiungere nodi, questi non possono superare un certo limite;superare un certo limite;

non è non è veloce (veloce (max max 10Mbps)10Mbps), è la velocità , è la velocità diminuisce drasticamente con l’aumentare dei diminuisce drasticamente con l’aumentare dei nodi e del traffico.nodi e del traffico.

La topologia a BUSLa topologia a BUS

La topologia a BUS –La topologia a BUS – conclusioniconclusioni

VANTAGGI:VANTAGGI: economicaeconomica semplice da semplice da

realizzarerealizzare facilmente facilmente

ampliabileampliabile

SVANTAGGI:SVANTAGGI: poco affidabilepoco affidabile numero max di numero max di

nodi limitatonodi limitato decadimento decadimento

prestazioni in prestazioni in caso di trafficocaso di traffico

La topologia ad ANELLOLa topologia ad ANELLO

È costituita da cavi È costituita da cavi speciali che collegano speciali che collegano tra loro i vari tra loro i vari computer formando computer formando un cerchio chiusoun cerchio chiuso

I dati trasmessi I dati trasmessi scorrono in un solo scorrono in un solo senso, la trasmissione senso, la trasmissione si intende terminata si intende terminata quando le quando le informazioni, dopo un informazioni, dopo un intero ciclo, ritornano intero ciclo, ritornano al mittente.al mittente.

La topologia ad ANELLOLa topologia ad ANELLO

Ogni Ogni nodonodo della rete della rete partecipa in modo partecipa in modo attivo, ricevendo ed attivo, ricevendo ed inoltrando i pacchetti di inoltrando i pacchetti di dati (a volte anche dati (a volte anche amplificandone il amplificandone il segnale) ad una segnale) ad una velocità max di velocità max di 16Mbps16Mbps

In caso di interruzione In caso di interruzione del cavo o guasto ad un del cavo o guasto ad un nodo, si rischia il nodo, si rischia il blocco dell’intera reteblocco dell’intera rete

A

B

C

Il nodo B, ricevuto un pacchetto dal nodo A, lo inoltra al nodo C, che a sua volta…

La topologia ad ANELLOLa topologia ad ANELLO Si utilizza un sistema a Si utilizza un sistema a gettonigettoni ( (tokentoken) per ) per

evitare conflitti di trasmissione.evitare conflitti di trasmissione. Il token (un ridotto numero di bit) circola Il token (un ridotto numero di bit) circola

nell’anello da nodo a nodo ininterrottamente, nell’anello da nodo a nodo ininterrottamente, solo chi in quel momento detiene il token può solo chi in quel momento detiene il token può trasmettere dati.trasmettere dati.

Il nodo trasmittente modifica il token per Il nodo trasmittente modifica il token per indicare che è in uso e lo trasmette insieme indicare che è in uso e lo trasmette insieme al pacchetto di datial pacchetto di dati

I nodi si passano il token e i dati trasmessi I nodi si passano il token e i dati trasmessi fino al destinatario, che a sua volta modifica fino al destinatario, che a sua volta modifica il token per indicare l’avvenuta ricezione il token per indicare l’avvenuta ricezione

La topologia ad ANELLO –La topologia ad ANELLO – conclusioniconclusioni

VANTAGGI:VANTAGGI: stesse possibilità stesse possibilità

per i nodi di per i nodi di trasmetteretrasmettere

le prestazioni non le prestazioni non decadono decadono aumentando i aumentando i nodi nodi

SVANTAGGI:SVANTAGGI: scarsamente scarsamente

diffusa, poco diffusa, poco economicaeconomica

In taluni casi In taluni casi difetta in difetta in affidabilitàaffidabilità

La topologia a STELLALa topologia a STELLA Ogni nodo è collegato con Ogni nodo è collegato con

un proprio cavo ad un un proprio cavo ad un apparato centrale apparato centrale chiamato chiamato HUBHUB o o concentratoreconcentratore

I dati trasmessi (fino a I dati trasmessi (fino a 1000Mbps1000Mbps) giungono ) giungono all’hub, che replica il all’hub, che replica il pacchetto inviandolo a pacchetto inviandolo a tutti i nodi collegatitutti i nodi collegati

