LEZIONE N. 3LEZIONE -...

Introduzione alle griglie computazionali - a.a. 2005-06 1

Introduzione alle griglie computazionali

Università degli Studi di Napoli Federico IICorso di Laurea in Informatica – III Anno

LEZIONELEZIONE N. 3

• Le reti di calcolo locali e geografiche. Cenni storici• Cablaggio e dispositivi di rete


Cenni storici Cenni storici

Le prime reti a contesaLe prime reti a contesa

Il cablaggio di reteIl cablaggio di rete

I dispositivi di reteI dispositivi di rete

Indice degli argomentiIndice degli argomenti

Il lancio dello Il lancio dello SputnikSputnik. L. L’’ agenzia ARPA. Nascita agenzia ARPA. Nascita di di UnicsUnics. Autori di . Autori di UnicsUnics e dei linguaggi B e C.e dei linguaggi B e C.Nascita dei protocolli TCP/IP.Nascita dei protocolli TCP/IP.

La rete ALHOA. Le reti a BUS (La rete ALHOA. Le reti a BUS (ethernetethernet). Le reti ). Le reti ad anello (ad anello (tokentoken ring, ring, fddifddi ). Le reti a contesa ). Le reti a contesa (CMSA/CD). Confronto tra algoritmi a contesa.(CMSA/CD). Confronto tra algoritmi a contesa.

I coassiali. I doppini. I cavi in fibra ottica.I coassiali. I doppini. I cavi in fibra ottica.

I Terminal server. I I Terminal server. I RepeaterRepeater. I Bridge. Gli . I Bridge. Gli switchswitch. Nascita delle reti a stella. I . Nascita delle reti a stella. I routerrouter


Cenni storiciCenni storici


Il 4 ottobre 1957, in piena guerra fredda, lIl 4 ottobre 1957, in piena guerra fredda, lIl 4 ottobre 1957, in piena guerra fredda, lIl 4 ottobre 1957, in piena guerra fredda, lIl 4 ottobre 1957, in piena guerra fredda, lIl 4 ottobre 1957, in piena guerra fredda, lIl 4 ottobre 1957, in piena guerra fredda, lIl 4 ottobre 1957, in piena guerra fredda, l’’’’’’’’Unione Sovietica Unione Sovietica Unione Sovietica Unione Sovietica Unione Sovietica Unione Sovietica Unione Sovietica Unione Sovietica effettuò il lancio dello SPUTNIK, il primo satellite al mondo meffettuò il lancio dello SPUTNIK, il primo satellite al mondo meffettuò il lancio dello SPUTNIK, il primo satellite al mondo meffettuò il lancio dello SPUTNIK, il primo satellite al mondo meffettuò il lancio dello SPUTNIK, il primo satellite al mondo meffettuò il lancio dello SPUTNIK, il primo satellite al mondo meffettuò il lancio dello SPUTNIK, il primo satellite al mondo meffettuò il lancio dello SPUTNIK, il primo satellite al mondo messo in orbita esso in orbita esso in orbita esso in orbita esso in orbita esso in orbita esso in orbita esso in orbita

attorno alla terra; viaggiando a una quota di 300 Km e a una velattorno alla terra; viaggiando a una quota di 300 Km e a una velattorno alla terra; viaggiando a una quota di 300 Km e a una velattorno alla terra; viaggiando a una quota di 300 Km e a una velattorno alla terra; viaggiando a una quota di 300 Km e a una velattorno alla terra; viaggiando a una quota di 300 Km e a una velattorno alla terra; viaggiando a una quota di 300 Km e a una velattorno alla terra; viaggiando a una quota di 300 Km e a una velocitocitocitocitocitocitocitocitàààààààà di 8 Km/s, di 8 Km/s, di 8 Km/s, di 8 Km/s, di 8 Km/s, di 8 Km/s, di 8 Km/s, di 8 Km/s, rientrò sulla terra dopo 90 minutirientrò sulla terra dopo 90 minutirientrò sulla terra dopo 90 minutirientrò sulla terra dopo 90 minutirientrò sulla terra dopo 90 minutirientrò sulla terra dopo 90 minutirientrò sulla terra dopo 90 minutirientrò sulla terra dopo 90 minuti

Nasce lNasce lNasce lNasce lNasce lNasce lNasce lNasce l’’’’’’’’era era era era era era era era dei satelliti dei satelliti dei satelliti dei satelliti dei satelliti dei satelliti dei satelliti dei satelliti

SPIA !SPIA !SPIA !SPIA !SPIA !SPIA !SPIA !SPIA !


Le reazioni americane al lancio dello Le reazioni americane al lancio dello Le reazioni americane al lancio dello Le reazioni americane al lancio dello Le reazioni americane al lancio dello Le reazioni americane al lancio dello Le reazioni americane al lancio dello Le reazioni americane al lancio dello SputnikSputnikSputnikSputnikSputnikSputnikSputnikSputnik da parte dei sovieticida parte dei sovieticida parte dei sovieticida parte dei sovieticida parte dei sovieticida parte dei sovieticida parte dei sovieticida parte dei sovietici

‒ I problemi di spionaggio risalgono fino ai tempi di I problemi di spionaggio risalgono fino ai tempi di I problemi di spionaggio risalgono fino ai tempi di I problemi di spionaggio risalgono fino ai tempi di Giulio CesareGiulio CesareGiulio CesareGiulio Cesare che che che che usava un codice segreto per le comunicazioni fra le legioni durausava un codice segreto per le comunicazioni fra le legioni durausava un codice segreto per le comunicazioni fra le legioni durausava un codice segreto per le comunicazioni fra le legioni durante la nte la nte la nte la guerra gallicaguerra gallicaguerra gallicaguerra gallica

‒ Il Dipartimento della Difesa americana Il Dipartimento della Difesa americana Il Dipartimento della Difesa americana Il Dipartimento della Difesa americana mostrò lmostrò lmostrò lmostrò l’’’’esigenza di una rete di esigenza di una rete di esigenza di una rete di esigenza di una rete di computer di controllo e di comando per far fronte ad uncomputer di controllo e di comando per far fronte ad uncomputer di controllo e di comando per far fronte ad uncomputer di controllo e di comando per far fronte ad un’’’’eventuale eventuale eventuale eventuale guerra nucleare contro lguerra nucleare contro lguerra nucleare contro lguerra nucleare contro l’’’’Unione SovieticaUnione SovieticaUnione SovieticaUnione Sovietica....

‒ Le reti telematiche militariLe reti telematiche militariLe reti telematiche militariLe reti telematiche militari, fatte con i circuiti della telefonia , fatte con i circuiti della telefonia , fatte con i circuiti della telefonia , fatte con i circuiti della telefonia tradizionale, venivano considerate tradizionale, venivano considerate tradizionale, venivano considerate tradizionale, venivano considerate troppo vulnerabili.troppo vulnerabili.troppo vulnerabili.troppo vulnerabili.


La rete ARPANET nel dicembre 1969La rete ARPANET nel dicembre 1969La rete ARPANET nel dicembre 1969La rete ARPANET nel dicembre 1969La rete ARPANET nel dicembre 1969La rete ARPANET nel dicembre 1969La rete ARPANET nel dicembre 1969La rete ARPANET nel dicembre 1969

Nel 1958 nasce negli Nel 1958 nasce negli Nel 1958 nasce negli Nel 1958 nasce negli USA lUSA lUSA lUSA l’’’’agenzia agenzia agenzia agenzia

ARPAARPAARPAARPA((((AdvancedAdvancedAdvancedAdvanced ResearchResearchResearchResearch Project Project Project Project AgencyAgencyAgencyAgency))))

aveva il compito di fornire aveva il compito di fornire aveva il compito di fornire aveva il compito di fornire nuove ed avanzate nuove ed avanzate nuove ed avanzate nuove ed avanzate tecnologie ai militaritecnologie ai militaritecnologie ai militaritecnologie ai militari


La rete ARPANET nel 1971La rete ARPANET nel 1971


La rete ARPANET nel 1980La rete ARPANET nel 1980


LL’’hardware di ARPANET hardware di ARPANET

• Honeywell DDP-316 (RAM 12K parole di 16 bit)• IMP - Interface Message processor• Velocità di trasmissione tra IMP: 56 kbps


Murray Hills - Foto di proprietà degli Archivi della AT&T e stampata con il permesso dell’AT&T (Property of AT&T Archives. Reprinted with permission of AT&T).


Ken Thompson - Property of AT&T Archives.

Nel 1969 Nel 1969 KenKen ThompsonThompson, presso i , presso i BellBellLaboratoriesLaboratories di di MurrayMurray HillHill, creò un sistema , creò un sistema operativo prendendo spunto dal operativo prendendo spunto dal MulticsMultics e e dandogli il nome di dandogli il nome di UnicsUnics sottolineando il fatto sottolineando il fatto di essere di essere monoutentemonoutente. .

UnicsUnics stava per stava per UNiplexedUNiplexed InformationInformation and Computing Systemand Computing System. .

Questo sistema operativo, che poco dopo prese Questo sistema operativo, che poco dopo prese il nome di Unix, fu sviluppato su un elaboratore il nome di Unix, fu sviluppato su un elaboratore DigitalDigital PDPPDP--7 utilizzando il 7 utilizzando il linguaggio linguaggio interpretato Binterpretato B realizzato da realizzato da ThompsonThompson stesso. stesso.

