Reti di
Calcolatori
e
NETWORKING
parte I
Networking
Una rete elementare consiste di due
computer collegati fra loro tramite un cavo
allo scopo di consentire la condivisione di dati
(documenti, messaggi, grafica) e risorse
(stampanti, fax, modem).
 Un gruppo di computer e di altre periferiche
connessi tra loro prende il nome di Rete.

LAN e WAN
All'inizio degli anni '80 la tecnologia di
cablaggio consentiva di connettere circa 30
computer usando un cavo la cui lunghezza
non poteva superare i 180m. Questo tipo di
rete, con un'estensione limitata, si chiama
LAN (Local Area Network).
 Oggi le LAN costituiscono le unità modulari su
cui si basano sistemi di reti più vasti, che
addirittura si estendono tra città e stati diversi
connettendo fra loro migliaia di utenti. In
questi casi si parla di WAN (Wide Area
Network).

Vantaggi

I vantaggi derivanti dall'utilizzo delle
funzionalità di rete comprendono:
Riduzione dei costi, grazie alla condivisione
di dati e periferiche.
 Standardizzazione delle applicazioni.
 Acquisizione tempestiva dei dati.
 Gestione più efficiente delle comunicazioni
e della pianificazione.

Terminologia

Tutte le reti hanno genericamente determinati
componenti, funzioni e caratteristiche in comune:





Server: computer che fornisce risorse condivise agli utenti
della rete.
Client: computer che accedono alle risorse condivise da un
server.
Risorse: file, stampanti, o altri elementi usati dagli utenti
della rete
Supporti fisici: il mezzo con il quale sono connessi i
computer
Dati condivisi: file forniti dal server attraverso la rete
Reti peer-to-peer

In una rete peer-to-peer non ci sono server dedicati o
livelli gerarchici tra i computer. Ciascun computer
assume il ruolo sia di client che di server e nessuno
ha il compito di amministrare l'intera rete. Ciascun
utente decide quali risorse del proprio computer
mettere a disposizione degli altri utenti.

In genere in una rete di questo tipo sono installati
non più di 10 computer, di solito nello stesso
ambiente e laddove non sussistano necessità di
sicurezza dei dati.

Sono relativamente semplici e poco costose, data
l'assenza di un server dedicato.

L’azienda avrà una limitata crescita nel prossimo
futuro.
Reti peer-to-peer

Il software di rete utilizzato in reti peer-topeer non richiede lo stesso livello di
prestazioni e di sicurezza si quello sviluppato
per server dedicati.

Windows NT Workstation, Windows 95 e
Windows for Workgroup hanno funzionalità di
rete peer-to-peer incorporate.

La protezione viene impostata da ciascun
utente assegnando una password alla risorsa
condivisa: l'amministrazione non è quindi
centralizzata.
Reti Basate su Server

In una rete basata su server, un computer viene "dedicato" alla
gestione delle richieste che provengono dai client ed alla
protezione di file e directory.

Man mano che aumentano le dimensioni e il traffico di rete può
essere necessario installare ulteriori server: in questo modo le
operazioni vengono svolte nel modo più efficiente possibile.
Clients
Server
Risorsa
Reti Basate su Server

Sulle reti di grandi dimensioni vengono installati
server specializzati. In una rete nella quale è
installato Windows NT Server, ad esempio, i diversi
tipi di server comprendono:

File server e server di stampa

Server delle applicazioni

Server dei servizi di posta

Server dei servizi fax

Server di trasmissione dati

Server dei servizi di directory
Vantaggi delle reti basate su
server

Condivisione delle risorse

Protezione

Backup

Ridondanza

Numero di utenti

Hardware dei client “leggero”
Progettazione della struttura
di rete

Per tipologia di rete ci si riferisce alla disposizione o
collocazione fisica di computer, cavi e altri componenti
della rete. Una tipologia di rete influisce sulle capacità
della rete stessa, poiché ha conseguenze su:

Componenti necessari per l'implementazione della rete

Capacità dei componenti

Crescita della rete

Modalità di gestione della rete
Tipologia a Bus

E' il metodo più semplice di connettere in rete dei
computer. Consiste di un singolo cavo (chiamato
dorsale o segmento) che connette in modo lineare
tutti i computer.
Tipologia a Bus

I dati sono inviati a tutti i computer come segnali
elettronici e vengono accettati solo dal computer il
cui indirizzo è contenuto nel segnale di origine.

Poiché un solo computer alla volta può inviare dati,
maggiore è il numero di computer connessi alla rete,
più saranno i computer in attesa di trasmettere dati,
rallentando le prestazioni dell’intera rete.

Quella a bus è una tipologia di rete passiva: i
computer ascoltano i dati trasmessi sulla rete, ma
non intervengono nello spostamento di dati da un
computer a quello successivo.
Tipologia a Bus

I dati trasmessi da un computer, se non vengono
interrotti, viaggiano da un capo all’altro del cavo,
rimbalzano e tornano indietro impedendo ad altri
computer di inviare segnali. A ciascuna estremità del
cavo viene applicato un componente chiamato
terminatore che assorbe i dati liberi rendendo
disponibile il cavo per l’invio di altri dati

Se un cavo viene tagliato o se uno dei capi viene
scollegato, e quindi uno o più capi sono privi di
terminatore, i dati rimbalzeranno interrompendo
l’attività su tutta la rete (rete inattiva).
Tipologia a Bus

E’ possibile espandere una LAN a bus con dei
connettori cilindrici di tipo BNC che uniscono due
capi di cavo ma indeboliscono il segnale (meglio
usare un unico cavo lungo che più segmenti uniti fra
loro).

Oppure, si può usare un dispositivo chiamato
ripetitore che potenzia il segnale prima di
ritrasmetterlo sulla rete.
Tipologia a Stella

I computer sono connessi ad un componente centrale
chiamato hub. I dati sono inviati dal computer
trasmittente attraverso l’hub a tutti i computer della
rete.
Hub
Tipologia a Stella

Questa tipologia richiede un’elevata quantità di cavi
in una rete di grandi dimensioni.

