Informatica e Internet - L'arte della Tecnologia

Stati Uniti (Patto della NATO) e l'altra sotto quella sovietica (Patto

di Varsavia). Questa contrapposizione venne definita “Guerra

Fredda”, una guerra non combattuta con le armi, ma con

propagande politiche e corse agli armamenti.

La tensione tra le due superpotenze raggiunse il limite quando

scoppiò il caso della Germania, occupata da entrambe le nazioni.

Si giunse così ad un accordo, che stabiliva la spartizione della

Germania. Nel 1961, a Berlino, fu innalzato un enorme muro, per

dividere la nazione. NASCITA DELL' A.R.P.A.

Internet è frutto indiretto della “Guerra Fredda”. Nei primi anni

sessanta, si era diffuso il timore di una guerra nucleare. Fu così

che il governo americano avviò un progetto di ricerca che aveva il

fine di preservare le telecomunicazioni in caso di guerra.

Questo progetto fu realizzato dall'agenzia A.R.P.A. (Advanced

Research Projects Agency). Un punto fondamentale da

considerare era la completa indipendenza delle varie postazioni,

in modo tale che se una di questa veniva distrutta, tutte le altre

continuavano a funzionare.

In figura: La rete ARPANET nel 1969

Il crescente sviluppo di questo progetto, portò successivamente

negli '80 alla nascita in Europa di EUNET, la prima rete europea.

Ma la vera novità venne alla ribalta un anno più tardi, quando fu

presentato lo scheletro del World Wide Web (WWW), un sistema

multimediale ad ipertesto con tecnologia client/server, sviluppato

presso il CERN di Ginevra. SISTEMI

RETI DI ELABORATORI

Fino a qualche anno fa, per poter gestire e trasmettere a distanza

i dati elaborati si utilizzava il mainframe, in cui tutta la potenza di

calcolo era concentrata in un unico calcolatore. Questo modello è

stato sostituito con la rete di elaboratori (che utilizza appunto

l'ARPA), in cui ogni postazione ha la propria autonomia ed è

interconnessa agli altri terminali. I gruppi di elaboratori sono in

genere collegati ad un elaboratore principale chiamato “Server”.

Per comprendere meglio il funzionamento delle reti, bisogna

analizzare: la disposizione, la metodologia, l'architettura, il

protocollo, il software e le varie estensioni di rete.

DISPOSIZIONE

I tipi di struttura usati nelle reti di elaboratori sono molteplici, più

precisamente:

 Anello

 Stella

 Bus

 Albero

Reti ad anello: Si basa su una linea chiusa alla quale possono

connettersi tutti i terminali della rete. Nel caso in cui, un

terminale si guasta, la rete non funzionerà più.

Reti a stella: Sono le più utilizzate per LAN di tipo ethernet. Nel

caso in cui un terminale si guasti, la funzionalità della rete non

viene compromessa. In caso di guasto al computer principale

(server) tutta la rete smetterà di funzionare.

Reti a bus: Un guasto ad un host, non compromette le

comunicazioni degli altri. L'unico difetto, è l'elevato traffico della

rete, per i troppi terminali interconnessi.

Reti ad albero: Sono un estensione delle reti a bus. Infatti, viene

realizzata collegando più reti a bus tra loro.

METODOLOGIA

La metodologia è il modo in cui ciascuna postazione invia e riceve

i dati. Ci sono due tipi di metodologie:

 Allocazione Statica

 Allocazione Dinamica

Allocazione statica: In questo caso, il tempo di comunicazione

di ciascuna macchina è già conosciuto. Una volta terminato quel

tempo, bisognerà aspettare che il giro di trasmissione / ricezione

dei dati sia finito per poter ripartire. Lo svantaggio sta proprio

nella perdita di tempo che si avrà per ogni giro.

Allocazione dinamica: Qui, invece, sono presenti due criteri che

stabiliscono quale macchina deve comunicare per prima.

I due metodi sono i seguenti:

 CSMA/CD: La sigla sta per “Carrier Sense Multiple

Access/Collision Detection. La macchina se utilizza questo

sistema va a controllare se sulla linea di trasmissione è

presente un altro segnale. Se due segnali dovessero

trasmettere nello stesso tempo, si avrà una collisione.

