Reti informatiche

RETE / MAINFRAME

La costruzione di reti di calcolatori può essere fatta risalire alla necessità di condividere le

risorse di calcolatori potenti e molto costosi ovvero i mainframe. I mainframe o sistemi centrali

sono computer utilizzati per applicazioni critiche soprattutto da grandi aziende e istituzioni,

tipicamente per elaborare con alte prestazioni ed alta affidabilità grandi quantità di dati, come

ad esempio quelle in gioco nelle transazioni finanziarie, nei censimenti, nelle statistiche di

industrie e clienti e nei sistemi di stampa delle banconote. I moderni mainframe si distinguono

dagli altri computer non tanto per la velocità di esecuzione di un singolo task ,ma piuttosto per

le loro caratteristiche di disegno interno, che punta sull'alta affidabilità, sicurezza e il

bilanciamento delle prestazioni, e per la compatibilità binaria dei programmi applicativi scritti

anche tanti anni fa garantita con le nuove macchine, caratteristica che garantisce nel tempo la

protezione degli investimenti applicativi dei clienti. Questi elaboratori sono in grado di

funzionare per anni senza interruzione e sono progettati in modo da consentire molte attività di

riparazione e manutenzione senza richiedere il fermo della produzione. I mainframe sono

apprezzati anche per l'alta disponibilità che offrono, una delle ragioni principali della loro

longevità e dell'utilizzo per applicazioni dove un'interruzione del servizio sarebbe molto costosa

o catastrofica. Storicamente i mainframe erano famosi per via della loro dimensione e per i

requisiti ambientali (condizionamento e alimentazione elettrica). Quei requisiti non furono più

necessari a partire da metà degli anni 1990, con la progettazione dei mainframe basata su

tecnologia CMOS che rimpiazzava la vecchia tecnologia bipolare. I più grandi mainframe

moderni hanno dimensioni relativamente contenute e sono caratterizzati da consumi energetici

ridotti se confrontati con contenitori di server di altre tecnologie che occupano la stessa

superficie. La tecnologia delle reti, e in seguito l'emergere dei computer personali a basso

costo, ha permesso rivoluzionari sviluppi nell'organizzazione delle risorse di calcolo rispetto i

mainframe. Si possono indicare almeno tre punti di forza di una rete di calcolatori rispetto al

mainframe tradizionale:

la resistenza ai guasti: il guasto di una macchina non blocca tutta la rete, ed è

 possibile sostituire il computer guasto facilmente (la componentistica costa poco e

un'azienda può permettersi di tenere i pezzi di ricambio in magazzino);

l’economicità: come accennato sopra, hardware e software per computer costano

 meno di quelli per i mainframe;

la gradualità della crescita e flessibilità (scalabilità): l'aggiunta di nuove potenzialità

 a una rete già esistente e la sua espansione sono semplici e poco costose.

Tuttavia una rete possiede anche punti deboli rispetto a un mainframe:

 scarsa sicurezza: un malintenzionato può avere accesso più facilmente ad una rete

di computer che ad un mainframe: al limite gli basta poter accedere fisicamente ai

cablaggi della rete. Inoltre, una volta che un virus abbia infettato un sistema della

rete, questo si propaga rapidamente a tutti gli altri e l'opera di disinfezione è molto

lunga, difficile e non offre certezze di essere completa;

alti costi di manutenzione: con il passare del tempo e degli aggiornamenti, e con

 l'aggiunta di nuove funzioni e servizi, la struttura di rete tende ad espandersi e a

diventare sempre più complessa, e i computer che ne fanno parte sono sempre più

differenti, rendendo la manutenzione sempre più costosa in termini di ore lavorative.

Oltre un certo limite di grandezza della rete (circa 50 computer) diventa necessario

eseguire gli aggiornamenti hardware e software su interi gruppi di computer invece

che su singole macchine, vanificando in parte il vantaggio dei bassi costi

dell'hardware.

TIPI DI RETE

Esiste una grande varietà di tecnologie di rete e di modelli organizzativi, che possono essere

classificati secondo diversi aspetti.