I fondatori di I fondatori di UNIXUNIX non sanno pinon sanno piùù nulla di nulla di questo vecchio PDPquesto vecchio PDP--7, esso fu donato ad un 7, esso fu donato ad un college dopodichcollege dopodichéé ne fu persa ogni traccia.ne fu persa ogni traccia.

Nel 1969 nasce Nel 1969 nasce UnicsUnics


Dennis Ritchie -Property of AT&T Archives

1973: Unix viene riscritto in C 1973: Unix viene riscritto in C Nel 1973 Dennis Ritchie,

che aveva scritto il linguaggio C derivandolo dal B, e KenThompson, insieme, riscrissero completamente il sistema operativo Unix in C.

Unix fu progettato con l’intento di realizzare uno strumento orientato allo sviluppo del software di base e alla produzione di documenti.


David G. Korn, scrisse la Korn Shell - Foto di proprietà degli Archivi della AT&T e stampata con il permesso dell’AT&T (Property of AT&T Archives. Reprinted with permission of AT&T).


Linus Torvalds – Ha scritto Linux.


Primi collegamenti satellitariPrimi collegamenti satellitariPrimi collegamenti satellitariPrimi collegamenti satellitariPrimi collegamenti satellitariPrimi collegamenti satellitariPrimi collegamenti satellitariPrimi collegamenti satellitari

… un ricercatore si collegò via radio con il suo computer alla rete Arpanet …

… e da questa, via satellite, si collegò con il suo calcolatore nella University College di Londra.

Londra

Dall’interno di un camion, per le strade della California …


Nascita dei protocolli di InternetNascita dei protocolli di InternetNascita dei protocolli di InternetNascita dei protocolli di Internet

Gli studi sui collegamenti tra reti Gli studi sui collegamenti tra reti Gli studi sui collegamenti tra reti Gli studi sui collegamenti tra reti remote culminarono remote culminarono remote culminarono remote culminarono

nel 1974nel 1974nel 1974nel 1974con la definizione ad opera di con la definizione ad opera di con la definizione ad opera di con la definizione ad opera di

CerfCerfCerfCerf eeee KahnKahnKahnKahndei protocollidei protocollidei protocollidei protocolli

TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP(Transfer Control (Transfer Control (Transfer Control (Transfer Control (Transfer Control (Transfer Control (Transfer Control (Transfer Control ProtocolProtocolProtocolProtocolProtocolProtocolProtocolProtocol/Internet /Internet /Internet /Internet /Internet /Internet /Internet /Internet ProtocolProtocolProtocolProtocolProtocolProtocolProtocolProtocol))))))))

CerfCerf –– Insignito nel 2005 del premio Insignito nel 2005 del premio TuringTuring


Sviluppo di ARPANETSviluppo di ARPANETSviluppo di ARPANETSviluppo di ARPANET• dicembre 1969 4 nodi

• luglio 1970 7 nodi

• marzo 1971 15 nodi

• aprile 1972 23 nodi

• settembre 1972 34 nodi

• gennaio 1983 >200 nodi

• gennaio 1996 100.000

Oggi nel mondo abbiamo milioni di nodi !Oggi nel mondo abbiamo milioni di nodi !Oggi nel mondo abbiamo milioni di nodi !Oggi nel mondo abbiamo milioni di nodi !


Nel 1977 nasce la posta elettronicaNel 1977 nasce la posta elettronicaNel 1977 nasce la posta elettronicaNel 1977 nasce la posta elettronicaDagli anni Dagli anni Dagli anni Dagli anni ’’’’60606060 fino alla fine degli anni fino alla fine degli anni fino alla fine degli anni fino alla fine degli anni ’’’’80 Internet 80 Internet 80 Internet 80 Internet fu praticamente fu praticamente fu praticamente fu praticamente unununun’’’’esclusiva esclusiva esclusiva esclusiva dei dei dei dei dipartimenti scientifici dipartimenti scientifici dipartimenti scientifici dipartimenti scientifici delle universitdelle universitdelle universitdelle universitàààà, impiegata da una , impiegata da una , impiegata da una , impiegata da una ristretta cerchia di studiosi e ricercatoriristretta cerchia di studiosi e ricercatoriristretta cerchia di studiosi e ricercatoriristretta cerchia di studiosi e ricercatori

Nel 1977Nel 1977Nel 1977Nel 1977 aaaa Los Angeles in CaliforniaLos Angeles in CaliforniaLos Angeles in CaliforniaLos Angeles in Californiadecollò lo strumento fondamentale che decollò lo strumento fondamentale che decollò lo strumento fondamentale che decollò lo strumento fondamentale che favorfavorfavorfavorìììì la comunicazione di messaggi in la comunicazione di messaggi in la comunicazione di messaggi in la comunicazione di messaggi in tempo reale e a costi irrisori: tempo reale e a costi irrisori: tempo reale e a costi irrisori: tempo reale e a costi irrisori:

la POSTA ELETTRONICAla POSTA ELETTRONICAla POSTA ELETTRONICAla POSTA ELETTRONICA

Oggi in Italia si spedisconoOggi in Italia si spedisconoOggi in Italia si spedisconoOggi in Italia si spediscono400 milioni di mail al giorno400 milioni di mail al giorno400 milioni di mail al giorno400 milioni di mail al giorno

pari a circapari a circapari a circapari a circa146 miliardi di mail all146 miliardi di mail all146 miliardi di mail all146 miliardi di mail all’’’’annoannoannoanno....

Agli inizi del 2005 Agli inizi del 2005 Agli inizi del 2005 Agli inizi del 2005 èèèè stata pubblicata la legge che conferisce stata pubblicata la legge che conferisce stata pubblicata la legge che conferisce stata pubblicata la legge che conferisce valore valore valore valore legale alla Posta legale alla Posta legale alla Posta legale alla Posta ElettornicaElettornicaElettornicaElettornica

eeee----MailMailMailMail


Strumenti di calcolo anni Strumenti di calcolo anni Strumenti di calcolo anni Strumenti di calcolo anni Strumenti di calcolo anni Strumenti di calcolo anni Strumenti di calcolo anni Strumenti di calcolo anni ‘‘‘‘‘‘‘‘7070707070707070

Macchina calcolatrice Olivetti, faceva le quattro operazioni !


Anni 70: a che punto era la tecnologia ?Anni 70: a che punto era la tecnologia ?Anni 70: a che punto era la tecnologia ?Anni 70: a che punto era la tecnologia ?

1 Byte = 8 bit1 Byte = 8 bit1 Byte = 8 bit1 Byte = 8 bit 1 bit1 bit1 bit1 bit

memorie a nuclei di ferritememorie a nuclei di ferritememorie a nuclei di ferritememorie a nuclei di ferrite


Confronto tra le dimensioni delle memorie di ieri e di oggiConfronto tra le dimensioni delle memorie di ieri e di oggiConfronto tra le dimensioni delle memorie di ieri e di oggiConfronto tra le dimensioni delle memorie di ieri e di oggi

Anni Anni Anni Anni ‘‘‘‘70707070128 Byte = 1024 bit128 Byte = 1024 bit128 Byte = 1024 bit128 Byte = 1024 bit

cm 13cm 13cm 13cm 13Nel 2004Nel 2004Nel 2004Nel 2004Scheda di memoria da 4 Scheda di memoria da 4 Scheda di memoria da 4 Scheda di memoria da 4 GbyteGbyteGbyteGbyte, pari a 32 , pari a 32 , pari a 32 , pari a 32 GbitGbitGbitGbit,,,,

ciociociocioèèèè 32 miliardi di bit circa32 miliardi di bit circa32 miliardi di bit circa32 miliardi di bit circa


Anni 70: a che punto era la tecnologia ?Anni 70: a che punto era la tecnologia ?Anni 70: a che punto era la tecnologia ?Anni 70: a che punto era la tecnologia ?Le schede perforateLe schede perforateLe schede perforateLe schede perforate

• AllAllAllAll’epoca i terminali erano poco diffusi, i programmi venivano epoca i terminali erano poco diffusi, i programmi venivano epoca i terminali erano poco diffusi, i programmi venivano epoca i terminali erano poco diffusi, i programmi venivano scritti, tramite macchine perforatrici, su schede che potevano scritti, tramite macchine perforatrici, su schede che potevano scritti, tramite macchine perforatrici, su schede che potevano scritti, tramite macchine perforatrici, su schede che potevano contenere al massimo 80 carattericontenere al massimo 80 carattericontenere al massimo 80 carattericontenere al massimo 80 caratteri

• In una seconda fase le schede venivano lette da apposite In una seconda fase le schede venivano lette da apposite In una seconda fase le schede venivano lette da apposite In una seconda fase le schede venivano lette da apposite macchine ed incamerate dal calcolatoremacchine ed incamerate dal calcolatoremacchine ed incamerate dal calcolatoremacchine ed incamerate dal calcolatore


Un poUn poUn poUn po’ di nomenclaturadi nomenclaturadi nomenclaturadi nomenclaturaLAN: Local Area Network

MAN: Metropolitan Area Network

WAN: Wide Area Network


Nel 1983 Nel 1983 Nel 1983 Nel 1983 Nel 1983 Nel 1983 Nel 1983 Nel 1983 MILNETMILNETMILNETMILNETMILNETMILNETMILNETMILNET, la rete militare USA, si stacca , la rete militare USA, si stacca , la rete militare USA, si stacca , la rete militare USA, si stacca , la rete militare USA, si stacca , la rete militare USA, si stacca , la rete militare USA, si stacca , la rete militare USA, si stacca da ARPANET e nascono nuove retida ARPANET e nascono nuove retida ARPANET e nascono nuove retida ARPANET e nascono nuove retida ARPANET e nascono nuove retida ARPANET e nascono nuove retida ARPANET e nascono nuove retida ARPANET e nascono nuove reti

