RETE (NETWORK)
INFORMATICA E TELEMATICA
(INFORMATICA E TELECOMUNICAZIONI)
INSIEME DI SISTEMI DI ELABORAZIONE DI INFORMAZIONI
MESSI IN COMUNICAZIONE TRA DI LORO,
SISTEMI (ES. COMPUTER) COLLEGATI (CONNESSI) IN VARIO MODO
TRA DI LORO
OBIETTIVI:
- Condividere informazioni, es. consultare file e archivi comuni di dati, comunicare
dati tra computer diversi
- condividere programmi software (es. applicazioni e servizi offerti da computer
remoto)
- condividere risorse fisiche (es. stampanti, hard disk, scanner, unità di backup…)
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Reti peer-to-peer
Modelli di rete
Reti client/server
RETI PEER TO PEER (peer = «alla pari») – P2P
I vari computer e dispositivi (NODI) possono condividere risorse tra di loro
attraverso i collegamenti di rete: i nodi sono tra loro paritari.
Per reti Microsoft: si tratta di reti che per lavorare bene devono avere pochi
computer connessi (5 o 6, max 10). Il livello di sicurezza è basso rispetto al
client/server.
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RETI PEER TO PEER (2)
In Internet: si tratta di reti per la
condivisione di file (FILE SHARING):
• BitTorrent
• eMule
• …
 Come client si scaricano file
 Come server si condividono propri file
 velocità media di trasmissione dei dati più elevata di una rete Server / Client,
perché l'informazione richiesta da un Client può essere reperita da numerosi
Client connessi in modo paritario, anziché da un unico server
 la sicurezza degli accessi ai client viene gestita localmente su ogni macchina
 una rete basata su utenti deve avere lo stesso archivio reimpostato in ogni
client
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CLIENT/SERVER
•
•
•
esiste un elaboratore centrale, il SERVER (servente), generalmente più potente degli altri
computer in rete
Il SERVER ha il compito di fornire risorse software agli altri computer, chiamati CLIENT
(clienti o richiedenti):
 elabora dati e fornisce direttamente i risultati
 rende disponibili archivi di dati salvati sul suo hard disk
 può permettere la condivisione di dispositivi (es. stampante collegata al server e
usata dagli altri client)
Generalmente il server garantisce anche la sicurezza della rete, per esempio contro il
rischio di intrusione da parte di utenti esterni.
client
richiesta
risposta
server
Server e client comunicano tra loro
tramite software: sul server è installato il
«server software» per gestire gli accessi
dei client e rilasciare le risorse richieste,
sul client c’è il «client software» per poter
accedere al server e chiedere i servizi
necessari.
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IL CLOUD COMPUTING
la «nuvola informatica»
tecnologie per archiviare e/o elaborare dati grazie a:
• un servizio offerto da un provider (cloud provider)
• utilizzo di risorse hardware e software distribuite e virtualizzate in Rete (con
architettura client-server)
Permette:
 Risparmio nei costi di gestione dei dati e nell’archiviazione
 Maggiore spazio a disposizione per conservare dati e recuperarli facilmente
(es. tramite cellulare)
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

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Dropbox
Microsoft Windows Live Skydrive
Cloud di Google
Apple iCloud
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IL CLOUD COMPUTING (2)
Macchina fisica
presso il data center
del fornitore del
servizio; molto
affidabile
Server Farms
L’utente finale usa il servizio messo a disposizione
Interfacce (messe a
disposizione dal fornitore
e usate dal cliente
amministratore) per
gestire i servizi: server
virtuale completo, solo
storage, configurazione,
disattivazione ecc…
Attenzione ai problemi legati alla sicurezza informatica e alla privacy
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DISPOSITIVI IN RETE (1)
Tutti i dispositivi collegati in rete hanno installata una SCHEDA DI RETE
con MAC-ADDRESS univoco a livello mondiale (codice a 48 bit). Questo
codice rende riconoscibile il dispositivo.
I dispositivi (nodi della rete) sono poi identificati da un IP address, codice
che viene associato ad ogni host all’interno della rete
Codifica IPv4:
• 4 byte, 4 gruppi di cifre da 0 a 255, es. 193.181.31.43 (in realtà i valori
sono binari).