RETE PAN 3

La rete pan (Personal Area Network) è una rete informatica utilizzata che consente la

comunicazione tra diversi dispositivi (telefono, pc, ecc ) vicini a un singolo utente. I singoli

dispositivi possono anche non appartenere all'utente in questione. Il raggio di azione di una

pan è tipicamente di alcuni metri e può essere utilizzata per collegare i vari dispositivi tra di

loro in modo da consentire scambio di informazioni o per consentire una connessione a

internet. Questa rete può essere realizzata con collegamenti usb, wireless o bluetooth

RETE WLAN

La rete wlan (Wireless Local Area Network) indica una rete locale senza fili che sfrutta la

tecnologia wireless. Con la sigla wlan si indicano genericamente tutte le reti locali di computer

che non utilizzano dei collegamenti via cavo per connettere fra loro gli host della rete.

Le tipologie di rete wireless sono tre:

PAN (Personal Area Network)

 WLAN propriamente dette

 WAN wireless (Wide Area Network)



Le lan aziendali, invece, sono spesso sostituite o integrate da reti wireless. Questo è

vantaggioso negli edifici più vecchi, dove non esiste o non è possibile installare un impianto di

cablaggio strutturato. La tecnologia WLAN più diffusa è quella basata su specifiche IEEE 802.11

(nota anche con il nome commerciale Wi-Fi).

RETE CAN

rete universitaria (Campus Area Network),

Si parla di o CAN intendendo la rete interna ad un

campus universitario, o comunque ad un insieme di edifici adiacenti, separati tipicamente da

terreno di proprietà dello stesso ente, che possono essere collegati con cavi propri senza far

ricorso ai servizi di operatori di telecomunicazioni. Tale condizione facilita la realizzazione di

una rete di interconnessione ad alte prestazioni ed a costi contenuti

RETE MAN

La man (Metropolitan Area network) è una tipologia di rete di telecomunicazioni con

un'estensione limitata a perimetro metropolitano. L'interconnessione di più MAN dà vita a reti

rete di trasporto

WAN. Si tratta di una storicamente nata per fornire servizi di tv via cavo alle

città dove c'era una cattiva ricezione terrestre. In pratica un'antenna posta su una posizione

favorevole, distribuiva poi il segnale alle case mediante cavo. Prima la cosa è avvenuta a livello

locale, successivamente si sono create grosse aziende che hanno richiesto di cablare intere

città, soprattutto negli Stati Uniti. Quando il fenomeno Internet è esploso, queste società hanno

ben pensato di diffondere la comunicazione internet anche attraverso il cavo TV utilizzando la

struttura preesistente. Tipicamente questa struttura, attualmente, utilizza la fibra ottica come

.

mezzo di collegamento

RETI LAN

Vengono realizzate tipicamente utilizzando un sistema di cablaggio strutturato con cavi UTP in

categoria 5 o superiore, che serve uno o più edifici utilizzati tipicamente da una stessa entità

organizzativa, che realizza e gestisce la propria rete, eventualmente con la cooperazione di

aziende specializzate. In molti casi, il cablaggio è complimentato o sostituito da una copertura

wireless. Le LAN vengono realizzate soprattutto con la tecnologia ethernet, e supportano

velocità di 10/100 Mbit/s, o anche 1 Gbit/s, su cavi in rame dalle caratteristiche adeguate (CAT5

o superiore), o su fibra ottica. 4

Componenti delle reti lan:

Switch Ethernet: Nella tecnologia delle reti informatiche, uno switch (voce inglese, in italiano è

letteralmente il commutatore) è un dispositivo di rete che inoltra selettivamente i frame

ricevuti verso una porta di uscita. Uno switch normalmente inoltra i frame in arrivo da una

qualsiasi delle sue porte soltanto a quella cui è collegato il nodo destinatario del frame. Uno

switch possiede quindi l'intelligenza necessaria a riconoscere i confini dei frame nel flusso di

bit, immagazzinarli, decidere su quale porta inoltrarli, trasferirli verso una porta in uscita,

trasmetterli. Normalmente uno switch opera al livello datalink del modello di riferimento

ISO/OSI.

