Intranet

Tesina sperimentale

di Claudio Spinelli

“Intranet”

Percorso tematico

Intranet

Innovazioni tecnologiche nella

Web Server con LAN e WLAN

PIC seconda metà del Novecento

Industria e capitale nell'opera di Volponi

“Intranet”

di Claudio Spinelli

Le reti locali o LAN (Local Area Network) sono reti private che consentono il collegamento con conseguente scambio di informazioni tra più apparecchiature di un’area geografica limitata intorno a 10-50 km con velocità che possono raggiungere anche i 10-100 Mbit/s. In base alla vastità dell’area interessata, alle caratteristiche di trasmissione ed ai tipi di servizi richiesti, le LAN presentano diverse configurazioni. Le attuali reti sono in grado di interconnettere una quantità molto elevata di apparecchiature. L’utilizzazione di questi sistemi di trasmissione è aumentata con l’aumento della complessità e delle esigenze di molte aziende nell’acquisire, gestire e trasmettere dati.

Le reti in generale assumono diverse denominazioni in base all’area geografica coperta:

• Reti WAN (Wide Area Network)
• Reti MAN (Metropolitan Area Network)
• Reti LAN (Local Area Network)
• Reti WLAN (Wireless Local Area Network)

Le WAN (che sono state le prime ad essere sviluppate) si basano su linee di trasmissione già esistenti (linee telefoniche). Il loro sviluppo è avvenuto negli anni settanta mentre per quanto riguarda la loro velocità di trasmissione essa è molto inferiore a 1 Mb/s. Le MAN rappresentano una situazione intermedia tra LAN e WAN. La velocità di questa tipologia di rete può andare da 5 a 100 Mb/s. Le LAN trovano invece applicazioni negli ambienti locali e consentono di:

• Accedere a banche dati di aree vicine;
• Condividere programmi costosi tra apparecchi dello stesso ambiente;
• Fornire all’utenza interna di una data area i servizi della rete internet.

Le LAN sono sistemi di trasmissione dati che consentono ad un determinato numero di computer indipendenti di collegarsi tra loro tramite un canale fisico a moderata velocità, nell’ambiente di un’area geografica limitata e di modeste dimensioni. Esiste, infine, una variante alle LAN costituita da quelle senza filo, le WLAN, basate sulla tecnologia della trasmissione a radiofrequenza.

La rete dell’Istituto

Nell’Istituto è cablata una rete fast-ethernet che collega tutti i laboratori, gli uffici e alcune aule didattiche, dislocati su due plessi separati adiacenti. Il cablaggio strutturato è basato su un’architettura a stella con dorsali in fibra ottica. La distribuzione orizzontale avviene tramite cavi in rame. La LAN, che utilizza switch 100Base-FX Fast ethernet e switch gigabit ethernet 1000SX, è fisicamente suddivisa in tre sezioni: rete ethernet, rete DMZ e rete interna.

La rete interna è divisa in due sottoreti: una relativa al plesso centrale che ospita laboratori, aule didattiche, biblioteca, presidenza, l’altra relativa al secondo plesso destinata agli uffici.

La rete DMZ ospita i server dell’Istituto con IP pubblici. I nove server dell’Istituto (sette basati su Linux, uno su Windows 2000, uno su Windows 2003) ospitano il portale dell’Istituto, il Mail server, 1 server WebDav, DHCP server, Web Server, SQL server destinato agli uffici, server di dominio (per gli uffici amministrativi), portale allievi, sistema di network monitoring. Negli uffici vengono utilizzati i software della “ARGO software” in rete.

Una soluzione firewall (N. 2 server Linux) composta da hardware, software e servizi specialistici garantisce la sicurezza della rete.

La connessione ad Internet avviene tramite un doppio canale:

• Per alcuni uffici ed alcuni server accesso full internet basato su tecnologia ADSL
• Per le aule didattiche accesso HDSL.

Dal punto di vista hardware il cablaggio strutturato è basato su un’architettura a stella, ciò vuol dire che è caratterizzata da un punto centrale chiamato centrostella e da qui si dirama tutta la rete. Il centro stella nel nostro istituto è situato in aula magna.

