Le reti di computer

1. LE RETI DI
COMPUTER
Filiberto Maria Di Carlo 5F

2. L’evoluzione delle reti
All’inizio della storia dell’informatica si era soliti affiancare al computer più
potente(detto mainframe) una serie di semplici terminali in grado di connettersi
al computer centrale e sfruttarne le risorse. Un singolo terminale, disconnesso
dal computer centrale non era utilizzabile in quanto necessitava di risorse
essenziali presenti solo sul mainframe. Con la nascita dei personal computer si
è sostituito il modello mainframe-terminali dando spazio a numerosi elaboratori
autonomi e interconnessi che hanno dato vita alle reti di computer.
Una rete di computer è un insieme di due o più computer in grado di trasmettere
dati tra loro.

3. Le problematiche dell’interconnessione
L’interconnessione tra sistemi presenta tuttavia alcune problematiche di tipo:
-Elettroniche: occorre stabilire come collegare fisicamente i diversi sistemi;
-Informatiche: è necessario disporre di un sistema operativo e di software in
grado di sfruttare la struttura hardware;
-Telematiche: occorre tener conto che alcune reti per la trasmissione di
informazioni sono presenti già sul territorio, per cui possono essere sfruttate
anche per la trasmissione dei dati

4. Servizi per utenti e aziende
Alla base delle moderne reti di computer c’è la condivisione di risorse, che
possono essere rappresentate da apparecchiature hardware, programmi
software o servizi di rete e servizi Web.
La connessione dei sistemi in rete presenta per gli utenti una vasta serie di
vantaggi come la grande condivisione di risorse anche a grandi distanze
geografiche, un migliore rapporto prestazioni/costi, un’estensione semplificata e
graduale dei sistemi hardware e una maggiore affidabilità del sistema nel caso
di guasto di un singolo personal computer, che non limita comunque il lavoro
degli altri a differenza del modello mainframe-terminali.

5. Reti client/server
La prima suddivisione delle reti presenta la rete client/server; in questa tipo di rete alcuni computer
(chiamati server) mettono a disposizione risorse e offrono servizi mentre altri (detti client) li utilizzano;
In molti casi la distinzione tra client e server è netta: un client non può diventare server e un server non
può essere utilizzato come client. In questo caso il server viene detto server dedicato. Di solito, nelle reti
di grandi dimensioni, vengono utilizzati come server i computer più potenti in quanto in grado di offrire
numerosi servizi contemporaneamente. In questi casi si usa il termine host. Nel momento in cui un
client e un server stabiliscono una comunicazione ha inizio l’erogazione del servizio richiesto nello
specifico e si possono avere due possibilità:
-Esecuzione lato client: il programma viene trasmesso dal server, caricato nella memoria RAM del client
ed eseguito sul client stesso;
-Esecuzione lato server: il programma viene eseguito sul server che trasmette i risultati al client.

6. Esecuzione lato client

7. Esecuzione lato server

8. Vantaggi delle reti client/server
Un programma installato sul server e successivamente condiviso con i computer
client presenta molti vantaggi come il bisogno di un’unica installazione,
aggiornamenti e manutenzioni più semplici, diminuzione dei costi dell’acquisto
di licenze e maggiore sicurezza dei dati presenti solo sul server;

9. Reti peer to peer
Nella seconda distinzione di reti, ovvero nelle reti peer to peer, non c’è alcuna distinzione tra client e
server. La rete è paritaria e tutti i computer che fanno parte della rete sono detti nodi. Tutti i computer
collegati fra loro sono allo stesso momento client e server; un computer è client quando richiede i file
ed è server nel momento in cui li fornisce; nello specifico questa tipologia di rete è utilizzata nelle reti
locali dove ogni computer condivide dei dati.

10. Classificazione delle reti per estensione
A seconda delle dimensioni delle reti e della dislocazione geografica dei
computer tra loro connessi distinguiamo diversi tipi di reti:
-Reti locali LAN (Local Area Network) e WLAN (Wireless Local Area Network):
sono le reti più piccole per estensione e possono svariare da un’area di un ufficio
e quelle di una struttura aziendale composta da più edifici. Sono spesso
utilizzate per consentire ad un gruppo di utenti di condividere dati o programmi
software per una determinata attività aziendale. Le ridotte dimensioni
consentono una notevole velocità di trasmissione e ricezione dei dati.