•• NFSNETNFSNETNFSNETNFSNETNFSNETNFSNETNFSNETNFSNET (mondo accademico USA)(mondo accademico USA)(mondo accademico USA)(mondo accademico USA)(mondo accademico USA)(mondo accademico USA)(mondo accademico USA)(mondo accademico USA)•• HEPNETHEPNETHEPNETHEPNETHEPNETHEPNETHEPNETHEPNET (fisici delle alte energie)(fisici delle alte energie)(fisici delle alte energie)(fisici delle alte energie)(fisici delle alte energie)(fisici delle alte energie)(fisici delle alte energie)(fisici delle alte energie)•• BITNETBITNETBITNETBITNETBITNETBITNETBITNETBITNET ((((((((mainframemainframemainframemainframemainframemainframemainframemainframe IBM)IBM)IBM)IBM)IBM)IBM)IBM)IBM)•• EARN EARN EARN EARN EARN EARN EARN EARN (mondo accademico europeo)(mondo accademico europeo)(mondo accademico europeo)(mondo accademico europeo)(mondo accademico europeo)(mondo accademico europeo)(mondo accademico europeo)(mondo accademico europeo)


Le prime reti a contesa


Reti locali: prime reti a contesaReti locali: prime reti a contesa

•• nacquero negli anni 70 presso nacquero negli anni 70 presso ll’’UniversitUniversitàà delle Hawaiidelle Hawaii

•• basate su basate su sistemi radiosistemi radio, servivano , servivano per collegare le macchine dislocate per collegare le macchine dislocate sulle varie isole sulle varie isole


ALOHA puroALOHA puro

Ideato da Ideato da NormanNorman AbramsonAbramson, i calcolatori , i calcolatori iniziavano la trasmissione iniziavano la trasmissione radioradio ogni ogni qualvolta che avevano un messaggio da qualvolta che avevano un messaggio da spedire spedire senza controllaresenza controllare se altre stazioni se altre stazioni stavano facendo altrettanto, in caso di stavano facendo altrettanto, in caso di collisione la trasmissione veniva ripetuta collisione la trasmissione veniva ripetuta dopo un tempo di attesa casualedopo un tempo di attesa casuale


ALOHA a slotALOHA a slotIdeato da Ideato da RobertsRoberts, prevedeva una , prevedeva una macchina il cui compito era quello di macchina il cui compito era quello di fungere da orologio scandendo il tempo fungere da orologio scandendo il tempo emettendo segnali emettendo segnali radioradio ad intervalli ad intervalli (slot) regolari, tutti gli altri computer (slot) regolari, tutti gli altri computer potevano trasmettere solo a partire potevano trasmettere solo a partire dalldall’’inizio di un nuovo slot. Questo inizio di un nuovo slot. Questo sistema forniva sistema forniva prestazioni doppieprestazioni doppierispetto ad rispetto ad ALOHA puroALOHA puro..


La rete La rete EthernetEthernet

Digital, Intel e Xerox Digital, Intel e Xerox produssero uno produssero uno standard che diventerstandard che diventeràà la base dellla base dell’’ISOISO--IEEE 802.3IEEE 802.3


Evoluzione velocitEvoluzione velocitàà di calcolodi calcolo

-- Anni Anni ’’70: un70: un’’istruzione in 100 nanosecondiistruzione in 100 nanosecondi-- oggi: unoggi: un’’struzionestruzione in 1 nanosecondoin 1 nanosecondo


Evoluzione velocitEvoluzione velocitàà trasmissione datitrasmissione dati

•• Anni Anni ’’70: collegamenti a 56 70: collegamenti a 56 kbpskbps•• Anni Anni ’’90: collegamenti a 1 90: collegamenti a 1 GbpsGbps•• Oggi: collegamenti a 10 Oggi: collegamenti a 10 GbpsGbps


Evoluzione velocitEvoluzione velocitàà reti localireti locali

•• Token RingToken Ring 4 Mbps4 Mbps•• EthernetEthernet 10 Mbps10 Mbps•• Token RingToken Ring 16 Mbps16 Mbps•• FDDIFDDI 100 100 MbpsMbps•• Fast EthernetFast Ethernet 100 100 MbpsMbps•• GigabitGigabit EthernetEthernet 1 G1 Gbpsbps•• MyrinetMyrinet 2.5 2.5 GbpsGbps


Tipi di rete

••RetiReti diffusivediffusive ((lanlan))

••RetiReti puntopunto--puntopunto (man, (man, wanwan))


Reti locali (LAN) a busReti locali (LAN) a busReti locali (LAN) a busReti locali (LAN) a busReti locali (LAN) a busReti locali (LAN) a busReti locali (LAN) a busReti locali (LAN) a bus


CSMA/CD CSMA/CD ((CarrierCarrier SenseSense Multiple Access / Multiple Access / CollisionCollision Detection)Detection)

per un cavo coassiale di 1 km, il tempo di per un cavo coassiale di 1 km, il tempo di propagazione di un segnale elettrico propagazione di un segnale elettrico èè di circa di circa 55µµµµµµµµsecsec

per rilevare unper rilevare un’’eventuale collisione bisogna eventuale collisione bisogna attendere 10attendere 10µµµµµµµµsecsec

questo intervallo di 10 questo intervallo di 10 micromicro--secondisecondi viene viene chiamato chiamato slot slot di contesadi contesa


Confronto tra Confronto tra algoritmi a algoritmi a contesacontesa


BINARY EXPONENTIAL BACKOF ALGORITHMBINARY EXPONENTIAL BACKOF ALGORITHM

n. collisionin. collisioni112233ii

dopo 10dopo 101616

slot di contesaslot di contesa0 0 ÷÷ 110 0 ÷÷ 33

0 0 ÷÷ 2233--110 0 ÷÷ 22ii--110 0 ÷÷ 10231023impossibileimpossibile


EFFICIENZA DI UN CANALE A CONTESAEFFICIENZA DI UN CANALE A CONTESA

Tempo trasmissione pacchettoTempo trasmissione pacchetto--------------------------------------------------------------------------------------Tempo trasmissione pacchetto + tempo contesa medioTempo trasmissione pacchetto + tempo contesa medio

11

.5.5

1616 256256

1024 byte1024 byte512 byte512 byte128 byte128 byte64 byte64 byte


Reti ad anelloReti ad anello

Esempio di rete ad Esempio di rete ad anelloanello

Rete ad anello che fa uso Rete ad anello che fa uso di un concentratoredi un concentratore


La rete ad anello TOKEN RING La rete ad anello TOKEN RING ISOISO--IEEE 802.5IEEE 802.5

•• tokentoken: sequenza precisa di bit: sequenza precisa di bit

•• il nodo restituisce il il nodo restituisce il tokentoken: non deve trasmettere: non deve trasmettere

•• il nodo restituisce una propria sequenza per impossessarsi il nodo restituisce una propria sequenza per impossessarsi del mezzo del mezzo trasmissivotrasmissivo

•• quando la spedizione quando la spedizione èè terminata il nodo restituisce il terminata il nodo restituisce il tokentoken

•• la stazione successiva acquisisce eventualmente il diritto di la stazione successiva acquisisce eventualmente il diritto di spedirespedire

•• non esiste contesanon esiste contesa

•• non esistono collisioninon esistono collisioni


La rete ad anello FDDILa rete ad anello FDDI(ANSI X3T9.5 (ANSI X3T9.5 -- FiberFiber DistributedDistributed Data Interface)Data Interface)

•• velocitvelocitàà 100 100 MbpsMbps•• può coprire distanze fino a 200 kmpuò coprire distanze fino a 200 km•• può sostenere fino a 1000 stazionipuò sostenere fino a 1000 stazioni•• viene usata anche come dorsale di altre retiviene usata anche come dorsale di altre reti•• utilizza sia fibre ottiche che cavo in rameutilizza sia fibre ottiche che cavo in rame•• fa uso ridondante di due anellifa uso ridondante di due anelli•• su un anello possono correre pisu un anello possono correre piùù pacchetti contemporaneamentepacchetti contemporaneamente


Le schede di rete Le schede di rete EthernetEthernet

ThinThin ((BncBnc))ThickThick (AUI)(AUI)

UTPUTP


La rete senza fili (La rete senza fili (La rete senza fili (La rete senza fili (La rete senza fili (La rete senza fili (La rete senza fili (La rete senza fili (wirelesswirelesswirelesswirelesswirelesswirelesswirelesswireless o o o o o o o o wifiwifiwifiwifiwifiwifiwifiwifi))))))))

WirelessWirelessWirelessWirelessWirelessWirelessWirelessWireless LanLanLanLanLanLanLanLan adapteradapteradapteradapteradapteradapteradapteradapter


Le schede di rete Le schede di rete EthernetEthernet

Hanno allHanno all’’interno un codice univoco (interno un codice univoco (ethernetethernetaddressaddress o MAC o MAC addressaddress) d) d’’identificazione la cui identificazione la cui numerazione numerazione èè gestita a livello mondiale. gestita a livello mondiale.

Il MAC Il MAC addressaddress èè formato da formato da sei bytesei byte e viene e viene usato dai protocolli di rete al momento dusato dai protocolli di rete al momento d’’impostare impostare le informazioni identificative per instaurare una le informazioni identificative per instaurare una comunicazione.comunicazione.