In caso di interruzione di uno dei cavi di connessione
di un computer all’hub, solo quel computer verrà
isolato dalla rete. In caso di mancato funzionamento
dell’hub, saranno interrotte tutte le attività di rete.
Tra i vantaggi dell’hub ci sono l’espandibilità (basta
collegare un altro hub all’hub iniziale), controllo
centralizzato del traffico sulla rete in base a led
luminosi che permettono di diagnosticare se quel
ramo della rete è funzionante.
Gli Hub

Hub Attivi:


Hub Passivi:


Gli hub sono per la maggior parte attivi, poiché
rigenerano e ritrasmettono i segnali come i
ripetitori. Questi hub richiedono il collegamento
alla rete elettrica.
Questi hub (pannelli di collegamento e scatole di
derivazione) sono solo punti di connessione e non
amplificano o rigenerano il segnale.
Hub Ibridi:

Sono hub evoluti a cui è possibile connettere tipi
di cavo differenti. Utili per espandere una rete.
Tipologia ad Anello

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 computer che funge
da ripetitore e ritrasmette il segnale potenziato al computer
successivo: si tratta quindi di una tipologia attiva, a differenza di
quella a bus.
Tipologia ad Anello

Uno dei metodi usati per la trasmissione dei dati
lungo l’anello è detto Token Passing, e si parla infatti
di reti Token Ring.

Il token (gettone) viene trasferito da un computer al
successivo finché non raggiunge quello su cui sono
disponibili dati da trasmettere. Il token viene
modificato dal computer trasmittente che aggiunge al
dato l’indirizzo del destinatario e quello del mittente e
lo rinvia lungo l’anello.

I dati passano attraverso ciascun computer finché
raggiungono quello il cui indirizzo corrisponde a
quello indicato sui dati. Questo computer restituisce
un messaggio di conferma al computer trasmittente il
quale crea un nuovo token e lo immette nella rete.
Tipologia ad Anello

Un token può percorrere un anello di 200m di
diametro 10.000 volte al secondo, poiché viaggia alla
velocità della luce.

Nelle reti Token Ring, a differenza di altre, un
computer malfunzionante viene automaticamente
escluso dall’anello consentendo agli altri di continuare
a funzionare regolarmente in rete. In altri tipi di reti
ad anello, un computer che non funziona può
provocare la caduta di tutta la rete.
Tipologia a Bus a Stella

Combinazione della tipologia a bus e a stella.

Più reti a stella sono collegate tramite cavi a bus lineari.

Il malfunzionamento di un computer non influenza il resto della rete. In
caso di mancato funzionamento di un hub, tutti i computer connessi a
quell’hub saranno esclusi dalla rete. Se l’hub a sua volta è collegato ad
altri hub, anche queste connessioni saranno interrotte.
Hub
Hub
Hub
Tipologia ad Anello a Stella

Combinazione della rete a stella ed ad anello

Anche detta ad anello con cablaggio a stella, è simile
alla tipologia a bus a stella, ma in questo caso gli hub
non sono collegati fra loro tramite cavi bus lineari ma
attraverso un hub principale secondo un modello a
stella.
Hub Principale
Riepilogo sulle Tipologie
Principali tipi di cavi
Nelle maggior parte delle reti le connessioni
vengono implementate attraverso un
impianto di fili o cablaggio che funge da
supporto di trasmissione per il trasferimento
di segnali da un computer all’altro.
 L'implementazione di quasi tutte le reti viene
realizzata attraverso cavi appartenenti ad una
delle seguenti categorie: coassiali, cavi a
doppini intrecciati, cavi a fibre ottiche.

Cavo Coassiale

I costi limitati e le caratteristiche di leggerezza e flessibilità
lo hanno visto come il sistema di cablaggio più utilizzato.

E’ costituito da un conduttore interno in rame rivestito da
uno strato isolante, una calza metallica di schermatura e
una guaina isolante esterna (doppia schermatura).
Isolante (PVC)
Conduttore interno
Calza m etallica in ram e
Guaina is olante es terna
Cavo Coassiale

La calza metallica funge da cavo di terra e protegge il
conduttore da disturbi elettrici e diafonia o crosstalk
(interferenza di un segnale emesso da un cavo
adiacente). Se conduttore e calza entrano in contatto,
avviene un cortocircuito che procura la distruzione
dei dati.

Il cavo coassiale offre una migliore protezione dalle
interferenze e dall’attenuazione del segnale
(diminuzione della potenza durante il trasferimento
lungo un cavo di rame) rispetto ai cavi a doppini
intrecciati non schermati. E’ la scelta ideale per i
collegamenti su lunghe distanze poiché garantisce
buona affidabilità nel trasferimento dei dati a velocità
più elevate.
Tipi di cavi coassiali

I cavi coassiali sono disponibili in due
tipi:

Sottili (Thinnet)

Spessi (Thicknet)
Cavo Thinnet o 10Base2

E’ flessibile, ha uno spessore di circa ¼ di pollice,
facile da installare: si collega direttamente alla
scheda di rete del computer.

Può trasferire un segnale fino a 185 m prima che inizi
ad attenuarsi.

Appartiene alla famiglia RG-58 ed ha un’impedenza
(resistenza al passaggio delle corrente alternata in un
filo elettrico) di 50 ohm. I cavi di questa famiglia
hanno il conduttore interno in rame che può essere a
fili intrecciati (RG-58 A/U) o pieno (RG-58 /U).
Cavo Thicknet o 10Base5

Relativamente rigido, ha un diametro di circa ½ pollice.
Definito Ethernet standard, poiché è stato il primo tipo di
cavo usato nelle reti di quel tipo.