Ogni nodo della rete ha un IP diverso.
Ad ogni IP address può corrispondere un nome (es. server dove risiede
un sito internet, in modo da identificare la risorsa).
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DISPOSITIVI IN RETE (2)
Esistono “classi” di indirizzi IP (A, B, C) a seconda della dimensione delle reti.
Es. classe C per reti di piccole e medie dimensioni
da 192.0.0.0 a 223.255.255.255, 8 bit per indirizzi locali – host
Ci sono:
 IP pubblici:
 IP privati:
rilasciati da ICANN
per accedere alla rete con protocollo IP
riservati per le LAN (non usati per instradamento in Internet)
da 10.0.0.0 a 10.255.255.255,
da 172.16.0.0 a 172.31.255.255,
da 192.168.0.0 a 192.168.255.255
Le regole attraverso le quali i diversi dispositivi in rete comunicano tra di loro si
chiamano PROTOCOLLI di comunicazione.
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TIPI DI RETE PER ESTENSIONE
Reti LAN (Local Area Network)
-
router
Area che varia da un ufficio a quella di
un’azienda, anche con più edifici
-
non può estendersi sul suolo pubblico
(proprietà privata)
-
Condivisione dati, stampanti ecc…
-
Alta velocità (4 Mbps – 1000 Mbps),
grande affidabilità
Hub/switch
internet
WLAN: Wireless LAN
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Reti WAN (Wide Area Network)
-Reti geograficamente estese (città, paesi,
pianeta)
- Es. un’azienda con sedi sparse nel mondo,
una banca…
Router 1 e 2
- Molte WAN sono costituite da varie LAN
collegate tra loro tramite particolari dispositivi
di rete (ROUTER)
- usano infrastrutture esistenti (linea
telefonica), satelliti, ponti radio
- Necessario garantire alto livello di sicurezza
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Il trasferimento dei dati può essere:
• Monodirezionale (SIMPLEX) es. TV, radio …
• bidirezionale HALF-DUPLEX (bidirezionale alternato): occupazione del canale
a turno, es. walkie-talkie.
• bidirezionale FULL-DUPLEX (bidirezionale simultaneo): comunicazione in
contemporanea su stesso canale, es. telefono
Per far comunicare due utenti si possono usare due tecniche:
 Commutazione di circuito - connessione fisica tra gli utenti
con linea dedicata (es. comunicaz. telefonica tradizionale),
con attivazione, uso e svincolo della linea. Uso del modem
 Commutazione di pacchetto - i dati sono suddivisi in
pacchetti, ognuno con una propria intestazione (header) mittente, destinatario e progressivo del pacchetto rispetto al
messaggio intero. I pacchetti viaggiano nella rete secondo
algoritmi di routing per aumentare efficienza della
trasmissione. A destinazione il messaggio viene ricomposto.
Linea ADSL
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Mezzi trasmissivi (tipi di canale fisico utilizzati)
- Cavi elettrici: doppino in rame, coppie di cavi intrecciati, usato da decenni per le
linee telefoniche. Esistono varie categorie di doppini, in base alle caratteristiche e
al tipo di collegamento che permettono (es. per velocità o distanza; cavo UTP
doppino non schermato per reti lan, 4 coppie ritorte che terminano con
connettore RJ45; STP per doppino schermato per reti lan …)
- Fibra ottica: fili sottilissimi di materiale vetroso o polimerico (plastica), dove si
propaga la luce ad alta velocità. Usate per le dorsali nelle telecomunicazioni (poi
ultimo miglio con doppini). Bassa interferenza (rispetto per es. ad emissioni
elettromagnetiche), bassa attenuazione - anche 100km senza necessità di
amplificazione del segnale, ottima resistenza, grande velocità di trasmissione (fino
a 40Gbit/s).
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Onde radio -> collegamenti WIRELESS, senza filo.