È facile monitorare il È facile monitorare il funzionamento della rete, funzionamento della rete, grazie alle spie luminose grazie alle spie luminose dell’hubdell’hub

Hub

La topologia a STELLALa topologia a STELLA I dati inviati da un nodo, I dati inviati da un nodo,

malgrado vengano malgrado vengano ricevuti da tutti i nodi, ricevuti da tutti i nodi, sono intercettabili solo dal sono intercettabili solo dal destinatariodestinatario

In caso di conflitto di In caso di conflitto di trasmissione, la topologia trasmissione, la topologia a stella cerca una a stella cerca una mediazione tra i mediazione tra i contendenti (nello contendenti (nello standard Ethernet, come standard Ethernet, come già visto per le topologie a già visto per le topologie a bus, le collisioni sono bus, le collisioni sono gestite con la tecnica gestite con la tecnica CSMA/CD)CSMA/CD)

Hub

La topologia a STELLALa topologia a STELLA Dato che ogni nodo è Dato che ogni nodo è

connesso all’hub con connesso all’hub con un proprio cavo, un proprio cavo, l’interruzione di questo l’interruzione di questo non interferisce con gli non interferisce con gli altri collegamentialtri collegamenti

Viceversa, l’elemento cruciale in una rete a Viceversa, l’elemento cruciale in una rete a stella è l’hub; un guasto a questo componente stella è l’hub; un guasto a questo componente (comunque abbastanza affidabile) comporta il (comunque abbastanza affidabile) comporta il blocco di tutti i collegamentiblocco di tutti i collegamenti

Quando i nodi aumentano ed un hub non è più Quando i nodi aumentano ed un hub non è più sufficiente, è possibile aggiungere altri hub in sufficiente, è possibile aggiungere altri hub in cascata: si forma così una topologia mista cascata: si forma così una topologia mista (stella-bus o stella-anello).(stella-bus o stella-anello).

La topologia a STELLALa topologia a STELLA – – conclusioniconclusioni

VANTAGGI:VANTAGGI: molto diffusa, molto diffusa,

componenti componenti economicieconomici

nessuna interruzione nessuna interruzione in caso di guasti ad in caso di guasti ad un cavo/nodoun cavo/nodo

facilmente scalabilefacilmente scalabile

SVANTAGGI:SVANTAGGI: consistente consistente

utilizzo di caviutilizzo di cavi blocco completo blocco completo

in caso di guasto in caso di guasto dell’hubdell’hub

Le topologie MISTELe topologie MISTE Spesso, nel creare una rete di una certa Spesso, nel creare una rete di una certa

dimensione, si può ricorrere ad un misto di dimensione, si può ricorrere ad un misto di topologietopologie

Quasi sempre la struttura a stella è il cardine Quasi sempre la struttura a stella è il cardine di una topologia mista, grazie alla possibilità di una topologia mista, grazie alla possibilità di essere facilmente ampliata e modificata.di essere facilmente ampliata e modificata.

collegamento a stella

collegamento a stella

collegamento a bus

Le topologie MISTELe topologie MISTE

collegamento a stella

collegamento a stella

collegamento ad ANELLO

collegamento a stella

Le topologie MISTELe topologie MISTE In una rete a stella mista, assume fondamentale In una rete a stella mista, assume fondamentale

importanza la qualità dei cavi che collegano tra di importanza la qualità dei cavi che collegano tra di loro i vari hub (detti loro i vari hub (detti dorsali dorsali o bo backboneackbone))

In una rete di grandi dimensioni, l’utilizzo di In una rete di grandi dimensioni, l’utilizzo di switch switch al posto degli hub consente di al posto degli hub consente di razionalizzare la circolazione delle informazioni, a razionalizzare la circolazione delle informazioni, a fronte di un aumento non indifferente dei costi.fronte di un aumento non indifferente dei costi.

Lo switch dirige infatti le informazioni trasmesse Lo switch dirige infatti le informazioni trasmesse solamente verso il nodo destinatariosolamente verso il nodo destinatario

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