Lo switch possiede generalmente le seguenti caratteristiche:

maggiore espandibilità in termini di numero di porte

 performance migliori

 possibilità di gestione

 supporto per la QoS (quality of service), ovvero la qualità desidarata di un servizio.



Il ritardo introdotto da uno switch è generalmente di pochi microsecondi, quindi quasi

ininfluente per la gran parte delle applicazioni. Quando un host è connesso ad uno switch, o su

una connessione diretta tra due switch, non sono possibili collisioni, e quindi è possibile

utilizzare la modalità "Full-Duplex", ovvero i due nodi possono trasmettere

contemporaneamente. L'inoltro selettivo dei frame permette anche a più frame di attraversare

contemporaneamente lo switch, e quindi la banda totale disponibile non viene ridotta con

l'aumento del numero di nodi attivi. In una connessione di questo tipo si dice che l'host ha un

accesso dedicato al commutatore. Questo garantisce che due nodi connessi da uno switch

possano comunicare tra loro alla velocità nominale del collegamento, ma solo se non sono

impegnati contemporaneamente in altre conversazioni.

I router: 5

I router, detti anche instradatori, sono dispositivi di livello 3 del modello iso/osi e lavorano

principalmente sui pacchetti di questo livello, ne interpretano la struttura e basandosi su una

“mappa della rete” detta tabella di routing consentono ai pacchetti dati di raggiungere le

destinazioni attraverso il percorso più efficiente (valutando distanza di attraversamento, costo,

velocità, guasti, ecc). Inoltre consentono il collegamento tra reti che utilizzano protocolli

diversi. Tra i più utilizzati ci sono IP (internet protocol), IPX (internet packet exchange) e APPLE

TALK.

I router possono collegare segmenti di reti locali ma sono usati soprattutto per il collegamento

wan tra reti fisicamente distanti. Un classico esempio è la connessione ad internet di una lan: in

questo caso è fondamentale rispettare le indicazioni date sul tcp/ip usando indirizzi IP per le

reti private. Collegando un router alla propria rete si inserisce un gateway (porta) a cui

vengono mandati i dati se destinati all’esterno della rete.

Il cablaggio 6

Il Cablaggio è costituito dagli impianti fisici (cavi, connettori, permutatori, infrastrutture di

supporto) che permettono di realizzare una rete di calcolatori, tipicamente nell'ambito di un

edificio o un gruppo di edifici (campus).

Le caratteristiche elettriche e le lunghezze dei cavi e dei connettori impiegati influenzano le

tipologie di reti locali realizzabili.

Tra i primi esempi di cablaggio si possono citare le prime reti, costituite da grossi cavi coassiali

in rame, a cui i calcolatori dovevano essere collegati perforando la guaina esterna fino a

raggiungere il connettore interno. Questi cablaggi avevano una topologia a bus.

Negli edifici moderni destinati ad uffici vengono realizzati impianti di cablaggio strutturato,

destinati a supportare la realizzazione di tipi diversi di reti locali, inclusa ad esempio la rete

telefonica. Gli impianti sono basati su cavi di categoria 5 o superiore e connettori RJ-45. I cavi

hanno una lunghezza massima di 90 m, a cui vanno aggiunti 10 m per i cavi di permuta.

Questo vincolo è dettato dalle caratteristiche della rete Ethernet.

Per ogni postazione da servire, vengono posati uno o più cavi in apposite canalizzazioni nelle

pareti, nei controsoffitti o nei pavimenti dell'edificio, fino a raggiungere un armadio di

distribuzione di piano, solitamente si tratta di una postazione standard da 19 pollici, che può

ospitare sia permutatori che apparati attivi.

Questi cavi sono attestati da una parte in un pannello di permutazione nell'armadio, dall'altra

in una placca a muro o a pavimento in prossimità della postazione utente. Collegando un cavo

di permuta dal calcolatore alla presa a muro, e un altro dal permutatore ad un apparato di rete

(come un hub o uno switch), si crea un collegamento elettrico che permette di collegare il

calcolatore alla rete.