Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
Le reti locali
INSEGNAMENTO DI INFORMATICA – A.A. 2015-16
Francesco Ciclosi
Macerata, 15 dicembre 2015
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
Le risorse di rete
Le reti hanno la finalità di favorire la
condivisione delle risorse tra i sistemi autorizzati
Tra le principali applicazioni troviamo:
• Posta elettronica
• Condivisione delle periferiche
• Condivisione dei file
• Groupware
• Web
• Networking application
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
L’architettura (o topologia) di rete
Determina il modo in cui i dispositivi e gli
elaboratori possono essere collegati tra di loro
Non fa riferimento alla disposizione dei
componenti fisici, bensì’ alla modalità di
trasmissione dei dati
Le principali architetture sono:
• Ad anello
• A bus
• A stella
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
I componenti fondamentali
Una rete è composta da alcuni elementi
fondamentali:
• Nodo, un qualsiasi dispositivo hardware in grado di
comunicare con gli altri dispositivi della rete
• Pannello di connessione (hub o concentratore),
semplifica la connessione fisica dei nodi e istrada i
segnali inviati da un nodo all’altro
• Dorsale, cavo ad alta capacità a cui sono collegati più
concentratori
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
L’architettura ad anello (1/3)
I nodi della rete sono connessi in serie da un
cavo continuo (canale) che, dal punto di vista
logico, realizza un cerchio chiuso
I nodi sono (fisicamente) collegati attraverso un
pannello di connessione in cui risiede l’anello
Ogni nodo ha un contatto (logico) diretto solo
con il precedente e il successivo
La comunicazione avviene a senso unico
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
L’architettura ad anello (2/3)
I computer sono connessi tramite un unico cavo
circolare privo di terminatori
I segnali sono inviati in senso orario lungo il
circuito chiuso passando attraverso ciascun nodo
che funge da ripetitore e ritrasmette il segnale
potenziato al nodo successivo
Il segnale passa così di nodo in nodo mediante
ritrasmissione fintanto che non giunge a quello di
destinazione
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
L’architettura ad anello (3/3)
La topologia è attiva (≠ topologia a bus)
Nodo Nodo
Nodo
Nodo Nodo
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
L’architettura a stella (1/3)
In una topologia a stella ogni computer è
collegato con un cavo dedicato a un dispositivo
centrale o concentratore
Il concentratore può essere un hub o uno switch
Tutte le comunicazioni passano per il nodo
centrale
Il nodo centrale gestisce tutte le comunicazioni
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
L’architettura a stella (2/3)
Richiede un’elevata quantità di cavi
In caso di interruzione di uno dei cavi di
connessione tra un nodo e il concentratore, solo
quel nodo verrà isolato dalla rete
In caso di mancato funzionamento del
concentratore, saranno interrotte tutte le attività
di rete
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
L’architettura a stella (3/3)
Concentratore
Nodo
Nodo
Nodo
Nodo
Nodo
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
Hub vs Switch Hub
• È un «ripetitore multiporta» che inoltra i dati in arrivo
da una sua porta su tutte le altre sue porte
• Il segnale in arrivo da un nodo è inviato a tutti i nodi
della rete
Switch
• È un commutatore che inoltra selettivamente i pacchetti
ricevuta da una porta verso una specifica porta di uscita
• Il traffico è gestito attraverso gli indirizzi MAC
• Riduce la quantità di traffico non necessario
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
L’architettura a bus (1/4) È il metodo più semplice di connettere in rete
dei computer
Tutti i nodi sono collegati in serie lungo la stessa
linea di trasmissione
Un singolo cavo (chiamato dorsale o segmento)
connette in modo lineare tutti i nodi
I dati sono inviati a tutti i nodi come segnali
elettronici ma vengono accettati solo dal nodo il
cui indirizzo è contenuto nel segnale di origine
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
L’architettura a bus (2/4)
La trasmissione simultanea da parte di due nodi
genera un collisione e la perdita del messaggio
trasmesso
Poiché un solo nodo alla volta può inviare dati,
maggiore è il numero di nodi connessi alla rete,
maggiore sarà il numero di nodi in attesa di
trasmettere dati, con conseguente decadimento
delle prestazioni dell’intera rete
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
L’architettura a bus (3/4)
La topologia è passiva: i nodi ascoltano i dati
trasmessi sulla rete, ma non intervengono nel
loro spostamento da un nodo al successivo
I segnali trasmessi da un nodo viaggiano da
un capo all’altro del cavo, rimbalzando e
tornando indietro
Il rimbalzo dei segnali impedisce agli altri nodi
di avviare nuove trasmissioni, fintanto che i