Pregi e difetti della rete a stella

Pregi

• Un guasto ad un host non compromette le comunicazioni degli altri
• Comunicazioni sicure e difficilmente intercettabili tra un host e l’altro (con l’uso dello switch)
• Basso traffico di pacchetti per gli host (con l’uso dello switch)

Difetti

• Elevato traffico sul centrostella
• Rottura del centrostella con conseguente interruzione delle comunicazioni per tutti gli host

La distribuzione dei collegamenti è di tipo verticale (per il collegamento tra i vari piani) ed orizzontale (per il collegamento tra i locali dello stesso piano).

Una struttura come la nostra, presenta vari permutatori.

• Il permutatore di piano da cui si sviluppa la distribuzione orizzontale fino alle prese utenti. 2
• Il permutatore di edificio da cui si sviluppa la distribuzione verticale o dorsale di edificio e che connette i diversi permutatori di piano di quell’edificio.

Come possiamo notare dallo schema (fig.1) dall’aula magna la rete si dirama nelle aule 100, presidenza, 502, 032, amministrazione, aula server e tutti gli altri laboratori dell’istituto, ma in particolare notiamo che esiste un secondo centro stella a cui si agganciano sia il lab 04, e l’aula 030. In aula server vi sono situati il server WWW, il WEB DAV e il WEB MAIL.

I componenti di una rete LAN

I componenti che costituiscono una tipica rete LAN sono:

• Le stazioni: si definiscono stazioni tutti i dispositivi di elaborazione che sono sorgente e/o destinazione dei dati scambiati nella rete, in grado di gestire le funzioni di comunicazione e controllo della rete.
• Le periferiche: sono i dispositivi collegati a una stazione, ad esempio stampanti, dischi, plotter e così via. Tali dispositivi non sono considerati delle stazioni in quanto non sono in grado di gestire completamente le funzioni di rete. Le periferiche di ogni stazione devono essere accessibili da parte delle stazioni della rete e di tutti gli utenti, in modo da realizzare una condivisione delle risorse.
• Il canale di comunicazione: è detto anche sistema di cablaggio. Esso comprende il mezzo trasmissivo costituito da un insieme di cavi che definisce l’interconnessione tra le stazioni, le periferiche e tutti i dispositivi che devono inviare o ricevere dei segnali. Nei casi in cui le stazioni siano molto distanti è necessario inserire dei ripetitori di segnale che rigenerino il segnale periodicamente sulla linea al fine di avere una trasmissione il più corretta possibile.
• Lo switch: è un dispositivo in grado di instradare i pacchetti di dati in maniera point to point. Questo è possibile perché lo switch, al suo interno, ha una tabella di tutti gli indirizzi delle schede di rete collegate e quando gli arriva un pacchetto sa chi è il destinatario e lo invia solo a lui. 3

Quando un dato arriva allo switch viene analizzato, e leggendo l’intestazione del frame è possibile sapere a chi è indirizzato il dato, e quindi viene spedito al destinatario. In questo modo il dato esegue un percorso point to point (da punto a punto), facendo risparmiare una notevole quantità di banda.

• Il router: è un “instradatore” delle informazioni in grado di smistare le informazioni che viaggiano sotto forma di pacchetti; esso viene impiegato per gestire l’accesso alla rete internet.
• Il server: corrisponde alla stazione che fornisce le risorse (applicazioni e servizi) alle quali attingono i computer connessi in rete.
• I client: sono le postazioni che richiedono servizi ai server.

Nel caso in cui client e server siano su macchine diverse, il client è una workstation. Essa supporta solamente l’utente e le applicazioni locali, non accessibili da postazioni remote. Il server, invece, supporta servizi offerti a tutti gli utenti autorizzati che accedono dalle workstation. Sia il server che il client devono essere forniti di una scheda di rete per comunicare tra loro (nelle ultime generazioni di PC essa è già integrata nella scheda madre). Nel server sono conservate e gestite le “user name” di ogni client e le rispettive password per l’accesso alla LAN.

Mezzi e tecniche di trasmissione

Per installare una rete locale bisogna sapere il tipo di mezzo trasmissivo e la tecnica di trasmissione che vogliamo utilizzare.