- Infrarosso per piccole distanze (sostituite quasi totalmente dai
dispositivi Bluetooth)
- Radiofrequenza (con access point che riceve e trasmette il
segnale)
- Reti wireless a banda larga – frequenze diverse dalle LAN
(tecnologie che consentono il collegamento a Internet e alle reti
locali ad una velocità molto superiore a quelle dei modem
tradizionali; velocità alta sia in trasmissione che in ricezione) –
tecnologia WiMAX, collegamenti ad internet senza antenna, solo
con modem WiMAX
Sistema di comunicazione wireless:
 Trasmettitore
 Ricevitore
 Apparati per trasformare le onde elettromagnetiche in elettricità e viceversa
(antenne, fotorivelatori).
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TOPOLOGIE DI RETE (1)
(modello geometrico della rete, disposizione dei nodi nello spazio)
Reti a bus (lineari): tutti i nodi sono collegati tra
loro per mezzo di un canale (bus) che possiede
due estremità ed n accessi ad esso. La
trasmissione è broadcast (tutto a tutti).
Un’interruzione in un punto provoca l’esclusione
di una parte di rete.
Reti ad anello: linea chiusa, i dati viaggiano
nella stessa direzione dal nodo mittente fino a
destinazione passando per le stazioni
intermedie.
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TOPOLOGIE DI RETE (2)
Reti a stella: il nodo centrale è un hub (centro
stella passivo)/switch (centro stella attivo) che
instrada i dati da e verso gli altri nodi (in modo
broadcast oppure selettivo o commutativo).
Alta scalabilità ed alta affidabilità. Topologia
dominante per le reti LAN, flessibile. Reti a
stella interconnesse in modo gerarchico danno
una topologia ad albero o a stella estesa.
Reti a maglia: possono essere completamente
connesse (alti costi) o non completamente
connesse (es. WAN, Internet). Alta affidabilità
perché si possono «aggirare» ostacoli dati da
malfunzionamenti. Le connessioni sono
consentite dalla presenza di hub, switch e
router.
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DISPOSITIVI DI RETE
• Hub
• Switch
• Router
HUB (fulcro, elemento centrale): dispositivo di rete che fa da nodo di
smistamento di una rete di comunicazione dati (di solito con topologia a
stella – da 4 a 16 porte). Inoltra i dati in arrivo da una qualsiasi delle sue
porte su tutte le altre, cioè in maniera diffusiva (broadcasting).
Centro-stella passivo.
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SWITCH (commutatore)
 Centro-stella attivo
 indirizza all'interno di reti locali i frame (pacchetto di dati) ricevuti verso un
preciso destinatario (instradamento selettivo), grazie a una corrispondenza
univoca porta - indirizzo MAC
 permette di sezionare una rete per isolare traffico eccessivo
 memorizza in una «routing table» le associazioni tra indirizzo sorgente e
porta di provenienza («impara a conoscere la rete»).
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ROUTER (INSTRADATORE)
nodo di rete deputato alla commutazione dei frame in reti direttamente connesse
oppure verso altre sottoreti non limitrofe (comunicazione tra reti multiple).
 Usa tabelle di instradamento (routing table) più complesse di quelle dello
switch, che permettono la scelta dei percorsi più idonei tra nodi intermedi.
 È un dispositivo di interfacciamento tra diverse sottoreti eterogenee e non,
permettendone la interoperabilità (internetworking). Il router multiprotocollo è
chiamato gateway (servizio di inoltro pacchetti verso l’esterno).
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La trasmissione dei dati nelle reti viene gestita con regole comuni e
convenzioni standard chiamate protocolli (suddivisione dei messaggi in
pacchetti, instradamento dei pacchetti, trasporto e consegna).
Un insieme di protocolli molto importanti è il TCP/IP, che ha permesso
l’interconnessione di reti diverse.
INTERNET: interconnected network, «rete di reti» o «la Rete»
I protocolli TCP/IP vengono usati anche per reti LAN o WAN diverse da Internet (che
è una rete aperta):
• Reti INTRANET – reti interne private (azienda, organizzazione …) di tipo
TCP/IP, chiuse ed accessibili solo agli utenti interni autorizzati. Le informazioni
sono prelevate dai server interni e distribuite tramite web server privati
• Reti EXTRANET – reti interne private di tipo TCP/IP, come le Intranet ma
accessibili anche da utenti esterni selezionati e riconosciuti (es. agenti, filiali,
manutentori …)
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