 Token Passing: A differenza del CSMA/CD, nel Token

passing, ogni macchina ha un tempo prestabilito per

trasmettere. Se una macchina non deve trasmettere, si

passa a quella successiva. In questo caso si ha un risparmio

di tempo e non ci sono collisioni.

ARCHITETTURA

Per architettura di rete, si intende l'insieme delle regole di

comunicazione tra server, postazioni di lavoro e periferiche, in

rapporto a metodologie e disposizioni per definite. Un

architettura può essere dei seguenti tipi:

 Proprietaria

 Standard di fatto

 Standard di diritto PROTOCOLLO

Il protocollo rappresenta il modo in cui le informazioni vengono

codificate e trasmesse, in altre parole il protocollo stabilisce le

convenzioni e le regole che permettono la comunicazione.

Schema di un protocollo di rete che mette in collegamento due terminali (Host A e Host B)

SOFTWARE DI RETE

Il software di rete gestisce il funzionamento dell'intera struttura,

ed esso si suddivide in:

 Sistema operativo di rete

 Programma di amministrazione della rete

 Software accessori di rete

Il sistema operativo di rete, è un programma che gestisce il

funzionamento della rete, regolando la trasmissione dei dati tra le

varie postazioni. Risiede nel server ed è sempre in esecuzione.

Il programma di amministrazione della rete, si occupa di

amministrare la rete, nel senso che permette l'accesso o meno di

nuovi utenti, esclude alcuni utenti, fornisce criteri per la

riservatezza e permette la connessione fra la rete gestita e le

altre reti. Esiste una persona chiamata amministratore di rete,

che è l'unico in grado di accedere al programma grazie ad una

password.

Gli accessori/software di rete sono di norma la posta

elettronica e la gestione delle stampanti.

ESTENSIONI DI RETE

I vari tipi di rete più utilizzati oggi giorno sono:

 LAN (Local Area Network)

 WAN (Wide Area Network)

 MAN (Metropolitan Area Network)

 INTERNET NETWORK

La LAN, o più semplicemente RETE LOCALE, è una tipologia di

rete informatica contraddistinta da un estensione territoriale non

superiore a qualche chilometro. Di solito, una rete LAN, viene

utilizzata nelle abitazioni, o negli edifici adiacenti tra loro.

La MAN, o più semplicemente RETE METROPOLITANA, è una

tipologia di rete, con un estensione limitata a perimetro

metropolitano. Storicamente le MAN sono nate per fornire servizi

di tv via cavo alle città dove c'era una cattiva ricezione terrestre.

La WAN, o più semplicemente RETE GEOGRAFICA, è una

tipologia di rete informatica, avente un estensione territoriale pari

ad una regione geografica, e quindi superiore sia alla LAN che

alla MAN. Molte WAN sono private, e connettono fra loro più LAN

e MAN.

La rete “Internet Network”, invece, contiene tutte le reti e

viene definita come “Rete Globale”.

COLLEGAMENTI UTILIZZATI PER TRASMETTERE I DATI

NELLA RETE

La trasmissione dei dati in una rete, può avvenire attraverso due

tipi di collegamenti:

 Collegamenti fisici (cavi)

 Collegamenti senza fili (wireless)

I cavi più utilizzati sono: doppino telefonico, cavo coassiale e cavo

in fibra ottica.

 Per doppino telefonico, si intende la coppia di fili di rame

che viene utilizzata per la trasmissione delle comunicazioni

telefoniche e dati.

 Un cavo coassiale, ha al suo centro un singolo conduttore

di rame. Un tipico esempio di cavo coassiale, è il cavo

dell'antenna per utilizzo televisivo.

 Le fibre ottiche, sono filamenti di materiali vetrosi,

realizzati in modo da poter condurre la luce. Ogni singola

fibra ottica è composta da due strati: quello centrale viene

chiamato “core”, mentre la parte esterna “cladding”. La

differenza tra il core e il cladding sta nell'indice di rifrazione.

Ciò che si vuole ottenere per la trasmissione, e che esista un

angolo preciso in modo tale da ottenere un raggio che

colpisca il segnale. Esistono due tipi di fibre ottiche:

multimodali e monomodali. Nel multimodale ci sono angoli

diversi da utilizzare per il raggio. Nel monomodale il

percorso è unico ed quasi rettilineo. Nella multimodale,

inoltre, possono viaggiare più segnali aventi angoli diversi.