11. Classificazione delle reti per estensione
-Reti geografiche WAN (Wide Area Network): hanno dimensioni geograficamente
estese e possono arrivare a coprire un’intera nazione. In molti casi i costi di
realizzazione di tali reti sono eccessivi, per cui si utilizzano infrastrutture già
esistenti che però non essendo progettate per questo scopo non permettono
una trasmissione di segnali ad alta velocità.
-Internet: E’ la rete per eccellenza che copre tutto il pianeta utilizzando
infrastrutture di collegamento molto diverse tra loro, dalle dorsali transoceaniche
alle linee telefoniche classiche, dalle connessioni satellitari alle reti in fibra
ottica.

12. Le tecniche di commutazione
Con il termine commutazione si indica le operazioni con le quali il messaggio
viene elaborato in modo che venga indirizzato verso il destinatario. Esistono due
tecniche di commutazione principali:
-La commutazione di circuito: di derivazione dal sistema telefonico, che crea un
reale collegamento fisico dedicato;
-La commutazione di pacchetto, di derivazione informatica, che utilizza la
tecnica dell’instradamento.

13. Architetture di rete
Per ridurre la complessità di progetto, le reti sono organizzate in una pila di livelli,
ciascuna delle quali fornisce al livello superiore i servizi richiesti. Un livello
superiore non vede come vengono svolte le operazioni a un livello inferiore; Le
regole e le convenzioni usate nel dialogo tra livelli sono indicate con il termine
protocollo. I protocolli di comunicazioni si dividono in protocolli orientati alla
connessione (che prevedono un controllo sugli errori di trasmissione)e protocolli
non orientati alla connessione (dove non si ha una conferma della corretta
ricezione del messaggio).
Un insieme di livelli e protocolli forma l’architettura di rete.

14. Esempio
Ogni livello fornisce servizi al livello
superiore e non è interessato al
funzionamento dei livelli inferiori.
Tutti contribuiscono alla trasmissione del
plico ma ogni livello comunica comunque
solo con i livelli adiacenti.
La comunicazione avviene tra i due manager
anche se non vi è contatto fra i due.

15. I modelli di riferimento per le reti
IL MODELLO ISO/OSI
Questo modello nacque al fine di produrre uno standard a livello internazionale per guidare sia l’attività di
progettazione delle reti di comunicazione, che l’attività di programmazione delle applicazioni di rete.Il modello è
un modello ISO(international standard organization) per l’interconnessione dei sistemi aperti(OSI open system
interconnection). Per gestire la complessità dei problemi OSI ha adottato una pila di sette livelli chiamati layer,
formando una vera e propria architettura di rete. Ogni livello può comunicare solo con quello inferiore e fornisce
servizi a quello superiore. Descriviamo le funzioni di questi diversi livelli.

17. Mezzi trasmissivi e dispositivi di rete
Nelle reti l’unità di misura della velocità di trasmissione è il bps(bit per secondo)
e i suoi multipli. Un mezzo trasmissivo è caratterizzato da un parametro in grado
di misurarne le caratteristiche, il throughput, ovvero la quantità di informazione
elaborata trasmessa nell’unità di tempo.
La caratteristica più importante di un segnale è la frequenza che si misura in Hz.
Un insieme finito di frequenze adiacenti è detto banda e l’intervallo di valori tra i
quali varia la frequenza di un segnale si chiama larghezza di banda. Se la
larghezza di banda ha valori elevati si dice che la trasmissione esiste in banda
larga. Osserviamo ora i mezzi trasmissivi più utilizzati;

18. Doppino telefonico
Questo canale fisico detto cavo UTP è stato impiegato a
lungo dalle compagnie fornitrici del servizio telefonico.
Consiste in un doppio filo di rame intrecciato per ridurre
l’interferenza con i campi elettromagnetici di altre coppie di
cavi poste nelle vicinanze. Utilizzato da decenni per la
telefonia, ha avuto negli ultimi anni un miglioramento nella
qualità di produzione con un aumento della velocità e
dell’efficienza della trasmissione.

19. Fibra ottica
Una fibra ottica si presenta come un sottile filo di vetro.
i segnali elettrici sono convertiti in impulsi luminosi con
un modulatore e inseriti nella fibra ottica vengono
trasmessi alla velocità della luce all’altro capo della
fibra, dove si ottiene la riconversione in segnali elettrici,
consentendo di raggiungere alte velocità.
Le fibre ottiche stanno sostituendo i doppini nelle reti
telefoniche offrendo maggiore efficienza e velocità.