Lo spessore del conduttore interno in rame è superiore a
quello dei cavi Thinnet e può quindi trasferire segnali a
distanze superiori: fino a 500 m. Per questo viene in
genere utilizzato come dorsale per connettere più reti più
piccole basate su cavo Thinnet.
Cavo Thicknet o 10Base5

Per connettere un cavo coassiale Thinnet ad uno Thicknet si usa
il dispositivo chiamato transceiver che, per mezzo di un
connettore a vampiro, viene messo a contatto diretto con il
conduttore interno del cavo Thicknet. Usando un cavo si collega
il transceiver alla scheda di rete.
Cavo Thicknet
Connettore a "V ampiro"
Cavo con presa A UI
Transceiver
Considerazioni
Un cavo Thinnet è meno costoso e più
flessibile e quindi più facile da installare di
quello Thicknet. Il cavo Thicknet è però in
grado di trasferire segnali a distanze
maggiori.
 L’utilizzo di un cavo coassiale rappresenta la
scelta consigliata per un supporto in grado di
trasmettere segnali vocali, video e dati.
 Permette una protezione dei dati accettabile

Connettori

Per connettere cavi Thicknet e Thinnet ai
computer si usano i connettori BNC (British
Naval Connector):
•
Connettore Coassiale BNC: saldato o crimpato
all’estremità del cavo.
•
Connettore a T BNC: unisce la scheda di rete al
cavo.
•
Connettore Cilindrico BNC: congiunge due
segmenti di cavo Thinnet.
•
Terminatore BNC: per assorbire i segnali vaganti.
Cavi a doppini intrecciati

Consiste di due fili di rame isolati intrecciati.

Questo tipo di cavi è disponibile in due
versioni:

a doppini intrecciati non schermati (UTP)

a doppini schermati (STP)
Cavo a Doppini Intrecciati non Schermato
(UTP) o 10BaseT

Consiste di due fili di rame isolati con un numero di intrecci per
metro di cavo variabile, utilizza la specifica 10BaseT e la lunghezza
massima di ogni segmento è di 100 m.

Esistono 5 categorie di cavi UTP (definite nella specifica 568
dell’EIA/TIA):





Categoria 1: Cavo telefonico UTP in grado di trasferire segnali
vocali ma non dati.
Categoria 2: Composto da 4 doppini intrecciati, usato per
trasmettere dati fino a 4 Mbps (megabit al secondo).
Categoria 3: Composto da 4 doppini con circa 10 intreccia al
metro, usato per trasmettere dati fino a 10 Mbps.
Categoria 4: Composto da 4 doppini intrecciati, usato per
trasmettere dati fino a 16 Mbps.
Categoria 5: Composto da 4 doppini intrecciati, usato per
trasmettere dati fino a 100 Mbps. E’ la categoria più diffusa nelle
installazioni di rete.
Cavo a Doppini Intrecciati
Schermato (STP)

Mentre il cavo UTP è particolarmente
soggetto alla diafonia, il cavo STP, grazie alla
pellicola isolante che racchiude i singoli
doppini e a una calza di rame con maggiori
capacità isolanti, risulta meno soggetto a
interferenze elettriche e supporta velocità di
trasmissione più elevate.
Componenti per Cavi a
Doppini Intrecciati

Connettore RJ-45: usato per la connessione al computer, è un
connettore simile a quello telefonico RJ-11 che può però
contenere solo 4 conduttori contro gli 8 dell’RJ-45.

Pannelli di distribuzione: per centralizzare e organizzare una
rete con un alto numero di connessioni, consentono inoltre di
avere maggiore spazio per il collegamento dei cavi dove lo
spazio a terra è carente.

Quadri di collegamento espandibili: supportano fino a 96
porte e velocità di trasmissione fino a 100 Mbps.

Prese multiple e pannelli a muro: per collegare i computer
ai quadri di collegamento.
Considerazioni

Si consiglia di utilizzare il cavo a doppini
intrecciati nel caso in cui:
il budget è limitato
 l’installazione deve essere semplice
 non è consigliabile nel caso in cui sia
importante l’integrità dei dati trasmessi
su lunghe distanze a velocità elevate

Cavo a Fibre Ottiche

Usato per trasmettere dati digitali sotto forma di impulsi
luminosi modulati, garantisce l’assenza di attenuazione del
segnale, di possibili interferenze elettriche e di derivazioni non
autorizzate. E’ costituito da un cilindro di vetro molto sottile
(nucleo) coperto da uno strato concentrico di vetro
(rivestimento). Se il materiale usato è la plastica si ha una
riduzione nella distanza massima di trasmissione del segnale.

Ogni fibra di vetro può trasmettere dati in una sola direzione;
quindi un cavo a fibre ottiche contiene due fibre, una per la
trasmissione ed una per la ricezione, ognuna dotata di un
rivestimento separato. La trasmissione dei dati avviene a circa
100Mbps / 200Mbps su distanze di chilometri.
Considerazioni
Si consiglia di utilizzare il cavo a fibra
ottica se è necessario trasmettere dati a
velocità elevate su lunghe distanze con
un supporto fisico sicuro.
 Si sconsiglia di utilizzarlo:
 se il budget è limitato
 non si ha una grande padronanza
tecnica del tipo di l’installazione

Cablaggio IBM
IBM ha sviluppato un proprio sistema di
cablaggio, con numeri e specifiche proprie.
 Nel sistema di cablaggio IBM i cavi vengono
classificati come tipi. Il sistema di misura del
diametro dei cavi (AWG) specifica che
all’aumentare del numero corrisponde un
diametro più grande del cavo.

