IL cavo UTP
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Il cavo più utilizzato per il cablaggio di una
lan è il cavo UTP per le sue ridotte
dimensioni e la facilità di installazione
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In ogni cavo abbiamo quattro coppie
colorate di fili. Ciascuna coppia forma un
circuito completo (filo di andata e filo di
ritorno)
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Alla semplicità di installazione corrisponde una
limitazione delle tratte realizzabili senza
rigenerazione dei segnali a 100 metri
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Le norme di standardizzazione prescrivono per i cavi di tipo UTP
un connettore RJ-45. Il connettore terminale di una RJ mostra
otto fili colorati di cui 4 sono i fili di andata e sono chiamati tip.
Gli altri quattro fili di ritorno sono detti ring .
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Quando si collega il connettore le coppie vanno
sbinate per tratti non più lunghi di 13 mm
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In tal modo si può attestare il cavo nel connettore
mediante pinza crimpatrice
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La collocazione delle coppie nei pin offerti dal connettore rj45 è
definita dagli standard
In ogni coppia il cavo ring è caratterizzato da una colorazione
omogenea mentre il cavo tip è dello stesso colore intervallato da
strisce bianche
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Abbiamo il cavo diretto o straight-through per
collegare un pc ad un hub o switch o switch a router
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La figura seguente mostra come collegare i fili secondo lo
standard T568A sulle estremità dello stesso cavo
Cavo diretto
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Si utilizza un cavo cross-over per collegare fra loro pc e pc
oppure switch e switch, ecc. (standatd T568B)
Cavo crossover
Utilizzi di cavo diretto e
crossover
Gli standard Ethernet
Gli apparati di rete
Distinguiamo i seguenti tipi di apparati:
 I Repeater e gli Hub (livello 1 del modello OSI)
servono superare le limitazioni di alcuni mezzi
trasmissivi
 I Bridge e gli Switch (livello 2) hanno algoritmi di
instradamento molto semplici e si utilizzano
normalmente per interconnessioni locali
 I Router (livello 3) hanno algoritmi di instradamento
sofisticati si utilizzano normalmente per
interconnessioni geografiche
 I Gateway (livello 7) si utilizzano per interconnettere
applicativi con funzioni simili appartenenti ad
architetture di rete diverse
Il repeater
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E’ un apparato di livello 1 (fisico), quindi
interpreta solo i segnali elettrici e ha
come unità trasmissiva il singolo bit.
Il repeater serve ad estendere la
lunghezza del canale trasmissivo
Il repeater può rigenerare e ritemporizzare
segnali al livello del bit per permettergli di
superare distanze più lunghe.
Quando una stazione invia un frame sul bus, esso
raggiunge tutte le stazioni direttamente collegate
Tutte le stazioni leggono il frame
Le stazioni che non si riconoscono come destinatario scartano il
pacchetto. Intanto anche il repeater ha ricevuto il frame e lo invia
sulla sua porta di uscita
Grazie al repeater il frame può raggiungere anche le
stazioni comprese sul secondo tratto
La regola del 5-4-3
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Gli standard Ethernet e IEEE 802.3
implementano una regola detta 5-4-3 per il
numero di ripetitori e segmenti su dorsali
Ethernet
La regola divide la rete in due tipi di segmenti
fisici: user segment e link segment.
Al primo tipo di segmento si possono
connettere apparati di utente mentre il
secondo tipo di segmento viene utilizzato
soltanto per connettere ripetitori.
La regola del 5-4-3
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La regola impone che fra due nodi della rete vi
può essere un massimo di cinque segmenti,
connessi fra quattro ripetitori e solo tre dei
cinque segmenti possono contenere
connessioni di utente.
Ogni ripetitore attraverso cui il segnale è
costretto a passare introduce un ritardo , per
cui la regola è pensata per ridurre i tempi di
trasmissione dei 3 segnali. Tempi di latenza
troppo elevati aumentano la possibilità di
collisione riducendo l’efficienza della rete.
Situazione corretta:5 segmenti i cui solo 3
collegano utenze
Situazione non corretta con quattro user
segment
Hub
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Gli hub sono dei ripetitori multiporta. La differenza fra hub e
repeater consiste sostanzialmente nel numero di porte che
presentano. Un ripetitore ha soltanto due porte mentre un hub
ha da 4 a 24 porte.
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L’uso di un hub trasforma una rete a bus
in cui ogni computer è collegato al cavo
di connessione in una rete con topologia
a stella.
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Gli HUB costituiscono in tal modo il
punto di aggregazione di tutti i cavi
collegati ai PC. Quando un pacchetto
di dati arriva ad una porta di un
HUB viene automaticamente inviato
a tutti gli altri computer.