• Tipo di mezzo trasmissivo: i supporti fisici di collegamento possono essere in genere di tre tipi, ovvero il doppino telefonico schermato, il cavo coassiale e la fibra ottica;
• Tecnica di trasmissione: sono di due tipi, in banda base e in banda larga, dipendenti dal mezzo trasmissivo;

Tra i vari mezzi trasmissivi utilizzati nella realizzazione di una rete, i più comuni sono:

• Il doppino telefonico (o cavo twistato);
• Il cavo coassiale;
• Le fibre ottiche.

Doppino telefonico

Esso può essere costituito da una coppia di fili di rame intrecciati (twistati) oppure da più coppie situate nello stesso cavo schermato. Le velocità che permettono di trasmettere sono inferiori a 1 Mb/s.

Nel campo delle reti telematiche vengono utilizzati cavi a quattro coppie di conduttori con impedenza 100Ω, di tipo non schermato e schermato.

I cavi non schermati sono chiamati cavi UTP (Unshielded Twisted Pair) ovvero coppia di cavi avvolti non schermati. Essi, a una coppia o due vengono utilizzati in telefonia, a quattro coppie nel campo delle LAN mentre le multicoppie (10, 20, 50, 100, 300 coppie) nelle dorsali principali della telefonia.

I cavi UTP vengono classificati in categorie che vanno da 1 a 6 e che si distinguono per il tipo di sistema di impiego (telefonia digitale, analogica, rete locale e così via).

I cavi schermati si suddividono in tre categorie indicate nella seguente tabella: 4

La ragione per cui vengono usati i doppini telefonici twistati sta nel fatto che sono presenti già in numerose applicazioni. Il doppino telefonico viene anche usato negli ambienti di ufficio, cioè a basso livello di disturbi elettromagnetici, ed in ambienti esposti a condizioni atmosferiche difficili: in tal caso i cavi vengono inseriti in apposite canaline protette. Vengono di seguito mostrate le sezioni delle tre tipologie di cavi citati nella tabella.

Cavo coassiale (thin coaxial cable)

Esso è in grado di convogliare sullo stesso mezzo fisico molteplici segnali, presenta quindi un’ampia larghezza di banda con conseguenti vantaggi sia economici che tecnici.

Viene normalmente utilizzato per collegamenti punto-punto in configurazioni a stella, ad anello e a bus multiplo. Per reti locali da 10 Mb/s il cavo coassiale è di tipo RG58 (utilizzato anche dalla nostra classe in esercitazioni di laboratorio riguardanti le linee) con impedenza a 50Ω e chiamato thin coaxial cable (cavo coassiale sottile). Esso garantisce una bassa incidenza di errori perché fornisce un elevato grado di protezione contro le interferenze. Nel campo delle trasmissioni televisive (banda di 6-8 MHz) i cavi coassiali trasportano più di 50 canali. 5

Fibre ottiche

Le fibre ottiche presentano, rispetto alle precedenti tipologie di mezzi trasmissivi, una maggiore larghezza di banda, cioè intorno ai 10 GHz. Le capacità di trasmissione di questi cavi è compresa tra 100 e 565 Mb/s. La qualità di trasmissione garantita è superiore a qualsiasi mezzo fisico visto l’incidenza di errore bassissima (un bit errato su un miliardo di dati trasmessi); ciò è dovuto dal fatto che le fibre ottiche non sono soggette a interferenze o disturbi, per la loro natura dielettrica e per via del fatto che il segnale informativo viaggia sotto forma di energia luminosa (che non può essere disturbata da rumore elettrico).

Nel nostro istituto le dorsali sono in fibra ottica e la distribuzione orizzontale avviene tramite cavi in rame.

Le topologie di reti locali

I tipi più comuni di LAN sono Ethernet, 10BASE-T, 100BASE-T, 100VG-AnyLan, Token-Ring, LocalTalk e FDDI.

Le LAN Ethernet usano il protocollo a contesa CSMA/CD per controllare l’accesso al cavo del bus. Lo standard IEEE 802.3 definisce questo tipo di accesso come pure il cablaggio e le specifiche sui segnali.