Sistema di cablaggio IBM
Tipo IBM
Tipo 1
Definizione
standard
Descrizione
Tipo 4
Due coppie di cavi di 22
AWG
Cavo per segnali vocali Due coppie di cavi di 22
e dati
AWG per dati e voce e
calza schermata da 26
AWG per segnali vocali
Cavo per segnali vocali Cavo a doppini
inttrecciati da 22-24
AWG
Non ancora definito
Tipo 5
Cavo a fibra ottica
Cavo a fibra ottica
Tipo 6
Cavo per trasmissione
dati
Cavo a doppini
intrecciati con doppia
schermatura da 26
AWG
Tipo 2
Tipo 3
STP
Riepilogo tra i Diversi Tipi di Cavo
Ambiente senza filo



Il componenti di rete senza filo sono in grado di:
 Fornire connessioni temporanee ad una rete esistente
 Fornire un determinato livello di portabilità
 estendere le reti oltre i limiti posti dai cavi tradizionali
A seconda della tecnologia le reti possono essere suddivise in
tre categorie:
 Reti LAN
 Reti LAN estese
 sistemi portatili
La differenza principale tra queste categorie è rappresentato dai
servizi di trasmissione utilizzata
Tecniche di trasmissione
wireless

Per trasmissione su reti LAN vengono
usate le seguenti quattro tecniche:
A infrarossi
 Laser
 via radio a banda stretta (singola
frequenza)
 Via radio ad ampio spettro

Infrarossi
Il funzionamento di tutte le reti ad infrarossi si
basa sull’utilizzo di un raggio di luce per il
trasferimento dei dati. La velocità dei
trasmissioni dei dati è 10 Mbps
 Le reti ad infrarossi si dividono in:





reti a portata ottica (line of sight)
reti a diffusioni di infrarossi (scatter) (max distanza
30 m, rimbalzo del segnale)
reti a riflessione (reflective)
Unità di comunicazione ottica a banda larga
(broadband optical telepoint)
Via radio a banda stretta (singola
frequenza) e via radio ad ampio
spettro
Il trasmettitore e il ricevitore devono essere
sulla stessa frequenza. La portata di
trasmissione è 500 m, purtroppo non è
capace di attraversare muri portanti. Velocità
di trasmissione pari a 4,8 Mbps.
 Nella trasmissione ad ampio spettro la
trasmissione avviene con una gamma di
frequenza evitando alcuni problemi dell’altro
metodo. La velocità è di 250 Kbps

Trasmissione punto a punto
L’utilizzo di un collegamento radio punto
a punto per la trasmissione rapida di
dati senza errori
 Il passaggio di dati anche attraverso
pareti
 Trasmissione di dati a velocità tra i 1,2 e
38,4 Kbps a distanze fino a 500 m

Sistemi portatili

Tra i sistemi portatili che si appoggiano
dei servizi telefonici pubblici ricordiamo:
Comunicazioni radio a pacchetti
 Reti cellulari
 Stazioni satellitari


Velocità di trasmissione lenta fra 8 e 19,
2 Kbps
Trasmissione
del Segnale
Trasmissioni a Banda Base
(Base band)

I sistemi di trasmissione a banda base inviano segnali digitali su
una sola frequenza, sotto forma di impulsi elettrici o luminosi
distinti.

Durante una trasmissione a banda base, l’intera capacità del
canale di comunicazione viene usata per la trasmissione di un
singolo segnale di dati che usa quindi l’intera ampiezza di banda
del cavo (differenza fra la frequenza più alta e la frequenza più
bassa trasportate dal cavo).

Ogni dispositivo su una rete a banda base può trasmettere un
flusso di segnali bidirezionale e alcuni possono trasmettere e
ricevere contemporaneamente.

Durante il trasferimento, la potenza di trasmissione di
indebolisce gradualmente con possibili distorsioni del segnale.
Nei sistemi a banda base vengono quindi usati ripetitori che
ritrasmettono i segnali potenziandoli.
Trasmissioni a Banda Larga
(Broadband signal trasmission)

I sistemi a banda larga usano segnali analogici e una gamma di
frequenze: i segnali risultano continui e sono trasmessi sotto
forma di onde ottiche o elettromagnetiche.

Se l’ampiezza di banda lo consente, lo stesso cavo può
supportare più sistemi di trasmissione analogica (TV via cavo e
dati).

Ad ogni sistema di trasmissione viene assegnata una parte
dell’ampiezza di banda totale. Tutte le periferiche collegate al
sistema di trasmissione (i computer della LAN) devono essere
sintonizzati per utilizzare solo le frequenze della gamma
assegnata. Per mantenere la potenza del segnale, invece dei
ripetitori si usano amplificatori.

Poiché il flusso di segnali è unidirezionale, occorre impostare
due percorsi per il flusso dei dati, dividendo l’ampiezza di banda
in due canali (configurazione mid-split) oppure collegando ogni
periferica a due cavi separati (configurazione a cavo doppio).
Schede di Rete

Servono come interfaccia o connessione fisica
fra il computer e il cavo di rete. Il suo ruolo
consiste nel:




Preparare i dati provenienti dal computer per il
cavo di rete.
Inviare i dati ad un altro computer.
Controllare il flusso di dati fra il computer e il
sistema di cablaggio.
Ricevere i dati provenienti dal cavo e convertirli in
byte.
Preparazione dei dati




All'interno del computer i dati viaggiano lungo percorsi chiamati
bus, costituiti da numerosi percorsi di dati affiancati che
consentono quindi lo spostamento dei dati in gruppi anziché uno
alla volta. Si parla di trasferimento in parallelo.
I primi PC IBM avevano bus a 8 bit: potevano spostare solo 8 bit
di dati alla volta. L'IBM PC/AT usava un bus a 16 bit. Oggi i
computer usano bus a 32 bit.
Sul cavo di rete i dati devono viaggiare in un unico flusso: si ha
una trasmissione seriale.
La scheda di rete riceve i dati in parallelo come gruppo e li
ristruttura come flusso seriale attraverso il percorso a 1 bit del
cavo di rete: i segnali digitali sono convertiti in segnali elettrici o
ottici componente detto trasmettitore-ricevitore.
Preparazione dei dati