Questa Questa univocitunivocitàà evita evita eventualieventuali malfunzionamentimalfunzionamentidovuti a calcolatori che si potrebbero dichiarare dovuti a calcolatori che si potrebbero dichiarare alla rete con lo stesso indirizzo fisico. alla rete con lo stesso indirizzo fisico.


Il cablaggio di reteIl cablaggio di rete


Coassiali, doppini e fibre otticheCoassiali, doppini e fibre ottiche


Mezzi Mezzi trasmissivitrasmissivi elettricielettrici

I mezzi I mezzi trasmissivitrasmissivi elettrici rappresentano elettrici rappresentano ancora oggi il mezzo piancora oggi il mezzo piùù diffuso, e diffuso, e nell'ambito delle reti locali assumono nell'ambito delle reti locali assumono fondamentale importanza per la fondamentale importanza per la realizzazione di infrastrutture per la realizzazione di infrastrutture per la trasmissione di segnali all'interno degli trasmissione di segnali all'interno degli edifici.edifici.


Dovendo trasportare il segnale in forma di Dovendo trasportare il segnale in forma di energia elettrica, energia elettrica, èè necessario che il mezzo necessario che il mezzo abbia le seguenti caratteristiche:abbia le seguenti caratteristiche:

–– massimamassima la la trasmissionetrasmissione dell'energia da un estremo dell'energia da un estremo all'altro;all'altro;

–– minimaminima la la dissipazionedissipazione in altre forme (ad esempio in altre forme (ad esempio calore, irradiazione elettromagnetica);calore, irradiazione elettromagnetica);

–– la la forma d'ondaforma d'onda resti il piresti il piùù possibile possibile inalteratainalterata..

Mezzi Mezzi trasmissivitrasmissivi elettricielettrici


I coassialiI coassiali


Le prime tecniche di trasmissione dei Le prime tecniche di trasmissione dei segnali digitali erano basate sul medesimo segnali digitali erano basate sul medesimo principio: si portava il riferimento di principio: si portava il riferimento di tensione da trasmettitore a ricevitore tensione da trasmettitore a ricevitore tramite un conduttore, e il segnale (o i tramite un conduttore, e il segnale (o i segnali) su un altro conduttore (o su pisegnali) su un altro conduttore (o su piùùd'uno). Questa tecnica di trasmissione d'uno). Questa tecnica di trasmissione èèdetta detta sbilanciatasbilanciata ((LongitudinalLongitudinal modemode).).

Trasmissione sbilanciataTrasmissione sbilanciata


Disturbi sui segnaliDisturbi sui segnali

Il conduttore che trasporta il segnale si comporta Il conduttore che trasporta il segnale si comporta da antenna nei confronti dei campi elettromagnetici da antenna nei confronti dei campi elettromagnetici in cui in cui èè immerso e quindi si hanno:immerso e quindi si hanno:

——disturbi provenienti da altri conduttoridisturbi provenienti da altri conduttori——disturbi provenienti da impianti elettricidisturbi provenienti da impianti elettrici——disturbi provenienti da trasmissioni radio e TV, ecc.disturbi provenienti da trasmissioni radio e TV, ecc.


Il foglio o la calza metallica che avvolge Il foglio o la calza metallica che avvolge il cavo coassiale svolge la triplice il cavo coassiale svolge la triplice funzione di:funzione di:

–– conduttoreconduttore per il ritorno della corrente per il ritorno della corrente del segnaledel segnale

–– riferimento di tensioneriferimento di tensione–– gabbia di gabbia di FaradayFaraday, cio, cioèè schermatura, schermatura, per il conduttore internoper il conduttore interno

Il coassialeIl coassiale


Il cavo coassialeIl cavo coassiale

Il cavo coassiale ha avuto per lungo tempo notevole Il cavo coassiale ha avuto per lungo tempo notevole diffusione nelle reti locali.diffusione nelle reti locali.

Oggi Oggi èè::

—— caduto in disuso nelle LANcaduto in disuso nelle LAN—— eliminato dallo standard ISO/IEC 11801 per i eliminato dallo standard ISO/IEC 11801 per i cablaggi strutturaticablaggi strutturati

—— sostituito dalle fibre ottiche nella fascia ad alte sostituito dalle fibre ottiche nella fascia ad alte prestazioniprestazioni

—— sostituito dai doppini nella fascia a medie sostituito dai doppini nella fascia a medie prestazioniprestazioni


Cavo 10Base5Cavo 10Base5

sinonimi: sinonimi: cavo cavo thickthicktipo di cavo: tipo di cavo: coassiale grossocoassiale grossovelocitvelocitàà: : 10 10 MbpsMbpslunghezza max: lunghezza max: 500 500 mtmtn. attacchi:n. attacchi: maxmax 100100

cavo giallocavo giallo


Cavo Cavo tranceivertranceiver

sinonimi: sinonimi: drop drop cablecablelunghezza lunghezza maxmax: : 50 50 mtmtConnettore:Connettore: 15 poli detto THICK o AUI15 poli detto THICK o AUI

ATTACCO TRANCEIVERATTACCO TRANCEIVER:: collega il cavo 10Base5 (cavo giallo) con il collega il cavo 10Base5 (cavo giallo) con il cavo cavo tranceivertranceiver (cavo bianco)(cavo bianco)

cavo biancocavo bianco


Cavo 10Base2Cavo 10Base2

sinonimi: sinonimi: cavo THINcavo THINtipo di cavo: tipo di cavo: coassiale sottilecoassiale sottilevelocitvelocitàà: : 10 10 MbpsMbpslunghezza lunghezza maxmax: : 200 m.200 m.n. attacchi:n. attacchi: maxmax 3030connettore:connettore: BNCBNC


Considerazioni sui coassialiConsiderazioni sui coassiali

Rispetto al 10Base5 il Rispetto al 10Base5 il 10Base210Base2 ha il ha il vantaggio di essere pivantaggio di essere piùù maneggevolemaneggevole ma ha lo ma ha lo svantaggio di poter gestire un numero svantaggio di poter gestire un numero inferiore di attacchi. inferiore di attacchi.

Dei coassiali Dei coassiali èè difficile difficile ll’’individuazioneindividuazione di di eventuali eventuali rotturerotture sul cavo. sul cavo.

Una tecnica nota Una tecnica nota come come riflessometriariflessometria a a dominio di tempodominio di tempo consente lconsente l’’individuazione di individuazione di interruzioni sul cavo cronometrando interruzioni sul cavo cronometrando ll’’intervallo tra la spedizione di un impulso e il intervallo tra la spedizione di un impulso e il suo ritorno. suo ritorno.


I doppiniI doppini


Connessione al Cavo GialloConnessione al Cavo GialloConnessione al Cavo GialloConnessione al Cavo GialloConnessione al Cavo GialloConnessione al Cavo GialloConnessione al Cavo GialloConnessione al Cavo Giallo

con lcon lcon lcon lcon lcon lcon lcon l’’’’’’’’attuale e minuscolo connettore attuale e minuscolo connettore attuale e minuscolo connettore attuale e minuscolo connettore attuale e minuscolo connettore attuale e minuscolo connettore attuale e minuscolo connettore attuale e minuscolo connettore RJ45RJ45RJ45RJ45RJ45RJ45RJ45RJ45

Confrontiamo il vecchio e grossoConfrontiamo il vecchio e grossoConfrontiamo il vecchio e grossoConfrontiamo il vecchio e grossoConfrontiamo il vecchio e grossoConfrontiamo il vecchio e grossoConfrontiamo il vecchio e grossoConfrontiamo il vecchio e grossoTranceiverTranceiverTranceiverTranceiverTranceiverTranceiverTranceiverTranceiver ……………………

Scheda di Scheda di Scheda di Scheda di rete rete rete rete

EthernetEthernetEthernetEthernet


•• La tecnica alternativa alla trasmissione La tecnica alternativa alla trasmissione sbilanciata sbilanciata èè la la trasmissione bilanciatatrasmissione bilanciata((differentialdifferential modemode). ).

•• Essa consiste nell'utilizzare due Essa consiste nell'utilizzare due conduttori perfettamente simmetrici conduttori perfettamente simmetrici (detti "coppia"), sui quali viene inviato lo (detti "coppia"), sui quali viene inviato lo stesso segnale elettrico, ma in stesso segnale elettrico, ma in opposizione di fase.opposizione di fase.

Trasmissione bilanciataTrasmissione bilanciata


•• Il vantaggio rispetto alla trasmissione Il vantaggio rispetto alla trasmissione sbilanciata consiste nell'assenza della sbilanciata consiste nell'assenza della tensione di riferimento che deve essere tensione di riferimento che deve essere identica per ricevitore e trasmettitore.identica per ricevitore e trasmettitore.

•• Nella trasmissione bilanciata, il segnale Nella trasmissione bilanciata, il segnale èèricostruito per differenza delle tensioni ricostruito per differenza delle tensioni presenti sui due conduttori della coppia.presenti sui due conduttori della coppia.

Vantaggi della trasmissione bilanciataVantaggi della trasmissione bilanciata


Presupposto fondamentale per la trasmissione Presupposto fondamentale per la trasmissione bilanciata bilanciata èè che i due conduttori siano che i due conduttori siano perfettamente simmetrici rispetto a qualsiasi perfettamente simmetrici rispetto a qualsiasi punto dello spazio, in modo da annullare sia punto dello spazio, in modo da annullare sia l'emissione che la sensibilitl'emissione che la sensibilitàà ai disturbi ai disturbi elettromagnetici.elettromagnetici.