primi segnali non siano stati rimossi
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
L’architettura a bus (4/4)
A ogni estremità del cavo viene applicato un
terminatore che assorbe i segnali rendendolo
disponibile per l’invio da parte degli altri nodi
BUS
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
Architettura a bus: vulnerabilità
La semplice rottura o il banale scollegamento di
un cavo fa si che il bus sia privo di terminatore
In tal caso i segnali rimbalzano avanti e indietro
nel bus interrompendo l’attività su tutta la rete
L’identificazione del guasto richiede l’ispezione
fisica di tutto il cablaggio di rete
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
Le reti paritetiche Le reti paritetiche (o peer-to-peer) sono reti di
computer ove il controllo non è centralizzato
In tale topologia ogni nodo opera allo stesso
livello
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
Il metodo di accesso
Determina lo schema in base al quale si
stabilisce quando un nodo può trasmettere in
modo da evitare la sovrapposizione dei segnali
Infatti, la sovrapposizione dei segnali determina
delle interferenze
I più diffusi sono Ethernet e Token ring
È determinato dalla scheda di interfaccia di rete
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
Ethernet (1/2)
Utilizza la modalità di accesso CSMA/CD
(Carrier Sense Multiple Access with Collision
Detection)
Ogni nodo esamina lo stato della rete e se la
trovano libera prova a trasmettere
In caso di tentativo di trasmissione simultanea, è
rilevata la collisione e ogni nodo coinvolto
rimane in attesa per un tempo casuale prima di
riprovare a trasmettere
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
Ethernet (2/2)
Chi effettua la trasmissione per primo acquisisce il
controllo della rete
Vi sono varie implementazioni di Ethernet
• Legate al tipo di supporto (cavo coassiale, doppini
intrecciati, fibra ottica)
• Legate alla velocità di trasmissione (10 Mbps, 100 Mbps,
1 Gbps)
• Alla distanza massima percorribile (da 25 metri a 60 Km)
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
Implementazioni di Ethernet: legacy
Nome Mezzo trasmissivo Velocità Distanza max
10Base-2 Cavo coassiale da 0,2 pollici 10 Mbps 185 metri
10Base-5 Cavo coassiale da 0,5 pollici 10 Mbps 500 metri
10Base-T Cavo a doppino intrecciato
UTP cat. 4 o 5 10 Mbps 100 metri
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
Implementazioni di Ethernet: FastEthernet
Nome Mezzo trasmissivo Velocità Distanza max
100Base-T2 Due coppie cavi twister-pair
cat. 3 o superiore 100 Mbps 100 metri
100Base-T4 Quatro coppie cavi twister-pair
cat. 3 100 Mbps 100 metri
100Base-TX Due coppie cavi twister-pair
cat. 5 o superiore 100 Mbps 100 metri
100BASE-FX Coppia di fibre multimodale FD 100 Mbps 2 Km
100BASE-LX Coppia di fibre monomodale FD 100 Mbps 60Km
100BASE-SX Coppia di fibre FD con
lunghezza d’onda 850 nm 100 Mbps 300 metri
100BASE-BX Singolo cavo in fibra 100 Mbps -
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
Implementazioni di Ethernet: GigaEthernet
Nome Mezzo trasmissivo Velocità Distanza max
1000BASE-CX Cavo rame bilanciato 1 Gbps 25 metri
1000BASE-SX Fibre multimodali e lunghezza
d’onda di 850 nm 1 Gbps 220 metri
1000BASE-LX Fibre monomodali 1 Gbps 5 km
1000BASE-LH Fibre monomodali e lunghezza
d’onda di 1.310 nm 1 Gbps 10 km
1000BASE-LH Fibre multimodali e lunghezza
d’onda di 1.310 nm 1 Gbps 550 metri
1000BASE-ZX Fibre monomodali e lunghezza
d’onda di 1.550 nm 1 Gbps ~ 100 km
1000BASE-LX10 Fibre monomodali e lunghezza
d’onda di 1.310 nm 1 Gbps 10 km
1/2
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
Implementazioni di Ethernet: GigaEthernet
Nome Mezzo trasmissivo Velocità Distanza max
1000BASE-BX10
Singola fibra monomodale
utilizzata in un verso con
lunghezza d’onda di 1.490 nm e
lunghezza d’onda di 1.310 nm
nell'altro
1 Gbps 10 km
1000BASE-T Cavo in rame (CAT-5, CAT-5e,
CAT-6, CAT-7) 1 Gbps 100 metri
1000BASE-TX Cavo in rame (CAT-6, CAT-7) 1 Gbps 100 metri
2/2
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
Token ring
I nodi non si contendono il controllo della rete
I nodi ottengono il permesso di trasmettere
quando vengono in possesso di un gettone
elettronico (il token) che circola nella rete sotto
forma di segnale
La topologia in uso è quella ad anello
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
I vantaggi di Token ring
Il nodo mittente ha sempre la conferma che i
dati sono stati ricevuti
Ogni volta che una trasmissione viene portata a
termine il nodo successivo ha sempre l’accesso
garantito
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
Funzionamento di Token ring
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
I miei contatti linkedin
http://it.linkedin.com/pub/francesco-ciclosi/62/680/a06/
https://www.facebook.com/francesco.ciclosi
@francyciclosi
www
http://www.francescociclosi.it
Top Related