Infrastruttura
hardware di una rete
Sommario
Una rete (di computer) nella nostra
scuola
 All’interno di una rete
 Modello OSI / ISO
 Progettiamo l’infrastruttura hardware
della nostra rete
 Livello hardware: connettori,
topologie di cablaggio e hub

Una rete nella nostra scuola
Aiutare i docenti nel loro lavoro:
 Condivisione delle risorse
 Protezione delle risorse
 Protezione delle configurazioni
 Creazione e diffusione
di nuovi servizi
Una rete nella nostra scuola
Siamo in grado di…
Protezione delle
configurazioni dei client
Condivisione
di dati e
informazioni
Amministrare la
rete tramite il
computer server
Condivisione delle risorse
software e hardware
Una rete nella nostra scuola
Le necessità da soddisfare in una scuola
sono molteplici:
 Didattica
 Compiti gestionali
 Comunicazione
 Servizi al pubblico
e…
 Vincoli di bilancio
?
Una rete nella nostra scuola
Ma se mal
progettata?
Problemi…
 Hardware
 Software
 Amministrazione
All’interno di una rete
Un po’ di teoria…
Il modello OSI/ISO: un
incubo o un aiuto?
Un percorso logico per il progetto della rete…
1. Il livello hardware
2. Il livello data link
3. Il livello di rete
4. Le applicazioni e i servizi
All’interno di una rete
1. Il livello hardware
Hub
2. Il livello data link o collegamento dati
Fast Ethernet 100 Mbps
3. Il livello di rete
TCP/IP
4. Le applicazioni e i servizi
Il modello OSI/ISO (Open Systems
Interconnection / International
Standards Organization) suggerisce un
percorso logico da seguire nel progetto
di una rete
DATI
7 – Applicazione
Il modello
OSI/ISO
6 – Presentazione
P
DATI
P
5 – Sessione
SP
DATI
PS
4 – Trasporto
TSP
DATI
PST
RTSP
DATI
PSTR
3 – Rete
2 – Collegamento dati
1 – Hardware
CR T S P
DATI
P S T RC
Trasmissione dei bit
1- Livello
Hardware
Definisce i protocolli per la
trasmissione del flusso di bit non
elaborati su un supporto fisico (cavi
di rete). E’ totalmente dedicato
all’hardware
Problemi meccanici
 Problemi elettrici
 Collegamento tra computer
 Cablaggio di rete

Nel seguito, vedremo tutte le caratteristiche
del livello hardware (cavi, connettori e
topologie di cablaggio)
2- Livello di Invia frame di dati dal livello rete
collegamento
al livello fisico. Controlla gli
dati
impulsi elettrici in ingresso e in
uscita sul cavo di rete
Gestione indirizzi hardware delle schede
di rete
 Gestione frame
 Gestione errori a basso livello
 Incapsulare i messaggi dei livelli
superiori nel frame

ID destinatario
ID mittente
DATI
Controllo
CRC
Framepacchetto
E’ responsabile
3- Livello
di rete dell’indirizzamento dei messaggi e
della traduzione di nomi e indirizzi
logici in indirizzi fisici
Routing
 Indirizzamento tra reti
 Gestione del traffico dei pacchetti

Ricordati del protocollo IP che
permette la comunicazione tra
reti eterogenee ed è la
realizzazione pratica del livello di
rete
Assicura che i pacchetti siano
recapitati correttamente, nella
giusta sequenza, senza perdite e
duplicazioni
4- Livello di
trasporto
Controllo errori ad alto livello
 Assemblaggio / disasseblaggio dei pacchetti
 Controllo della sequenza dei pacchetti ricevuti

PACCHETTO
MESSAGGIO
1234
MESSAGGIO
4
3
1
Attento: il
protocollo TCP è
in questo livello
1234
2
INVIO MESSAGGIO
DISASSEMBLAGGIO
DEL MESSAGGIO
IN PACCHETTI
ASSEMBLAGGIO
DEI PACCHETTI PER
RICOSTRUIRE IL MESSAGGIO ORIGINALE
5- Livello di
sessione
Permette a due applicazioni, in
esecuzione su due computer
diversi, di aprire e chiudere una
connessione (sessione)
Momento di dialogo
strutturato tra due computer

Gestione della connessione logica
Riconoscimento dei nomi e altre funzioni necessarie per
la comunicazione in rete tra due applicazioni