La perfetta simmetria potrebbe essere La perfetta simmetria potrebbe essere raggiunta soltanto se i due conduttori raggiunta soltanto se i due conduttori coincidessero, cosa irrealizzabile per il coincidessero, cosa irrealizzabile per il limite minimo nelle dimensioni fisiche e limite minimo nelle dimensioni fisiche e per la necessitper la necessitàà di interporre fra essi di interporre fra essi del materiale isolante, ma può essere del materiale isolante, ma può essere approssimata ritorcendo i due conduttori. approssimata ritorcendo i due conduttori.



Si realizza cosSi realizza cosìì il "doppino ritortoil "doppino ritorto””((twistedtwisted pairpair, TP):, TP):

Il doppino ritorto Il doppino ritorto


SchermaturaSchermatura

•• ÈÈ in continua crescita l'attenzione al problema dei in continua crescita l'attenzione al problema dei disturbi elettromagnetici (disturbi elettromagnetici (EMIEMI -- ElectroElectro MagneticMagneticInterferenceInterference), dei quali le reti locali sono al ), dei quali le reti locali sono al contempo vittime e sorgenti. contempo vittime e sorgenti.

•• Con la presenza di schermi e con una corretta Con la presenza di schermi e con una corretta messa messa a terraa terra si possono ridurre drasticamente la si possono ridurre drasticamente la sensibilitsensibilitàà e l'emissione di disturbi elettromagnetici, e l'emissione di disturbi elettromagnetici, e possono migliorare anche notevolmente le e possono migliorare anche notevolmente le caratteristiche elettriche di un cavo.caratteristiche elettriche di un cavo.


•• fogliofoglio ((foilfoil): si tratta normalmente di un ): si tratta normalmente di un foglio di alluminio o di foglio di alluminio o di mylarmylar alluminato, molto alluminato, molto sottile (da 0.05 mm a 0.2 mm) che avvolge il sottile (da 0.05 mm a 0.2 mm) che avvolge il cavo immediatamente sotto alla guaina di cavo immediatamente sotto alla guaina di protezione esterna.protezione esterna.

•• calzacalza ((braidbraid): si tratta di una ): si tratta di una trecciolatrecciola di fili di fili di rame che avvolgono il cavo in due direzioni di rame che avvolgono il cavo in due direzioni opposte. Presenta una opposte. Presenta una conducibilitconducibilitàà molto molto miglioremigliore del foglio di alluminio, ma la del foglio di alluminio, ma la copertura non copertura non èè completacompleta, in quanto in , in quanto in corrispondenza degli intrecci rimangono corrispondenza degli intrecci rimangono inevitabilmente dei fori nello schermo.inevitabilmente dei fori nello schermo.

SchermatureSchermature


VelocitVelocitàà di propagazione di un segnale elettricodi propagazione di un segnale elettrico

•• La velocitLa velocitàà della luce nel vuoto della luce nel vuoto èè di circa di circa 300.000 Km/s300.000 Km/s..

•• Per i cavi in rame la velocitPer i cavi in rame la velocitàà di un segnale di un segnale elettrico elettrico èè di circa di circa 200.000 Km/s200.000 Km/s..


I doppiniI doppini

Il doppino Il doppino èè il mezzo il mezzo trasmissivotrasmissivo classico della classico della

telefoniatelefonia e consiste in due fili di rame ricoperti da e consiste in due fili di rame ricoperti da

una guaina isolante e ritorti (o "binati" o "una guaina isolante e ritorti (o "binati" o "twistedtwisted") ")

detti comunemente "coppia" (detti comunemente "coppia" (pairpair, in inglese, da cui , in inglese, da cui

twistedtwisted pairpair o TP).o TP).


Esistono varie versioni di doppiniEsistono varie versioni di doppiniSTPSTP ((ShieldedShielded TwistedTwisted PairPair), ), versione con uno schermo per versione con uno schermo per ogni coppia piogni coppia piùù uno schermo uno schermo globaleglobale

Screened Screened FTPFTP (Foiled Twisted (Foiled Twisted PairPair) o S) o S--UTP , versione con un UTP , versione con un unico schermo (normalmente in unico schermo (normalmente in foglio di alluminio) per tutto il foglio di alluminio) per tutto il cavocavo

UTP UTP ((UnshieldedUnshielded TwistedTwisted PairPair) ) versione non schermataversione non schermata


Categorie doppiniCategorie doppiniLa categoria 1La categoria 1 ((TelecommunicationTelecommunication) comprende i cavi adatti unicamente a telefonia ) comprende i cavi adatti unicamente a telefonia

analogica.analogica.

La categoria 2La categoria 2 ((LowLow SpeedSpeed Data) comprende i cavi per telefonia analogica e digitale Data) comprende i cavi per telefonia analogica e digitale

(ISDN) e trasmissione dati a bassa velocit(ISDN) e trasmissione dati a bassa velocitàà (per esempio linee seriali).(per esempio linee seriali).

La categoria 3La categoria 3 (High Speed Data) (High Speed Data) èè la prima categoria di cavi adatti a realizzare reti la prima categoria di cavi adatti a realizzare reti

locali fino a 10 locali fino a 10 MbMb/s, in particolare per soddisfare gli standard 10BaseT di 802.3 /s, in particolare per soddisfare gli standard 10BaseT di 802.3 e e

TokenToken--RingRing a 4Mb/s.a 4Mb/s.

La categoria 4La categoria 4 ((LowLow LossLoss, High Performance Data) comprende i cavi per LAN , High Performance Data) comprende i cavi per LAN TokenToken--

RingRing fino a 16 fino a 16 MbMb/s./s.

La categoria 5La categoria 5 ((LowLow LossLoss, , ExtendedExtended FrequencyFrequency, High Performance Data) comprende i , High Performance Data) comprende i

migliori cavi disponibili, per applicazioni fino a 100 migliori cavi disponibili, per applicazioni fino a 100 MbMb/s, su distanze di 100 metri/s, su distanze di 100 metri

La categoria 5E La categoria 5E migliora le prestazioni dei cavi in categoria 5.migliora le prestazioni dei cavi in categoria 5.

La categoria 6 La categoria 6 ratificata il 5 giugno 2003, raddoppia le prestazioni dei cavi ratificata il 5 giugno 2003, raddoppia le prestazioni dei cavi di di

categoria 5E.categoria 5E.


Doppini di nuova generazioneDoppini di nuova generazione

Sul mercato sono attualmente presenti Sul mercato sono attualmente presenti molti cavi omologati in molti cavi omologati in categoria 5categoria 5 o o superiore superiore ((CatCat. 5 E. 5 E).).

I I connettori che si attestano ai doppini connettori che si attestano ai doppini si chiamano si chiamano RJ45RJ45


Le fibre otticheLe fibre ottiche


Nascita delle fibre otticheNascita delle fibre ottiche

•• Per lo sfruttamento delle fibre ottiche, i Per lo sfruttamento delle fibre ottiche, i primi cavi sono diventati operativi tra il primi cavi sono diventati operativi tra il 1973 e il 19761973 e il 1976..

•• La fine degli anni ottanta ha segnato la La fine degli anni ottanta ha segnato la maturitmaturitàà delle fibre ottiche, e a partire delle fibre ottiche, e a partire dall'inizio degli dall'inizio degli anni novantaanni novanta esse sono esse sono state impiegate anche per le state impiegate anche per le reti localireti locali..


Il vetro, se stirato a dimensioni micrometriche, Il vetro, se stirato a dimensioni micrometriche, perde la sua caratteristica di fragilitperde la sua caratteristica di fragilitàà e e diventa un filo flessibile e robusto.diventa un filo flessibile e robusto.

Caratteristiche delle fibre otticheCaratteristiche delle fibre ottiche


Una fibra ottica si presenta come un sottile filo Una fibra ottica si presenta come un sottile filo di materiale vetroso costituito da due parti: la di materiale vetroso costituito da due parti: la pipiùù interna prende il nome di nucleo (interna prende il nome di nucleo (corecore), e ), e l'esterna di mantello (l'esterna di mantello (claddingcladding))



•• Il core ed il Il core ed il claddingcladding hanno hanno indici di indici di rifrazionerifrazione diversi, ed il primo diversi, ed il primo èè pipiùù denso denso del secondo. del secondo.

•• La differenza negli indici di rifrazione La differenza negli indici di rifrazione determina la possibilitdetermina la possibilitàà di mantenere la di mantenere la luce totalmente confinataluce totalmente confinata all'interno del all'interno del core.core.

Core e Core e CladdingCladding


Il grande successo delle fibre ottiche Il grande successo delle fibre ottiche èè dovuto a diversi dovuto a diversi fattori tra cui:fattori tra cui:

•• totale immunittotale immunitàà da disturbi elettromagnetici, non da disturbi elettromagnetici, non impiegando materiali conduttori, e trasportando particelle impiegando materiali conduttori, e trasportando particelle (fotoni) elettricamente neutre;(fotoni) elettricamente neutre;

•• alta capacitalta capacitàà trasmissivatrasmissiva;;•• bassa attenuazione: alcuni decimi di dB/Km;bassa attenuazione: alcuni decimi di dB/Km;•• dimensioni ridottissime. dimensioni ridottissime.