Oltre a trasformare i dati, la scheda indica il proprio
indirizzo al resto della rete. Gli indirizzi sono definiti
dal comitato IEEE (Institute of Electrical and
Electronics Engineers) che assegna a ciascun
produttore di schede di rete un blocco di indirizzi. Il
produttore è quindi in grado di imprimere in ciascuna
scheda un indirizzo di rete univoco (indirizzo MAC
Media Access Control).
Preparazione dei dati

Le fasi della preparazione dei dati sono:



Il computer assegna una parte di spazio in
memoria alla scheda di rete (DMA, Direct Memory
Access) per poter comunicare con essa.
La scheda di rete richiede al computer il
trasferimento dei dati.
Il bus del computer sposta i dati dalla memoria del
computer alla scheda di rete. Se questo
spostamento avviene troppo rapidamente per la
scheda di rete, i dati sono inviati al buffer (RAM)
della scheda per essere smistati successivamente.
Invio e Controllo dei Dati

Prima di poter inviare i dati, la scheda di rete del
computer trasmittente dialoga con quella del
computer ricevente per stabilire:

Dimensione massima dei pacchetti da inviare.

Quantità dei dati da inviare prima della conferma.

Intervallo tra gli invii dei pacchetti.

Intervallo prima dell’invio ella conferma.

Quantità di dati prima dell’overflow della scheda.

Velocità di trasmissione dei dati.
Configurazione della Scheda di
Rete
Interrupt (IRQ)

Gli Interrupt Request Line sono linee hardware
attraverso cui le periferiche (porte I/O, tastiera, dischi
e schede di rete, inviano richieste di sevizi alla CPU.

Agli IRQ sono assegnati diversi livelli di priorità
affinché la CPU possa determinare l’importanza delle
richieste ricevute.

Ogni periferica deve usare un IRQ differente,
specificato al momento della configurazione della
periferica. Alle schede di rete è solitamente
assegnato l’IRQ 3 o 5. Con il programma MSD è
possibile vedere quali IRQ siano già in uso.
Impostazione IRQ













2 (9)
3
4
5
6
7
8
10
11
12
13
14
15
scheda video EGA/VGA
disponibile se non utilizzata da COM 2 o COM 4
COM 1 e COM 3
disponibile se non utilizzata da LPT2 o Scheda audio
controller floppy
porta parallela LPT 1
Orologio
disponibile
disponibile
Mouse (PS/2)
Coprocessore matematicoù
Controller disco rigido
Disponibile
Configurazione della Scheda di Rete
Porta I/O di Base
 Specifica il canale attraverso il quale le informazioni
sono trasferite tra l’hardware (esempio, la scheda di
rete) e la CPU. Ogni periferica ha un suo indirizzo I/O
(espresso in esadecimale, es. 0300-030F).
Indirizzo di Base della Memoria
 Definisce l’indirizzo di un’area di RAM utilizzata dalla
scheda di rete come buffer per la memorizzazione dei
frame di dati in entrata e in uscita. Non tutte le
schede di rete usano la RAM di sistema. Per alcune
schede è possibile specificare la quantità di RAM in
Kb (es. 16 o 32 Kb).
Cablaggio di Rete e Connettori
La scelta della scheda di rete dipende dal
tipo di cablaggio e connettori usati:
 Rete Thinnet:
Connettore BNC
 Rete Thicknet:
Connettore AUI a 15
pin (DB15)
 UTP:
Connettore RJ-45
Prestazioni della Rete

La scheda di rete influisce pesantemente sulle
prestazioni dell’intera rete. Ecco alcuni caratteristiche
che velocizzano il passaggio dei dati attraverso la
scheda:






DMA, Accesso Diretto alla Memoria
Condivisione della memoria della scheda
Condivisione della memoria di sistema
Bus Mastering
Bufferizzazioni dati nella RAM
Microprocessore incorporato
I Protocolli

La procedura di invio dei dati fra due computer si divide in
vari task:

Riconoscimento dei dati

Suddivisione dei dati in blocchi più gestibili

Aggiunta di informazioni ad ogni blocco per

Determinare la posizione dei dati

Identificare il destinatario dei dati


Aggiunta di informazioni di sincronizzazione e controllo
degli errori
Immissione dei dati sulla rete ed invio a destinazione
I Protocolli

Ogni task viene svolto dal computer con una
serie ben precisa di procedure: i protocolli.

Esistono due insiemi principali di protocolli
standard: il modello OSI e un
aggiornamento di questo standard chiamato
Progetto 802.
Il Modello OSI

Nel 1984 l’ISO (International Standards
Organization) pubblicò un set di specifiche
chiamato Modello di Riferimento OSI
(Open System Interconnection), uno
standard universale per il networking. I
prodotti di rete vengono infatti progettati in
base a queste specifiche che descrivono le
modalità di interazione fra software e
hardware di rete.
I Livelli OSI

Il modello OSI descrive un’architettura che divide le
comunicazioni di rete in sette livelli. Ogni livello riguarda
differenti attività, dispositivi o protocolli di rete.
7. Applicazione
6. Presentazione
5. Sessione
4. Trasporto
3. Rete
2. Collegamento Dati
1. Fisico
I Livelli OSI

Ogni livello OSI esegue funzioni di rete specifiche
comunicando con il livello direttamente inferiore o
superiore.

I livelli 1 e 2 definiscono il supporto fisico della rete e
i relativi task (immissione dei bit di dati nella scheda
e sul cavo di rete). I livelli superiori come le
applicazioni accedono ai servizi di comunicazione.

Quando i dati, suddivisi in pacchetti, sono inviati
lungo la rete, passano attraverso i sette livelli.
I Livelli OSI

Ogni livello, attraverso un software specifico,
aggiunge al pacchetto di dati una testatina (header)
di informazioni e passa il dato al livello successivo. Il
livello Collegamento Dati aggiunge anche una coda
(trailer). Il livello Fisico passa i dati con header e
trailer alla rete fisica.