Connettendo hub fra di loro si possono ottenere
reti più complesse
La topologia a stella rappresenta un’evoluzione della topologia a bus per
consentirne l’impiego in associazione con cablaggio di tipo strutturato. Il
centro stella, che è un apparato attivo, chiamato “HUB” (mozzo), che ripete
il segnale ricevuto da un’interfaccia su tutte le altre, realizzando un “bus
logico”: quando la stazione A trasmette tutte le altre ricevono il segnale
trasmesso da A.
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Le stazioni sono collegate all’HUB attraverso un doppio
collegamento fisico, uno nel verso “uplink” (dalla stazione verso
l’HUB) ed uno in verso “downlink” (dall’HUB verso la stazione),
utilizzando due diverse coppie in un cavetto Twisted Pair o due
diverse fibre ottiche.
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HUB ed apparato terminale sono connessi con 2 coppie
di doppini: una utilizzata per l’ “uplink”, e l’altra per il
“downlink”.
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si utilizza il connettore RJ 45 .
Le coppie attestate sui piedini 1,2 e 3,6 del connettore
RJ45 sono utilizzate per la LAN
Nella connessione tra due HUB si deve “incrociare” il
cavo di connessione per permettere al flusso di bit
trasmesso da una porta di raggiungere la porta Rx
sull’altro apparato.
La maggior parte degli HUB commerciali dispone di una
porta (porta di uplink) sulla quale, in seguito al
posizionamento di un commutatore, è possibile realizzare
l’incrocio tra 1,2 e 3,6 all’interno dell’apparato,
consentendo così l’impiego di cavetti di tipo “diretto”
(cioè non incrociati).
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Come nel caso di topologia a bus la trasmissione simultanea di
due stazioni genera una collisione poiché l’HUB non è in grado di
ricevere due trame contemporaneamente e di immagazzinarle
per poi ritrasmetterle, e neppure è in grado di instradare le
trame verso una specifica porta di uscita.
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Tutti i segmenti collegati ad uno stesso hub appartengono allo
stesso dominio di collisione
Il Bridge
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Le prestazioni di una LAN tendono a
peggiorare al crescere del numero di
suoi utenti in quanto i accresce il
traffico e la probabilità di collisione.
Una soluzione consiste
nell’interconnettere diverse LAN, in
modo non gerarchico, attraverso dei
bridge. Si parlerà di LAN estesa.
Il bridge ‘sente’ tutte le trame
trasmesse sulle LAN a cui è connesso, e
inoltra selettivamente alcune trame da
una LAN all’altra attraverso delle porte.
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I bridge consentono di separare i domini
i collsione
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Serve ad estendere una LAN tenendo
separati i domini trasmissivi nel senso
che esegue un filtraggio per mantenere
separati i traffici locali delle reti che
interconnette, ma consente il passaggio
di messaggi da un computer di una LAN
ad un computer di un’altra LAN.
La funzione del bridge è dunque di
prendere decisioni intelligenti sul
passare o meno un segnale al segmento
successivo della rete.
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Quando un bridge riceve un frame confronta
l’indirizzo MAC del destinatario del frame con
una sua tabella interna
se il destinatario si trova nello stesso
segmento in cui si trova il frame il bridge non
invierà il frame su altri segmenti; si parla
allora di filtraggio
se il destinatario si trova su un altro segmento
il bridge invia il frame al segmento giusto
Se l’indirizzo di destinazione risulta
sconosciuto al bridge esso lo invia a tutti i
segmenti eccettuato quello da cui lo ha
ricevuto; si parla in questo caso di flooding
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Il meccanismo di filtraggio
consente di aumentare
sensibilmente il traffico sulla rete:
se, ad esempio, in ciascun segmento
di LAN il traffico è
prevalentemente locale, la capacità
complessivamente disponibile è pari
a quella di ciascun segmento
moltiplicata per il numero dei
segmenti.
Abbiamo:
 Filtraggio statico (attraverso software
di configurazione)
 Filtraggio dinamico (attraverso
apprendimento automatico basato
sull’osservazione del traffico)
Le informazioni legate al filtering
dinamico (entry dinamiche) e statico
(entry dinamiche) sono contenute in un
database chiamato filtering database.
Lo Switch
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Uno switch è descritto talvolta come un
bridge a più porte. Un tipico bridge può avere
solo due porte che possono unire due segmenti
di rete. Se un bridge opera su più di 2 porte,
abbiamo uno switch (commutatore).