I vantaggi delle fibre otticheI vantaggi delle fibre ottiche


Per contro, le fibre ottiche sono unicamente Per contro, le fibre ottiche sono unicamente adatte a collegamenti puntoadatte a collegamenti punto--punto, non essendo punto, non essendo possibile prelevare o inserire il segnale in un possibile prelevare o inserire il segnale in un punto intermedio, cosa invece possibile con mezzi punto intermedio, cosa invece possibile con mezzi trasmissivitrasmissivi elettrici.elettrici.

Gli svantaggi delle fibre otticheGli svantaggi delle fibre ottiche


•• PerchPerchéé fra il core e il fra il core e il claddingcladding avvenga la avvenga la riflessione totale dei raggi luminosi riflessione totale dei raggi luminosi èènecessario che essi siano introdotti ad necessario che essi siano introdotti ad una estremituna estremitàà ottica ottica entro un certo entro un certo angoloangolo di accettazione della fibradi accettazione della fibra

•• Tanto maggiore sarTanto maggiore saràà l'angolo di l'angolo di accettazione tanto piaccettazione tanto piùù alta saralta saràà la la quantitquantitàà di lucedi luce che si riesce ad che si riesce ad introdurre .introdurre .



Le fibre Le fibre multimodalimultimodali si dividono, a si dividono, a seconda del profilo radiale dell'indice di seconda del profilo radiale dell'indice di rifrazione, in:rifrazione, in:

–– fibre fibre stepstep--indexindex–– fibre fibre gradedgraded--indexindex



•• Le fibre Le fibre stepstep--indexindex sono caratterizzate sono caratterizzate da un indice di rifrazione costante fra il da un indice di rifrazione costante fra il centro e la periferia del core. centro e la periferia del core.

•• LL’’indice di rifrazione decresce indice di rifrazione decresce bruscamente con un gradino (bruscamente con un gradino (stepstep) ) entrando nel entrando nel claddingcladding..



Nelle fibre ottiche a profilo d'indice graduale o Nelle fibre ottiche a profilo d'indice graduale o gradedgraded--indexindex, il profilo d'indice di rifrazione , il profilo d'indice di rifrazione varia gradualmente lungo il diametro della fibra, varia gradualmente lungo il diametro della fibra, passando da un valore massimo al centro del passando da un valore massimo al centro del core e decrescendo gradualmente sino ad core e decrescendo gradualmente sino ad assumere un valore minimo al confine fra core e assumere un valore minimo al confine fra core e claddingcladding..



Il fenomeno della Il fenomeno della dispersione dispersione modalemodale èè molto molto pipiùù accentuatoaccentuato nelle nelle fibre fibre stepstep--indexindex rispetto alle fibre rispetto alle fibre gradedgraded--indexindex..



•• La soluzione definitiva al problema della dispersione La soluzione definitiva al problema della dispersione modale modale èè quella di quella di ridurreridurre fortemente (fino a 8fortemente (fino a 8--10 mm) 10 mm) la la dimensione del coredimensione del core, per consentire la propagazione dei , per consentire la propagazione dei raggi di un solo modoraggi di un solo modo

•• Si ottengono cosSi ottengono cosìì fibre con cono di accettazione molto fibre con cono di accettazione molto ridotto, detteridotto, dette monomodalimonomodali, nelle quali la fibra ottica si , nelle quali la fibra ottica si comporta come una guida d'onda ammettendo una sola comporta come una guida d'onda ammettendo una sola modalitmodalitàà propagativapropagativa..



•• Bisogna tenere in considerazione la dispersione Bisogna tenere in considerazione la dispersione cromatica, dovuta alla presenza di raggi a cromatica, dovuta alla presenza di raggi a diversa lunghezza d'onda (e quindi di diversi diversa lunghezza d'onda (e quindi di diversi colori, trattandosi di luce); colori, trattandosi di luce);

•• per questo, mentre sulle fibre per questo, mentre sulle fibre multimodalimultimodali si si può trasmettere mediante normali può trasmettere mediante normali LEDLED (ad (ad ampio spettro di emissione), ampio spettro di emissione), ……



•• …… in quelle in quelle monomodalimonomodali occorre utilizzare dei occorre utilizzare dei laserlaser, pi, piùù sofisticati e costosi, ma pisofisticati e costosi, ma piùù precisi precisi (con emissione di luce monocromatica e (con emissione di luce monocromatica e coerente).coerente).

•• Evitando le dispersioni Evitando le dispersioni multimodalemultimodale e cromatica e cromatica si può trasmettere a velocitsi può trasmettere a velocitàà superiori e su superiori e su distanze pidistanze piùù lunghe.lunghe.



I Terminal ServerI Terminal Server

••Sono dispositivi di rete costituiti da un insieme Sono dispositivi di rete costituiti da un insieme dd’’interfacce interfacce serialiseriali cui cui èè possibile collegare stampanti possibile collegare stampanti e terminali. e terminali.

••I terminali sono apparecchiature relativamente I terminali sono apparecchiature relativamente economiche costituite da un economiche costituite da un monitormonitor una una tastieratastiera e un e un hardwarehardware di comunicazione. di comunicazione.

••Protocolli di rete creati ad hoc per i terminal server Protocolli di rete creati ad hoc per i terminal server consentono il collegamento tra consentono il collegamento tra terminaliterminali e e calcolatoricalcolatorinonchnonchéé la possibilitla possibilitàà da parte di questi ultimi di poter da parte di questi ultimi di poter condividere le condividere le stampantistampanti collegate ai terminal server.collegate ai terminal server.


I Terminal ServerI Terminal Server

Queste apparecchiature sono andate in disuso Queste apparecchiature sono andate in disuso perchperchéé basate su collegamenti basate su collegamenti serialiseriali le cui le cui prestazioni sono dellprestazioni sono dell’’ordine delle ordine delle decine di decine di kbpskbps, , troppo basse per le attuali esigenze. troppo basse per le attuali esigenze.

Oggi la tendenza Oggi la tendenza èè avere collegamenti basati su avere collegamenti basati su interfaccia interfaccia EthernetEthernet con prestazioni di con prestazioni di 100 100 MbpsMbps..

I terminali, incapaci di fornire grafica e che I terminali, incapaci di fornire grafica e che lavorano con la sola modalitlavorano con la sola modalitàà testo, sono stati testo, sono stati progressivamente sostituiti prima dagli progressivamente sostituiti prima dagli XX--TerminalTerminale poi dai e poi dai personal computerpersonal computer. .


I I repeaterrepeater

I I repeaterrepeater ““simulanosimulano”” pipiùù attacchi al cavo giallo attacchi al cavo giallo


Collegamento tra retiCollegamento tra reti

Le reti locali sinora Le reti locali sinora esaminate hanno dei esaminate hanno dei limiti in termini di limiti in termini di distanze massime distanze massime ammesse, carico ammesse, carico massimo sopportato e massimo sopportato e numero massimo di numero massimo di sistemi collegabili.sistemi collegabili.


Quando si vuole oltrepassare uno o piQuando si vuole oltrepassare uno o piùù di di tali limiti, bisogna creare una rete locale tali limiti, bisogna creare una rete locale estesa (a volte indicata con le sigle estesa (a volte indicata con le sigle ELAN, XLAN o BLAN) ELAN, XLAN o BLAN) interconnettendointerconnettendotra loro pitra loro piùù LAN per mezzo di bridgeLAN per mezzo di bridge

Reti locali esteseReti locali estese


Nella figura Nella figura èè rappresentato lo schema rappresentato lo schema logico di una BLAN. Le due LAN sono logico di una BLAN. Le due LAN sono messe in grado di comunicare da un messe in grado di comunicare da un bridge.bridge.

Interconnessione di LAN tramite BridgeInterconnessione di LAN tramite Bridge

bridgebridge


•• I bridge ritrasmettono solo i pacchetti I bridge ritrasmettono solo i pacchetti che devono effettivamente transitare da che devono effettivamente transitare da una LAN ad un'altra LAN, mantenendo una LAN ad un'altra LAN, mantenendo separati i traffici locali delle singole LAN separati i traffici locali delle singole LAN che che interconnettonointerconnettono..

•• Questa funzionalitQuesta funzionalitàà, detta di "filtraggio" , detta di "filtraggio" ((filteringfiltering), permette di ottenere un ), permette di ottenere un traffico globale sulla BLAN superiore a traffico globale sulla BLAN superiore a quello massimo ammesso per ogni singola quello massimo ammesso per ogni singola LAN.LAN.



•• Tale Tale ritrasmissioneritrasmissione avviene con una avviene con una modalitmodalitàà di "di "storestore and and forwardforward", cio", cioèè il il pacchetto pacchetto èè ricevuto dal bridge, e poi ricevuto dal bridge, e poi eventualmente ritrasmesso.eventualmente ritrasmesso.

•• Questo permette di superare i limiti sulle Questo permette di superare i limiti sulle distanze massime e sul numero massimo distanze massime e sul numero massimo di sistemi collegabili in una rete locale, in di sistemi collegabili in una rete locale, in quanto tali limiti sono tipicamente dettati quanto tali limiti sono tipicamente dettati dal livello fisico.dal livello fisico.




••I bridge possono interconnettere I bridge possono interconnettere LanLan di tipo di tipo diversediverse

••un eventuale traffico intenso tra due macchine un eventuale traffico intenso tra due macchine della stessa sottorete non influenzerdella stessa sottorete non influenzeràà il resto il resto della retedella rete

••una scheda di rete in avaria disturberuna scheda di rete in avaria disturberàà solo gli solo gli utenti della sottorete dove si utenti della sottorete dove si èè verificato il verificato il problemaproblema

••con una rete ben sezionata, lcon una rete ben sezionata, l’’individuazione di individuazione di guasti da parte dei guasti da parte dei lanlan manager risultermanager risulterààenormemente facilitata.enormemente facilitata.