In figura le varie tipologie di cavi

ELETTRONICA E TELECOMUNICAZIONI

STRUTTURA DI UN SISTEMA TELEPROCESSING

Dopo aver visto i vari tipi di rete e i vari tipi di collegamento,

possiamo analizzare la trasmissione vera e propria.

Per poterci collegare ad internet, innanzitutto, dobbiamo avere a

disposizione un computer, una linea telefonica e un modem.

I dati all'interno di un elaboratore transitano sotto forma digitale.

Per transitare su una rete di trasmissione, devono essere adattati

alle caratteristiche di trasmissione del mezzo di propagazione, e

devono essere manipolati in modo tale da rendere massima la

loro immunità al rumore. IL MODEM

Il computer, accede alla linea attraverso un dispositivo che funge

da modulatore e da demodulatore: il MODEM. Questo

componente, infatti, funziona da modulatore delle caratteristiche

del segnale che va dal computer alla linea, e da demodulatore del

segnale che arriva dalla linea al computer.

TIPI DI TRASMISSIONE

La trasmissione dei bit può avvenire in modo seriale o parallelo.

Se parla di trasmissione parallela, quando, ad esempio, vogliamo

collegare un DTE ad una stampante, poiché i dati all'interno del

computer vengono gestiti in modo parallelo. Per la trasmissione

seriale, invece, possiamo fare riferimento ad un collegamento tra

un DTE e una stampante distante, che genererebbe attenuazioni

del rumore. Si ricorre quindi alla serializzazione dei dati per far sì

che i bit vengano inviati in un unico filo.

La trasmissione può essere suddivisa in Sincrona e Asincrona:

 Trasmissione Sincrona: Il problema fondamentale nella

trasmissione di tipo seriale è la sincronizzazione. Questa

operazione consiste nel mettere in fase i due terminali che

devono colloquiare tra loro. Il modem del terminale

trasmittente, emette segnali con una certa frequenza. Il

modem del terminale ricevente deve essere dotato di un

clock avente la stessa frequenza di quella trasmittente per

interpretare con esattezza i dati seriali che arrivano.

La trasmissione sincrona risulta più veloce rispetto a quella

asincrona perché il flusso di dati è continuo.

Schema a blocchi di una trasmissione seriale sincrona

 Trasmissione Asincrona: Nella trasmissione asincrona,

ogni byte serializzato viene trasmesso con il proprio segnale

di sincronizzazione. Si effettua quindi la sincronizzazione

all'invio di ogni carattere. Ogni byte è contornato da due

segnali che avvisano il ricevente del suo arrivo. Essi

prendono il nome di “bit di start” e “bit di stop”.

I terminali asincroni sono meno costosi dei sincroni, ma per

contro sono meno veloci.

TIPI DI ESERCIZIO

Il tipo di esercizio si deve stabilire in base al tipo di collegamento

tra i due computer. Da questo punto di vista sono possibili tre tipi

di collegamento: Simplex, Half Duplex e Full Duplex.

 Simplex: La comunicazione avviene in un solo senso di

trasmissione. Quindi il ricevitore DTE1 trasmette e l'altro

DT2 riceve.

 Half-Duplex: La comunicazione può avvenire nei due sensi,

ma in tempi alternati, utilizzando una sola linea (doppino

telefonico).

 Full-Duplex: Questo tipo di esercizio, consente la

comunicazione nei due sensi di trasmissione in

contemporanea. In altri termini, 2 DTE hanno la possibilità di

trasmettere e ricevere nello stesso tempo.

TIPI DI RETE

Uno scambio di dati tra elaboratori può essere generalmente

effettuato tramite diversi tipi di rete.

 Rete commutata: E' il normale collegamento che avviene

tra due apparecchi telefonici, quando un utente compone il

numero di un altro utente. Il vantaggio di questa rete è la

capillarità, cioè la possibilità di raggiungere un qualsiasi

punto dotato di una presa telefonica.

 Rete dedicata: Si può chiamare anche affittata. La

comunicazione viene assicurata da un doppino della rete

telefonica, messo in collegamento fisso, cioè che non passa

dalla centrale. I vantaggi di questa rete sono rappresentati

dalla stabilità e dall'assenza dei disturbi.

 Rete ADSL: Tale rete utilizza il doppino telefonico, e

trasforma una semplice linea telefonica analogica, in una

linea digitale, tramite il modem ADSL.

Schema di funzionamento di una rete ADSL

TIPI DI COLLEGAMENTO