Quando il pacchetto di dati arriva al computer
ricevente, attraversa i livelli in ordine inverso. Ogni
livello rimuove l’header o il trailer appropriati e legge
le informazioni prima di passare il pacchetto al livello
successivo. Arrivato al livello Applicazione, il
pacchetto è nella sua forma originale e può essere
letto dal ricevente.
I Livelli OSI
7. Livello Applicazione

Consente ai processi dell’applicazione di
accedere ai servizi di rete e gestisce la
comunicazione fra le applicazioni.
Rappresenta i servizi che supportano
direttamente le applicazioni utente (software
di trasferimento file, accesso a database,
posta elettronica). Gestisce l’accesso generale
alla rete, il controllo del flusso e il ripristino in
caso di errori.
I Livelli OSI
6. Livello Presentazione

Determina il formato usato per lo scambio di dati fra i
computer della rete: è il “traduttore della rete”. Nel
computer che invia i dati, questo livello traduce i dati
inviati dal livello Applicazione in un formato
intermedio riconoscibile. Nel computer ricevente,
avviene l’operazione inversa.

Questo livello è responsabile della conversione del
protocollo, dell’encrypting dei dati, della conversione
dei set di caratteri, gestisce la compressione dei dati.

Il redirector (software di rete che accetta le richieste
di I/O e le reindirizza verso le risorse su un server)
opera a questo livello.
I Livelli OSI
5. Livello Sessione

Consente a due applicazioni su computer differenti di
stabilire, usare e chiudere una connessione, detta
sessione. Questo livello esegue il riconoscimento dei
nomi e le funzioni (quali la sicurezza) necessarie per
far comunicare due applicazioni attraverso la rete.

Garantisce la sincronizzazione tra i task utente
inserendo punti di controllo (checkpoints) nel flusso
dei dati. Se la rete si blocca, si devono ritrasmettere
solo i dati inviati dopo l’ultimo checkpoint. Questo
livello controlla il dialogo fra i processi in
comunicazione, regolando chi deve trasmettere, il
momento la durata, ecc.
I Livelli OSI
4. Livello Trasporto

Esegue il controllo del flusso, la gestione degli errori
ed è coinvolto nella risoluzione dei problemi
riguardanti la trasmissione e la ricezione dei
pacchetti.

Garantisce che i pacchetti siano consegnati senza
errori, in sequenza, senza perdite o duplicazioni.
Impacchetta nuovamente i messaggi, dividendo quelli
lunghi in pacchetti e raccogliendo i messaggi piccoli
in un unico pacchetto, aumentando l’efficienza della
trasmissione. Sul lato ricevente, preleva le
informazioni dai pacchetti, ricostruisce i messaggi
originali e in genere invia una conferma di
ricevimento.
I Livelli OSI
3. Livello Rete

E’ responsabile dell’indirizzamento dei dati e della
traduzione di indirizzi e nomi logici in indirizzi fisici.
Determina la rotta dal computer di origine a quello di
destinazione decidendo in base alla condizioni della
rete, alla priorità del servizio, ecc. Gestisce i problemi
di traffico sulla rete, come lo scambio di pacchetti, il
routing e il controllo della congestione dei dati.

Se il computer di destinazione non può ricevere un
blocco di dati grande come quello inviato dal
computer di origine, il livello Rete del trasmittente
compensa dividendo il blocco in unità più piccole. Sul
lato ricevente, il livello Rete riassembla i dati.
I Livelli OSI
2. Livello Collegamento Dati

Invia i frame dei dati dal livello Rete al livello Fisico. Sul lato
ricevente, impacchetta i bit grezzi ricevuti dal livello Fisico in un
frame di dati. Un frame di dati è una struttira logica,
organizzata, nella quale è possibile collocare dei dati. Rispetto ai
pacchetti che hanno solo un header, i frames hanno un
delimitatore iniziale ed uno finale. E’ responsabile del
trasferimento privo di errori dei frame da un computer all’altro
attraverso il livello Fisico.
I Livelli OSI
1. Livello Fisico

E’ il livello più basso: trasmette lo stream di bit grezzi su un
supporto fisico (il cavo di rete). Collega le interfacce elettriche,
ottiche e meccaniche al cavo. Trasporta i segnali con i dati
generati dai livelli superiori.

Definisce la modalità di connessione del cavo alla scheda di rete
(numero di pin del connettore e loro funzione) e il metodo di
trasmissione dei dati sul cavo di rete.

E’ responsabile della trasmissione di bit da un computer all’altro,
definendo la codifica dei dati e la sincronizzazione dei bit (un bit
trasmesso come 1, viene ricevuto come 1 e non come 0).
Definisce inoltre la durata di ogni bit e la modalità di traduzione
in impulso elettrico o ottico per il cavo di rete.
Il Modello Progetto 802

Sviluppato contemporaneamente allo standard OSI, il
Progetto 802 (lanciato dall’IEEE nel febbraio 1980)
definisce gli standard per i componenti fisici di una
rete: la scheda di rete e il cavo, contemplati nei livelli
Fisico e Collegamento dati del modello OSI.