•• hanno algoritmi di hanno algoritmi di instradamentoinstradamento molto molto semplici: ogni bridge calcola autonomamente semplici: ogni bridge calcola autonomamente le sue tabelle di le sue tabelle di instradamentoinstradamento senza senza interagire con gli altri bridge e con un interagire con gli altri bridge e con un algoritmo di algoritmo di routingrouting isolatoisolato

•• si utilizzano normalmente per interconnessioni si utilizzano normalmente per interconnessioni locali, anche se sono stati usati nel passato, locali, anche se sono stati usati nel passato, in modo un po' problematico, per in modo un po' problematico, per interconnessioni geografiche.interconnessioni geografiche.

Caratteristiche generali dei bridgeCaratteristiche generali dei bridge


Prestazioni di un Bridge 802.3Prestazioni di un Bridge 802.3

Le prestazioni di un bridge sono importanti in quanto Le prestazioni di un bridge sono importanti in quanto determinano le prestazioni globali della BLAN. I determinano le prestazioni globali della BLAN. I parametri piparametri piùù importanti sono:importanti sono:

–– numero massimo di pacchetti al secondo che un numero massimo di pacchetti al secondo che un bridge può filtrare (ciobridge può filtrare (cioèè ricevere e processare);ricevere e processare);

–– numero massimo di pacchetti al secondo che un numero massimo di pacchetti al secondo che un bridge può ritrasmettere;bridge può ritrasmettere;

–– tempo medio di latenza, ciotempo medio di latenza, cioèè tempo di tempo di attraversamento del bridge da parte di un attraversamento del bridge da parte di un pacchetto.pacchetto.


•• Per minimizzare la possibilitPer minimizzare la possibilitàà di perdita di perdita di pacchetti di pacchetti èè preferibile che un bridge preferibile che un bridge sia sia fullfull--speedspeed, cio, cioèè che i primi due che i primi due parametri siano uguali al massimo parametri siano uguali al massimo teorico.teorico.

•• Nel caso di 802.3, un bridge Nel caso di 802.3, un bridge èè fullfull--speedspeed quando quando èè in grado di inoltrare in grado di inoltrare 14.880 14.880 ppspps ((packetpacket per per secondsecond) da 64 ) da 64 byte (pacchetti pibyte (pacchetti piùù corti).corti).

Prestazioni di un Bridge 802.3Prestazioni di un Bridge 802.3


Il tempo di latenza di un bridge esprime il Il tempo di latenza di un bridge esprime il tempo che intercorre da quando il tempo che intercorre da quando il pacchetto incomincia ad entrare nella pacchetto incomincia ad entrare nella porta ricevente a quando esso incomincia porta ricevente a quando esso incomincia ad uscire dalla porta trasmittente.ad uscire dalla porta trasmittente.

Il tempo di latenza di un bridge Il tempo di latenza di un bridge


Il tempo di latenza non Il tempo di latenza non èè fisso, ma varia a fisso, ma varia a seconda della dimensione del pacchetto seconda della dimensione del pacchetto ricevuto: valori medi sono compresi tra 80 ricevuto: valori medi sono compresi tra 80 microsecondimicrosecondi e 1,2 e 1,2 millisecondimillisecondi..

Il tempo di latenza di un bridge Il tempo di latenza di un bridge


Architettura fisica di un bridgeArchitettura fisica di un bridge

I bridge sono costituiti da una o piI bridge sono costituiti da una o piùù CPU, CPU, una memoria e due o piuna memoria e due o piùù interfacce che interfacce che interconnettonointerconnettono le LAN:le LAN:


•• La ROM contiene il software che realizza La ROM contiene il software che realizza tutte le funzionalittutte le funzionalitàà del bridge in del bridge in conformitconformitàà allo standard IEEE 802.1D.allo standard IEEE 802.1D.

•• La memoria RAM contiene le tabelle di La memoria RAM contiene le tabelle di instradamentoinstradamento, i buffer per i dati ed , i buffer per i dati ed un'area di memoria utilizzata dal un'area di memoria utilizzata dal software per le strutture dati interne.software per le strutture dati interne.



L'interfaccia L'interfaccia èè costituita per una parte costituita per una parte da dispositivi elettronici conformi ai da dispositivi elettronici conformi ai diversi standard per le LAN (ad esempio, diversi standard per le LAN (ad esempio, 802.3, 802.5, FDDI) e per la restante 802.3, 802.5, FDDI) e per la restante parte da dispositivi per la connessione ai parte da dispositivi per la connessione ai diversi mezzi diversi mezzi trasmissivitrasmissivi (ad esempio: (ad esempio: UTP, STP, fibra ottica, cavo coassiale).UTP, STP, fibra ottica, cavo coassiale).



I I repeaterrepeater e gli e gli switchswitch

••Un Un repeaterrepeater simula pisimula piùù attacchi attacchi ethernetethernet••Uno Uno switchswitch èè un insieme di bridgeun insieme di bridge


I sistemi a busI sistemi a bus

Nei sistemi a bus, se diversi computer comunicano Nei sistemi a bus, se diversi computer comunicano tra loro contemporaneamente, i tempi di tra loro contemporaneamente, i tempi di trasmissione si allungano e si hanno i cosiddetti trasmissione si allungano e si hanno i cosiddetti fenomeni di fenomeni di congestione della retecongestione della rete..


Gli Gli switchswitch consentono la trasmissione separata dei consentono la trasmissione separata dei dati tra coppie di computer senza abbassamento dati tra coppie di computer senza abbassamento delle prestazioni.delle prestazioni.

Gli Gli switchswitch

100 100 MbpsMbps 100 100 MbpsMbps


InternetInternetInternetInternetInternetInternetInternetInternet

Piano IIPiano IIPiano IIPiano IIPiano IIPiano IIPiano IIPiano II

Piano IIIPiano IIIPiano IIIPiano IIIPiano IIIPiano IIIPiano IIIPiano III

HUB di HUB di HUB di HUB di HUB di HUB di HUB di HUB di CentroStellaCentroStellaCentroStellaCentroStellaCentroStellaCentroStellaCentroStellaCentroStella

Piano IPiano IPiano IPiano IPiano IPiano IPiano IPiano I

Anni 90: fine delle reti a Anni 90: fine delle reti a Anni 90: fine delle reti a Anni 90: fine delle reti a Anni 90: fine delle reti a Anni 90: fine delle reti a Anni 90: fine delle reti a Anni 90: fine delle reti a BUSBUSBUSBUSBUSBUSBUSBUS e e e e e e e e ……………………

…………………… nascita dei nascita dei nascita dei nascita dei nascita dei nascita dei nascita dei nascita dei Sistemi a StellaSistemi a StellaSistemi a StellaSistemi a StellaSistemi a StellaSistemi a StellaSistemi a StellaSistemi a Stella

Fibre ottiche


Il cablaggio strutturato degli edifici

• La trasmissione di segnali all'interno degli edifici riveste oggi un'importanza tale da richiedere la presenza di infrastrutture permanenti al pari di quelle idrauliche o di alimentazioneelettrica.

• Tale impianto tecnologico prende il nome di sistema di cablaggio.


Le normative sui sistemi di cablaggioLe normative sui sistemi di cablaggio

• Le normative sui sistemi di cablaggio definiscono i metodi per cablare un gruppo di edifici costruiti su un comprensorio.

• Le normative descrivono:– le caratteristiche dei mezzi trasmissivi e dei componenti passivi (connettori, permutatori, giunti meccanici, terminatori, prese utente, adattatori, ecc.), in relazione alle velocità trasmissive desiderate;

– le topologie di cablaggio ammesse (stella, anello, bus, maglia) e le caratteristiche ad esse riferite quali, ad esempio, eventuali livelli di gerarchia, distanze massime, adattamenti tra diverse topologie.


Nascono i primi standardNascono i primi standard

• Il primo standard è nato da una proposta congiunta di due comitati americani: – l'EIA (associazione delle industrie elettroniche)

– TIA (associazione delle industrie di telecomunicazioni)

• Essi proposero uno standard per il cablaggio degli edifici commerciali denominato

EIA/TIA 568


Lo standard ISO/IEC 11801

Per alcuni anni l'EIA/TIA 568 è stato il riferimento anche al di fuori degli Stati Uniti, ma nel 1994 è stata approvata una proposta di standard internazionale che rappresenta l'evoluzione dello standard americano: l'ISO/IEC 11801.


Gli standard internazionali

• EIA/TIA 568: è uno standard americano per il cablaggio di edifici commerciali; è stato approvato nel luglio 1991 ed è attualmente quello più applicato e diffuso in tutto il mondo;

• EIA/TIA 570: è uno standard americano per il cablaggio di edifici residenziali, occupati da una singola famiglia o più occupanti, che possono avere un numero ridotto di uffici commerciali.

• ISO/IEC DIS 11801 è una proposta di standard internazionale per i cablaggi di edifici commerciali che è stata votata ed approvata nel luglio 1994.

• SP-2840-A è una proposta di revisione dello standard EIA/TIA 568 per far fronte alle esigenze di maggiori velocità trasmissive sui cablaggi.