Gli switch (come i bridge) aumentano la
capacità della rete perché permettono di
trasmettere più pacchetti
contemporaneamente se sorgente e
destinazione sono su sgementi diversi.
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Per decidere su quale porta inoltrare un
frame ricevuto, uno switch deve
possedere una funzione di
instradamento. Questa è basata
sull'apprendimento passivo degli
indirizzi sorgente dei frame inoltrati
("transparent learning"), attraverso il
quale lo switch impara su quale porta si
trova un determinato indirizzo. Gli
indirizzi appresi vengono "dimenticati“
dopo un certo tempo dalla loro ultima
apparizione.
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Quando un nodo A cerca di comunicare con un
nodo B, il comportamento dello switch dipende
dalla porta cui è collegato B:
se B è collegato alla stessa porta a cui è
collegato A, lo switch ignora il frame.
se B è collegato ad una porta diversa, lo
switch inoltra il frame sulla porta a cui è
collegato B.
se lo switch non conosce ancora a quale porta
è collegato B, inoltra il frame su tutte le
porte.
Normalmente, il nodo destinatario riceverà il
pacchetto e risponderà, permettendo allo
switch di scoprire a quale porta è collegato.
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Alcuni frame hanno un indirizzo
destinazione particolare,
denominato broadcast, che indica
che sono destinati a tutti i
calcolatori della rete. Uno switch
inoltra questi frame su tutte le
porte. Per questo si dice che lo
switch crea un unico dominio di
broadcast.
Tre tipologie di instradamento
da parte di uno switch
 cut-through
 store-and-forward
 fragment-free
Cut-through

Nella prima tipologia lo switch si limita a
leggere l'indirizzo MAC del destinatario
per decidere su quale porta
eventualmente instradare il pachetto e
quindi manda il contenuto del frame
contemporaneamente alla sua lettura. In
questo caso l'invio dei frame non
attende la ricezione completa dello
stesso. Questo tipo di switch è quello
con latenza minore.
Store-and-forward
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Negli switch store-and-forward invece viene
letto l'intero frame e ne viene calcolato il
cyclic redundancy check (CRC) confrontandolo
con il campo FCS all'interno del frame. Solo se
i due valori corrispondono il frame viene
mandato al destinatario, altrimenti non viene
trasmesso.
Questi tipi di switch consentono di bloccare
frame contenenti errori ma hanno una latenza
maggiore.
Fragment-free

L'ultima tipologia è un compromesso tra
le due precedenti in quanto si leggono i
primi 64 bytes del frame in modo da
rilevare solo alcune anomalie nel frame.
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Gli switch fragment-free e cutthrough possono essere impiegati
solamente nello switching
simmetrico ovvero dove
trasmettitore e ricevitore operano
alla stessa velocità, gli switch
store-and-forward invece
consentono anche lo switching
asimmetrico.
Il Router
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Un router è un'apparecchiatura di
interconnessione di rete informatiche
che assicurano il routing dei pacchetti
tra due o più reti per determinare il
percorso che un pacchetto di dati può
intraprendere.
Quando un utente chiama un URL, il
client web (navigatore) interroga il
server di nomi, che gli indica l'indirizzo
IP del terminale scelto.
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La sua postazione di lavoro invia la
richiesta al router più vicino, cioè la
passerella di default della rete sulla
quale si trova. Questo router va così a
determinare il prossimo terminale verso
il quale i dati sono inviati in modo che il
percorso scelto sia il migliore. Per
arrivarci, i router aggiornano delle
tabelle di routing, una vera cartografia
degli itinerari da seguire in funzione
dell'indirizzo scelto. Esistono numerosi
protocolli dedicati a questo compito.

Oltre alla loro funzione di routing, i
router permettono di manipolare i dati
circolanti sotto forma di datagrammi
per assicurare il passaggio da un tipo di
rete ad un altro. Ora, dato che le reti
non hanno le stesse capacità in termini
di dimensione dei pacchetti di dati, i
router sono incaricati di frammentare i
pacchetti di dati per permettere la loro
libera circolazione.
Un router ha più interfacce di rete, ciascuna connessa su una rete
differente. Esso ha quindi tanti indirizzi IP quante sono le reti
differenti alle quali è collegato.

I router possono essere normali
computer che fanno girare un software
apposito (gateway), o -sempre più spesso
- apparati specializzati, dedicati a
questo solo scopo. I router di fascia più
alta sono basati su architetture
hardware specializzate per ottenere
prestazioni wire speed, letteralmente
alla velocità della linea. Un router wire
speed può inoltrare pacchetti alla
massima velocità delle linee a cui è
collegato.