Le specifiche 802 definiscono le modalità di accesso e
di trasferimento dei dati sul supporto fisico da pasrte
delle schede di rete.
Categorie IEEE 802

Gli standard 802 sono 12 i principali sono:









802.1 Internetworking
802.2 LLC (logical link control)
802.3 Ethernet
802.4 Token bus
802.5 Token ring
802.8 Fibra ottica
802.9 reti dati e voce integrate
802.11 reti senza filo
802.12 reti 100 base VG-AnyLAN
Il Modello Progetto 802

Il progetto 802 divide il livello Collegamento
Dati in due sottolivelli:

Logical Link Control (LLC)

Media Access Control (MAC)
7. Applicazione
6. Presentazione
5. Sessione
4. Trasporto
3. Rete
Logical Link Control (LLC)
2. Collegamento Dati
1. Fisico
Media Access Control (MAC)
Il Modello Progetto 802
Sottolivello Logical Link Control (LLC)
 Gestisce la comunicazione di collegamento dati e
l’utilizzo di punti di interfaccia logici (SAP. Service
Access Point). E’ possibile che altri computer usino i
SAP per trasferire le informazioni dal sottolivello LLC
ai livelli OSI superiori. Questi standard sono definiti
dalla categoria 802.2.
Sottolivello Media Access Control (MAC)
 Garantisce l’accesso condiviso al livello Fisico da parte
delle schede di rete. Comunica direttamente con la
scheda di rete ed è responsabile della consegna dei
dati privi di errori tra due computer nella rete.
I Driver della Scheda di Rete

Un driver è un software che consente ad un computer di
funzionare con una determinata periferica. Il driver della rete
garantisce la comunicazione tra una scheda di rete e il
redirector di rete in esecuzione sul computer (software di rete
che accetta le richieste di I/O e le reindirizza verso le risorse su
un server).

I driver della scheda di rete risiedono nel sottolivello MAC del
livello Collegamento Dati. Il sottolivello MAC ha il garantisce
l’accesso condiviso al livello Fisico da parte delle schede di rete.

In pratica, i driver delle schede di rete assicurano la
comunicazione diretta tra il computer e la scheda di rete che è
un collegamento fra il computer e il resto della rete.
Modalità di Invio dei Dati

Poiché l’invio di grossi file su una rete ne
determinerebbe il rallentamento ed eventuali
errori richiederebbero l’invio di tutto il file da
capo, i dati vengono suddivisi in pacchetti o
frames , le unità base delle comunicazioni di
rete.

Il computer ricevente raccoglie i pacchetti e
assemblati secondo l’ordine corretto per
riformare i dati originali.
Modalità di Invio dei Dati

I pacchetti possono contenere vari tipi di dati:



Informazioni (files)
Dati di controllo e comandi (richieste di
servizio)
Codici di controllo (correzione degli errori)
che indicano la necessità di una
ritrasmissione.
Componenti dei Pacchetti

Tutti i pacchetti hanno dei componenti in comune raggruppati
in tre sezioni.
L’intestazione comprende l’indirizzo di origine e l’indirizzo di
destinazione, informazioni di sincronizzazione.
 I dati varia da 512 byte a 4 Kb
 Informazioni di coda tipo il controllo degli errori

Creazione dei Pacchetti

La procedura di creazione del pacchetto inizia al
livello Applicazione, dove i dati vengono generati, e
attraversano i sette livelli. Ogni livello aggiunge ai
dati informazioni relative a quel livello destinate al
livello corrispondente sul computer di destinazione.

Al livello Trasporto, il blocco originale di dati vieni
diviso nei pacchetti veri e propri, la cui struttura è
definita dal protocollo utilizzato dai due computer.
Sempre a questo livello, sono aggiunte informazioni
di sequenza che guideranno il ricevente nel
riassemblare i dati dai pacchetti.
Indirizzamento dei Pacchetti

Ogni scheda di rete vede tutti i pacchetti
inviati sul proprio segmento di cavo, ma
genera un interrupt sul computer solo se
l’indirizzo del pacchetto corrisponde al
proprio.

Esistono pacchetti di tipo broadcast che
possono essere ricevuti da più computer sulla
rete.
La Funzione dei Protocolli

Sono regole e procedure per le
comunicazioni:



Esistono molti protocolli, ognuno con
vantaggi e limitazioni specifiche.
Alcuni lavorano a diversi livelli OSI: il livello
al quale lavora un protocollo ne descrive le
funzione.
E’ possibile che vari protocolli lavorino
insieme (stack di protocolli).
La Funzione dei Protocolli

Il protocollo esegue operazioni diverse sul computer che invia e su
quello che riceve:

Sul Computer che invia i dati
 Divide i dati in pacchetti
 Aggiunge informazioni di indirizzamento ai pacchetti
 Prepara i dati per la trasmissione attraverso la scheda e il cavo
di rete
Sul Computer che riceve i dati
 Preleva i pacchetti dal cavo
 Trasporta i pacchetti nel computer attraverso la scheda di rete
 Rimuove dai pacchetti le informazioni aggiuntive
 Copia i dati dai pacchetti in un buffer e li riassembla
 Passa i dati riassemblati all’applicazione

Stack di Protocolli

In una rete vari protocolli devono funzionare
insieme per assicurare che i dati vengano
trattati secondo lo schema visto sopra. Il
coordinamento delle funzionalità dei vari
protocolli è il modello a Livelli.

Uno stack di protocolli è una combinazione di
protocolli. Ogni livello specifica un protocollo
differente per la gestione di una funzione o di
un sottosistema della procedura di
comunicazione.
Stack di Protocolli
7. Applicazione
Avvia o accetta una richiesta
6. Presentazione
Aggiunge informazioni di formattazione, visualizzazione o
crittografia al pacchetto
5. Sessione
Aggiunge informazioni relative al flusso di traffico per determinare
il momento di invio del pacchetto
4. Trasporto
Aggiunge informazioni relative alla gestione degli errori
3. Rete
Aggiunge informazioni di sequenza e di indirizzamento
2. Collegamento Dati
Aggiunge informazioni sul controllo degli errori e prepara i dati per
passare alla connessione fisica
1. Fisico
Invia il pacchetto come un flusso di bit
Il Processo di Binding

Assicura grande flessibilità nell’installazione di
una rete: in pratica, si possono abbinare
protocolli e schede di rete in base alle
necessità. E’ possibile, ad esempio, eseguire il
binding di due stack di protocolli come
l’IPX/SPX e il TCP/IP ad una stessa scheda di
rete.