• prEN 50173 è una proposta di standard europeo che non è ancora stata approvata ed è molto simile ad ISO/IEC DIS 11801.

• TIA/EIA 607 tratta il problema della realizzazione di un impianto di messa a terra adeguato ad un cablaggio strutturato.


Architettura degli Architettura degli switchswitch

Gli Gli switchswitch EthernetEthernet si collocano a livello 2 nell'architettura si collocano a livello 2 nell'architettura OSI e consentono, nella pratica comunicazioni parallele OSI e consentono, nella pratica comunicazioni parallele ognuna alla velocitognuna alla velocitàà nominale.nominale.

Uno Uno switchswitch EthernetEthernet può definirsi come una periferica può definirsi come una periferica capace di indirizzare pacchetti in modo molto veloce capace di indirizzare pacchetti in modo molto veloce indipendentemente dal protocollo degli stessi.indipendentemente dal protocollo degli stessi.

Generalmente uno switch Generalmente uno switch EthernetEthernet ha le seguenti ha le seguenti caratteristiche:caratteristiche:

••bassa latenza dei pacchetti al suo interno (40 bassa latenza dei pacchetti al suo interno (40 microsecondimicrosecondi) ) ••commutazioni parallele commutazioni parallele ••scalabilitscalabilitàà e architettura priva di bus. e architettura priva di bus.


Architettura degli Architettura degli switchswitch

Gli Gli switchswitch hanno un elaboratore di pacchetti hanno un elaboratore di pacchetti EthernetEthernet per ogni porta (per ogni porta (EPPEPP = = EthernetEthernetProcessorProcessor PacketPacket). Questa architettura, crea ). Questa architettura, crea delle connessioni multiple tra la matrice di delle connessioni multiple tra la matrice di commutazione e qualsiasi coppia di commutazione e qualsiasi coppia di processatoriprocessatoriEthernetEthernet..


Il modello ASICIl modello ASIC

Gli Gli switchswitch possono essere realizzati con possono essere realizzati con hardware gihardware giàà esistente e adattato all'uso esistente e adattato all'uso specifico.specifico.

Gli switch di tipo Gli switch di tipo ASICASIC ((ApplicationApplication SpecificSpecificIntegratedIntegrated CircuitCircuit) utilizzano tecnologie ) utilizzano tecnologie dedicate e sono molto pidedicate e sono molto piùù veloci.veloci.


Il traffico di Il traffico di broadcastbroadcast

Se un computer deve comunicare con altri Se un computer deve comunicare con altri dispositivi di rete deve diffondere su tutta dispositivi di rete deve diffondere su tutta la la LanLan pacchetti di byte in cui sono pacchetti di byte in cui sono contenuti le informazioni del mittente, del contenuti le informazioni del mittente, del destinatario, del tipo di connessione, ecc.destinatario, del tipo di connessione, ecc.

Questo tipo di trasmissioni viene chiamato Questo tipo di trasmissioni viene chiamato traffico di traffico di broadcastbroadcast..


Il traffico di Il traffico di broadcastbroadcast

Può succedere che diversi computer debbano Può succedere che diversi computer debbano sistematicamente colloquiare con altri computer sistematicamente colloquiare con altri computer che insistono su che insistono su switchswitch diversidiversi; in questo caso il ; in questo caso il traffico di traffico di broadcastbroadcast coinvolge inevitabilmente coinvolge inevitabilmente tutta la tutta la LanLan..


Le VLANLe VLAN

Con gli Con gli switchswitch èè possibile creare delle possibile creare delle VLANVLAN((VVirtualirtual LanLan), ovvero, programmando ), ovvero, programmando opportunamente le porte dei singoli opportunamente le porte dei singoli switchswitch, , èèpossibile creare dei possibile creare dei domini separati di domini separati di broadcastbroadcast;;

eventuali richieste di connessioni tra computer eventuali richieste di connessioni tra computer appartenenti allo stesso dominio di appartenenti allo stesso dominio di broadcastbroadcastcoinvolgeranno i soli coinvolgeranno i soli switchswitch interessati;interessati;

questo accorgimento riduce significativamente il questo accorgimento riduce significativamente il traffico di traffico di broadcastbroadcast..


I ROUTERI ROUTERI ROUTERI ROUTERI ROUTERI ROUTERI ROUTERI ROUTERsono macchine che consentono la sono macchine che consentono la sono macchine che consentono la sono macchine che consentono la sono macchine che consentono la sono macchine che consentono la sono macchine che consentono la sono macchine che consentono la

comunicazione tra calcolatori comunicazione tra calcolatori comunicazione tra calcolatori comunicazione tra calcolatori comunicazione tra calcolatori comunicazione tra calcolatori comunicazione tra calcolatori comunicazione tra calcolatori appartenenti a reti locali remoteappartenenti a reti locali remoteappartenenti a reti locali remoteappartenenti a reti locali remoteappartenenti a reti locali remoteappartenenti a reti locali remoteappartenenti a reti locali remoteappartenenti a reti locali remote

Router

Router

NapoliNapoliNapoliNapoli

RomaRomaRomaRoma

InternetInternetInternetInternetInternetInternetInternetInternet


I I RouterRouter

I I routerrouter svolgono funzioni molto pisvolgono funzioni molto piùùcomplesse dei bridge, il loro compito complesse dei bridge, il loro compito èè di scambiarsi le informazioni di scambiarsi le informazioni inerenti le inerenti le reti da loro sottesereti da loro sottese e con e con questi dati mettono in comunicazione questi dati mettono in comunicazione calcolatori situati in qualsiasi parte calcolatori situati in qualsiasi parte del globo terrestre. del globo terrestre.

A differenza dei bridge che sono A differenza dei bridge che sono macchine che non vanno configurate, i macchine che non vanno configurate, i routerrouter al contrario al contrario hanno bisogno di hanno bisogno di essere programmatiessere programmati da personale da personale esperto, possono collegare reti esperto, possono collegare reti eterogenee e supportare uno o pieterogenee e supportare uno o piùùprotocolli di protocolli di routingrouting. .


Quali e quanti sono i routerche i nostri byte devono attraversare per andare da Napoli al server WWW di Chicago?

I I I I I I I I RouterRouterRouterRouterRouterRouterRouterRouter da Napoli al da Napoli al da Napoli al da Napoli al da Napoli al da Napoli al da Napoli al da Napoli al FermilabFermilabFermilabFermilabFermilabFermilabFermilabFermilab di Chicagodi Chicagodi Chicagodi Chicagodi Chicagodi Chicagodi Chicagodi Chicago

Per saperlo, e se siete collegati a Internet, aprite un finestra di DOSDOSDOSDOS e scrivete:

tracerttracerttracerttracert www.fnal.govwww.fnal.govwww.fnal.govwww.fnal.gov

e otterrete …

tracert www.fnal.gov (tracert significa trace route, cioètraccia la rotta)

1 modl3-134 (192.84.134.254) 0.452 ms 0.412 ms 0.416 ms2 mercurio205 (193.205.223.254) 0.774 ms 1.255 ms 1.476 ms3 rc-infnna.na.garr.net (193.206.130.117) 0.972 ms 0.654 ms 0.735 ms4 rt-na1-rt-bo1.bo1.garr.net (193.206.134.242) 11.625 ms 11.659 ms 11.704 ms5 rt2-bo1-rt1-bo1.bo1.garr.net (193.206.134.237) 32.892 ms 11.927 ms 11.791 ms6 rt-bo1-rt-mi1.mi1.garr.net (193.206.134.21) 15.506 ms 15.447 ms 15.633 ms7 garr.it1.it.geant.net (62.40.103.189) 15.581 ms 15.556 ms 15.522 ms8 it.ch1.ch.geant.net(62.40.96.33) 29.368 ms 28.845 ms 28.688 ms9 ch.fr1.fr.geant.net (62.40.96.30) 36.763 ms 36.874 ms 36.847 ms10 fr.uk1.uk.geant.net (62.40.96.90) 100.437 ms 43.692 ms 43.682 ms11 uk.ny1.ny.geant.net (62.40.96.169) 112.340 ms 112.574 ms 112.289 ms12 esnet-gw.ny1.ny.geant.net (62.40.103.214) 112.346 ms 112.299 ms 112.340 ms13 chicr1-oc192-aoacr1.es.net (134.55.209.57) 132.620 ms 132.597 ms 132.633 ms14 fnal-pos-chi.es.net(134.55.209.37) 133.823 ms 133.964 ms 148.994 ms15 ge2-1.r-s-bdr.fnal.gov (198.49.208.4) 133.964 ms 134.216 ms 133.962 ms16 vlan313.r-s-hub-fcc.fnal.gov (131.225.15.62) 133.806 ms 133.889 ms 133.839 ms17 vlan305.r-s-fcc2-server.fnal.gov (131.225.15.33) 133.761 ms 133.939 ms 134.030 ms18 s-s-alteon-fcc.fnal.gov (131.225.70.254) 133.962 ms 134.197 ms 134.320 ms

Otteniamo:Otteniamo:Otteniamo:Otteniamo:

• Traccia della rotta che compiono i nostri byte per arrivare a destinazione

• Capiamo dove si trova un’eventuale interruzione lungo la tratta


Il Il Il Il Il Il Il Il FermilabFermilabFermilabFermilabFermilabFermilabFermilabFermilab (Chicago) (Chicago) (Chicago) (Chicago) (Chicago) (Chicago) (Chicago) (Chicago)

LEZIONE N. 3LEZIONE -...

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