Sincronizzazione dello scambio dei dati
Determina quale computer deve trasmettere, in quale
istante e la durata della comunicazione
WAN
6- Livello di Definisce il formato per lo
presentazione
scambio dei dati tra
computer
In questo livello sono svolte le seguenti
operazioni principali:
Conversione di protocolli / traduzione
 Compressione file

File di origine
Algoritmo di
compressione
Algoritmo di
decompressione
File compresso
7- Livello di Si occupa dei servizi che
applicazione supportano le applicazioni
dell’utente
Posta elettronica  SMTP (Simple Mail Transfer
Protocol)
Es. Outlook Express
Browser  HTTP (HyperText Transfer Protocol)
Es. Internet Explorer
Trasferimento file  FTP (File Transfer Protocol)
Es. Microsoft NetMeeting
Progettiamo l’HW della nostra rete







Numero di aule e uffici da attrezzare
Struttura della rete fisica
Organizzazione dell’amministrazione
Numero dei server
Numero e tipo dei PC client
Connessioni
io sono il PC1
con l’esterno
…io NO!
Software da
installare
Progettiamo l’HW della nostra rete
Tipica struttura hardware…
internetworking
Bus coassiale
o in fibra
Progettiamo l’HW della nostra rete
Una infrastruttura di rete “ideale”…
hub
Lab. Fisica
Uffici
Switch
Lab. Audiovisivi
Biblioteca
Livello Hardware
In una rete è possibile utilizzare più tipi di
cavo, in base alle dimensioni della rete,
del traffico dei frame e del budget
disponibile
Come scegliere?
Cavi coassiali
 Cavi a doppini intrecciati
 Cavi a fibre ottiche

Livello Hardware
Come scegliere il tipo di cavo?

Coassiali ThinNet
• Lunghezza max: 185 m
• Flessibile, facile da
installare
• Velocità: 4-100 Mbps

Coassiali ThickNet
• Lunghezza max: 500 m
• Meno flessibile ma
semplice da installare
• Velocità: 4-100 Mbps
Livello Hardware
Come scegliere il tipo di cavo?

UTP (non schermati)
• Lunghezza max: 100 m
• Meno costoso, più flessibile e
molto facile da installare
• Soggetto ad interferenze
• Velocità: 4-100 Mbps

STP (schermati)
• Lunghezza max: 100 m
• Più costoso del ThinNet,
meno flessibile del cavo UTP,
semplice da installare
• Buona resistenza alle interferenze
• Velocità: 16-500 Mbps
Livello Hardware
Come scegliere il tipo di cavo?

Cavi in fibra ottica
• Molto costoso
• Lunghezza max: 2 km
• Velocità: da 100 Mbps
a 1 Gbps
Guaina isolanteRivestimento Fibre ottiche (nucleo)
in vetro
• Poco flessibile
• Installazione difficile
• Non soggetto ad interferenze
Connettori
Esistono vari tipi di connettori:

Connettore BNC

Connettore a T BNC
Connettori
Altri connettori…

Connettore cilindrico
BNC (in gergo: barilotto)

Terminatore BNC
Topologie di cablaggio
Una rete può essere progettata
con quattro organizzazioni fisiche
differenti, denominate:
 a bus
 a stella
 ad anello
 a maglia
Topologia a bus
Vantaggi:
Economico e
semplice da
realizzare
 Affidabile e
facile da
ampliare

Svantaggi:
Rallentamento in caso di
traffico intenso di rete
 Disagi in presenza di guasti
 Massimo computer = 10

Topologia ad anello
Vantaggi:
 Accesso paritario
per tutti i computer
 Prestazioni identiche
anche in caso di
numerosi utenti
Svantaggi:
 Complicazioni in caso di guasto
di un solo computer
 Difficoltà nell’individuazione dei
problemi
Topologia a stella
Vantaggi:
 Facilità di modifica e
di espansione
 Controllo e gestione
centralizzati
 Nessuna interruzione
in caso di guasto di un
computer
Svantaggi:
 Interruzione del funzionamento in
caso di guasto del dispositivo di
collegamento centrale (hub o altro)
Hub
L’hub è un componente di
comunicazione che offre una
connessione comune tra i computer in
una rete a stella.
Hub
Esistono 2 tipi di hub:

Hub attivi

Hub passivi
 Devono essere
alimentati
 Sono in grado di
rigenerare e ritrasmettere
dati in rete
 Non necessitano di
alimentazione
 Sono usati per estendere
il cablaggio ad altri
computer (2-4)
HUB e Switch

ogni scheda ha un indirizzo fisico (MAC Address) di 48
bit, unico al mondo: esso è composto da un codice del
costruttore (stabilito dall’ISO) di 24 bit e da un numero
seriale assegnato dal costruttore.