20. Wireless
Diffuse negli ultimi anni specialmente nell’ambito
delle reti locali, sono trasmissioni senza fili. Utilizzano
l’etere come mezzo trasmissivo e consentono di
creare facilmente reti senza installare alcun tipo di
cablaggio, operazione spesso costosa. Nelle reti
wireless si utilizza un access point, collegato
fisicamente alla rete, che comunica con gli utenti
attraverso segnali radio. I computer degli utenti
devono essere dotati di una scheda per il
collegamento wireless.

21. La scheda di rete
detta anche NIC(Network Interface Card) viene
installata nell’alloggiamento della scheda madre del
computer. Le schede di video più comuni sono dette
schede 10/100/1000 per la velocità di trasmissione
dei dati alla velocità di 10 100 o 1000 Mbps.

22. Lo switch
Dispositivo dotato di porte nelle quali vengono inseriti
cavi provenienti dai computer della rete. Uno switch
invia pacchetti di dati alle porte specifiche dei
destinatari, sulla base delle informazioni contenute
nell’intestazione di ogni pacchetto. Di fatto
rappresenta il centro di collegamento del computer
della rete e di smistamento dei messaggi,

23. Il router
E’ l’apparecchiatura che determina il nodo
intermedio successivo nella rete che deve
ricevere il pacchetto. Basandosi su una tabella
di routing, consente ai pacchetti di
raggiungere le loro destinazioni attraverso i
percorsi più idonei. Poiché il router è in grado
di definire anche i collegamenti tra reti diverse,
viene utilizzato per mettere in collegamento
una rete locale con la rete Internet. Spesso i
router inoltre hanno anche porte che
consentono di svolgere anche la funzionalità
di Switch.

24. Il modello TCP/IP
E’ definibile come protocollo, o meglio
come insieme di protocolli. Esso
rappresenta l’applicazione pratica e
semplificata della connessione e della
gestione delle reti, mentre ISO/OSI è il
modello di riferimento teorico e progettuale
delle reti. IP(Internal Protocol) e
TCP(Trasmission) sono i due protocolli più
rappresentativi di un insieme di protocolli
presenti rispettivamente ai livelli
corrispondenti ai livelli 3 e 4 del modello
ISO/OSI. Il modello TCP/IP è alla base
dell’interconnessione di reti.

25. I livelli applicativi nel modello TCP/IP
Il protocollo TCP è un protocollo di trasporto che nella pila dei protocolli TCP/IP può fornire supporto diretto a
molti applicativi Internet. A livello di applicazione si possono trovare i seguenti protocolli utilizzati per la rete
internet: HTTP, FTP, SMTP, SSH.
L’importanza del protocollo TCP consiste nella possibilità di operare simultaneamente con applicativi distinti.
Gli utenti nella navigazione in Internet possono utilizzare contemporaneamente più applicazioni di Internet.
Questo è possibile nel protocollo TCP attraverso l’indirizzo di porta o numero di porta.
La porta è la modalità utilizzata per identificare una specifica applicazione di rete su un computer.

26. Internet
Internet ha rivoluzionato il mondo delle comunicazioni integrando la funzionalità del
telefono, della televisione e del computer. Internet non è semplicemente una rete, ma una
rete di reti. Nel tracciare la storia di Internet emergono alcuni aspetti fondamentali:

27. L’evoluzione tecnologica
Iniziò con la ricerca sulla commutazione di pacchetto, sulle reti geografiche e la
tecnologia ad esse associata, fino ad arrivare alla ricerca attuale, che continua
ad allargare gli orizzonti delle telecomunicazioni con funzionalità di livello
sempre più alto.

28. L’aspetto culturale
Emerge nelle comunità degli internauti con l’uso della rete per comunicare,
condividere risorse, creare e sviluppare tecnologie.

29. L’aspetto commerciale
Con internet nacque anche una vera e propria piattaforma per la presentazione e la vendita di prodotti
per consumatori di servizi, sostenuta da tecnologie per la protezione dei dati e la sicurezza nelle
transazioni. Nacque quindi il commercio elettronico o e-commerce, che spazia in vari campi di acquisto
di servizio, da servizi acquistati per business aziendali a servizi di uso giornaliero.