L’ordine di binding, determina la posizione di
un protocollo nello stack dei protocolli e
quindi l’ordine con cui il sistema operativo
esegue il protocollo per tentare di stabilire
una connessione.
Stack Standard

Esiste una serie di stack standard:

L’insieme di protocolli ISO/OSI

L’IBM System Network Architecture (SNA)

Digital DECnet™

Novell NetWare

Apple AppleTalk®

L’insieme di protocolli Internet, il TCP/IP
Stack Standard

I task di comunicazione che le reti devono
eseguire sono assegnai ai protocolli di questi
stack che funzionano come uno dei tre tipi
fondamentali di protocollo (simile al modello
OSI):

Applicazione

Trasporto

Rete
Task di comunicazione nel
modello OSI
7. Applicazione
6. Presentazione
Servizi di Rete a livello Utente
5. Sessione
4. Trasporto
Servizi di Trasporto
3. Rete
2. Collegamento Dati
1. Fisico
Servizi di Rete
Tasks e Protocolli
Protocolli
Comuni
TCP/IP

Il Transmission Control Protocol/Internet Protocol è
un insieme di protocolli standard che consente le
comunicazioni in ambiente eterogeneo e l’accesso ad
Internet. E’ instradabile (routable) ed è di fatto lo
standard per le reti.

Altri protocolli scritti per l’insieme TCP/IP
comprendono:

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): posta elettronica

FTP (File Transfer Protocol): scambio di files


SNMP (Simple Network Management Protocol): gestione
della rete
E’ uno stack di dimensioni ampie, e pertanto può
svantaggiare stazioni MS-DOS.
NetBEUI

NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) e
NetBIOS erano in orgine legati e visti come unico
protocollo. Vari fornitori di rete hanno separato
NetBIOS (Network Basic Input/Output System),
protocollo a livello Sessione, per poterlo usare con
altri protocolli di trasporto instradabili. NetBIOS che
agisce come interfaccia dell’applicazione rispetto alla
rete: consente ad un programma di avviare una
sessione con un altro programma sulla rete.

NetBEUI è un protocollo di livello Trasporto piccolo e
veloce, compatibile con tutte le reti Microsoft, ma non
routable.
IPX/SPX e NWLink

L’Internetwork Packet Exchange/Sequenced
Packet Exchange è uno stack di protocolli
usato dalle reti Novell. Piccolo e veloce, a
differenza di NetBEUI supporta il routing.

Microsoft fornisce NWLink come propria
versione dell’IPX/SPX.
Metodi di Accesso

I metodi di accesso sono l’insieme delle
regole che definiscono la modalità di
immissione dei dati dal cavo di rete e di
prelevamento dei dati dal cavo da parte
di un computer: se due computer inviano
dati sul cavo contemporaneamente, i
pacchetti di uno entrano in collisione con
i pacchetti dell’altro ed entrambi sono
distrutti. I metodi di accesso impediscono
l’accesso simultaneo al cavo, garantendo
una procedura ordinata nell’invio e nella
ricezione dei dati.
Carrier-Sense Multiple Access with
Collision Detection

Con il metodo CSMA/CD, ogni computer verifica
la presenza di traffico di rete sul cavo:

Un computer “sente” che il cavo è libero.

Il computer invia i dati.


Se sul cavo sono presenti dati, nessun altro
computer può trasmettere finché i dati non
hanno raggiunto la propria destinazione ed il
cavo è di nuovo libero.
Se due computer iniziano la trasmissione
simultaneamente, si verifica una collisione ed
entrambi smettono di trasmettere per un periodo
di tempo casuale e poi tenteranno di nuovo la
trasmissione.
Carrier-Sense Multiple Access with
Collision Detection

La capacità di rilevamento delle collisioni (che indicano al
computer di non poter trasmettere) impone una
limitazione sulla distanza a 2.500 m, oltre la quale, a causa
dell’attenuazione, un computer non è in grado di “sentire”
una collisione generata dal lato opposto del cavo.

Il CSMA/CD è noto come Metodo a Priorità poiché i
computer fanno a gara per avere l’opportunità di
trasmettere.

Più sono i computer sulla rete, maggiore sarà il traffico e
più alta è la possibilità di dover evitare collisioni: in questo
caso il CSMA/CD può risultare un metodo di accesso lento
a causa dei tentativi di ritrasmissione che, se in elevato
numero, possono bloccare la rete (applicazioni di
database).
Carrier-Sense Multiple Access with
Collision Avoidance

Non così popolare come il CSMA/CD o il
Token Passing, il CSMA/CA è un metodo in
cui ogni computer segnala la propria
intenzione di trasmettere. In questo modo, i
computer sentono che potrebbe verificarsi
una collisione ed evitano di trasmettere.

La trasmissione dell’intenzione di
trasmettere, però, aumenta il traffico sulla
rete rallentandola.
Token Passing
Nel token passing un pacchetto di tipo
speciale circola lungo l’anello di cavo da
computer a computer. Qualsiasi computer
desideri trasmettere deve attendere un token
libero e ne può prendere possesso. Mentre un
computer sta trasmettendo gli altri non
possono trasmettere.
 Nel token ring non s’è ne priorità, ne
collissione, ne tempo perso.

Demand priority
E’ un metodo di accesso progettato per reti ethernet
a 100 Mbps detto 100VG-Any LAN.
 Come nel caso CSMA/CD ci possono essere conflitti
se due computer trasmettono contemporaneamente.
Ciò può essere evitato creando uno schema di
priorità sull’hub o i ripetitori in maniera tali che i dati
inviati da certi computer abbiano maggiore priorità
rispetto a quelli trasmessi da altri. Demand priority
ha due vantaggi:



Utilizzo di quattro coppie di fili
Le trsmissioni avvengono attraverso hub