Gli Hub


instradano il traffico dati facendo passare
tutte le richieste e tutte le destinazioni
Switch


possiede una tabella in cui associa ad ogni
porta i MAC Address che ha rilevato su
quella porta.
non ripete pedestremente il segnale, ma
legge l’indirizzo di destinazione ed instrada
solo se la destinazione è all’altro lato dello
Switch
Reti wireless



una rete senza l’utilizzo di cavi, è detta rete
wireless.
Se la rete è locale prende il nome di WLAN,
ossia Wireless LAN.
per trasmettere i dati usano onde
elettromagnetiche di vario tipo, quali:




le onde radio a 902 MHz
i raggi infrarossi a 820 nanometri
le microonde a 2,4 GHz, usate anche dai forni a
microonde ed i telefoni cellulari, i quali possono
quindi disturbare le WLAN
le microonde a 5 Ghz, cioè alla frequenza con cui
trasmettono i satelliti; per questo motivo ne è vietato
l’uso al di fuori di ambienti chiusi
Access Point




L’integrazione di una rete wireless con una rete
cablata avviene con Access Point che fungono
da Bridge tra i due diversi tipi di topologie di
rete.
L’Access Point presenta una porta che permette
la connessione fisica, tramite cavo, ad una rete
cablata,
Quando un client wireless viene acceso in una
WLAN, esso effettua lo scanning, cioè si mette
in ascolto per trovare un dispositivo compatibile
a cui associarsi.
L’access point ha un indirizzo Ip statico o
dimanico (configurabile) e può fungere da
server dhcp (configurabile)
Configurare access point




Per garantire il controllo degli accessi e la riservatezza
Il Service Set Identifier o SSID, server per il controllo
degli accessi. è il nome di rete ed è comune a tutti i
dispositivi di una stessa WLAN. Inizialmente gli Access
Point portano il SSID definito dall’azienda costruttrice,
che deve essere pertanto modificato.
Il Wired Equivalent Privacy o WEP, permette di
crittografare i dati in trasmissione. Normalmente gli
Access Point presentano diversi gradi di crittografia, ma
non essendone impostato alcuno di default, deve essere
attivato. Il WEP utilizza uno schema di crittografia a
chiave simmetrica, pertanto gli utenti devono disporre
della chiave per effettuare la decifrazione. gli Access
Point vengono venduti con chiavi predefinite, che
conviene cambiare.
Per configurare l’access point esso va collegato via rete
lan o wireless ad un dispositivo che abbia un indirizzo Ip
Compatibile (nel manuale è indicato l’indirizzo di default)
WAN

Rete analogica PSTN:I modem analogici



dispositivi che rendono possibile il passaggio dei dati
nella rete analogica. Il principio che sta alla base del
loro funzionamento è costituito dal processo di
modulazione in cui i dati costituiscono il segnale
modulante (modem= MODulazione DEModulazione).
Svolgono anche funzione di compressione dati e
controllo errori
Rete Isdn:. E’ una rete con funzionamento e trattamento
del segnale sotto forma digitale: due canali a 64 Kbit/sec
ciascuno, utilizzabili sia per fonia che per dati: i modem ISDN
sono chiamati così solo per semplificazione, non
modulano e non usano frequenze sul doppino telefonico
ma veri e propri segnali digitali discreti
WAN

Rete ADSL: La tecnologia Digital Subscriber Line (DSL)
impiega la normale linea telefonica, costituita dal doppino
(UTP), per il trasporto di dati ad alta velocità.
 iL modem ADSL effettua modulazione
 Esistono VOIP modem che consentono di avere una
seconda linea telefonica su rete Internet (detta
appunto VOIP).
 Alcuni moden Adsl sono Router Wlan che permettono
di instradare il traffico di più utenze senza fili in rete
domestica ( svolgendo a volte anche il ruolo di server
DHCP)
Wan

Router:

è dotato di una logica decisionale che gli
permette di effettuare l'instradamento di un
messaggio

Consente di
 Filtrare il traffico , in base alla
tipologia
 Instradare le richieste su specifiche
route o porte