Reti Lan

FUNZIONALITA’ E

TIPOLOGIE DI

RETI LOCALI

di Davide Massaro 0

1.1 Introduzione

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.

1.2 Classificazione delle reti

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.

Una LAN possono operare su distanze che vanno dall’ordine di 100 m a circa 10 Km. La

definizione più completa di questo modello di trasmissione è quello dato dall’IEEE:

“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.

1.3 Requisiti delle LAN 1

E’ necessario progettare le reti locali rimanendo fedeli ad alcuni requisiti specifici, importanti per

ottimizzare il rendimento delle trasmissioni dati e delle conseguenti ricezioni. In seguito ne vengono

descritti i più importanti:

 Alta velocità a banda larga;

 Affidabilità e facile manutenzione;

 Compatibilità;

 Flessibilità ed estensibilità;

 Standardizzazione;

 Semplicità

 Basso costo.

1.3.1 Alta velocità a banda larga

La velocità di trasmissione dei dati caratteristica delle LAN dipende dalla capacità

informativa del canale che, ovviamente, deve essere a larga banda per accelerare lo scambio

di informazioni (disegni ad alta risoluzione grafica, trasferimento file e cosi via).

1.3.2 Affidabilità e facile manutenzione

Perché una rete possa condividere le risorse in modo efficiente, gli utenti e i dispositivi

devono essere in grado di accedere facilmente al sistema. I dispositivi di rete, insieme ai

dispositivi di protezione (firewall) ed ai programmi antivirus hanno l’obbligo di garantire

un’elevata qualità dei servizi. La manutenzione deve risultare semplice in modo da favorire

l’intervento dei tecnici.

1.3.3 Compatibilità

La compatibilità riguarda l’attitudine di apparecchi costruiti da case diverse di interagire tra

loro.

1.3.4 Flessibilità ed estensibilità

In un ambiente di lavoro le esigenze crescono costantemente, quindi aumenta l’impiego di

nuove apparecchiature da inserire nel sistema. Le LAN devono quindi garantire una certa

flessibilità del sistema facilitando l’inserimento di nuovi componenti nel network. Ciò si

ripercuote nel sistema di cablaggio il quale deve essere semplice ed affidabile.

1.3.5 Standardizzazione 2

Riguarda l’adozione di normative sull’impiego dei computer e sulla trasmissione

dell’informazione. Adottare degli standard significa facilitare lo sviluppo e l’espansione

delle LAN tramite una normalizzazione della tecnologia, delle apparecchiature e dei

programmi utlizzati nelle varie applicazioni.

1.3.6 Semplicità

Una rete locale deve essere semplice da installare, da allacciare, da configurare e da usare

perché deve permettere a qualsiasi utente di usufruire dei servizi da essa forniti.

1.3.7 Basso costo

Come negli altri settori del mercato, anche nelle LAN i costi sono basati sulla loro frequenza

d’uso da parte degli utenti: quindi minori sono i costi e più c’è la tendenza ad incoraggiare

l’adozione della LAN.

1.4 Struttura delle LAN

I componenti che costituiscono una tipica rete LAN sono le stazioni, le periferiche e il canale (o

sistema di cablaggio). Nello schema che segue viene rappresentata una LAN con accesso alla rete

internet. In esso si distinguono cinque componenti fondamentali. 3

 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 cosi 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 tuti 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.

 L’hub: è un concentratore di rete che invia il segnale alla stazione di destinazione. Un

ulteriore compito di questo blocco è quello di amplificare il segnale al suo ingresso prima di

smistarlo. Viene utilizzato per suddividere la rete in segmenti. La trama da trasmettere viene

trattata semplicemente come segnale elettrico non tenendo conto della struttura del suo

contenuto.

 Il router: è un “instradatore” delle informazioni in grado di smistare le informazioni che

viaggiano sotto forma di paccheti; esso viene impiegato per gestire l’accesso alla rete

internet. 4

 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. Sono anche chiamati user.

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.

1.5 Caratteristiche delle LAN

Tra le tante caratteristiche di una rete locale, le più significative sono:

 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;

 sistema di cablaggio: attualmente i più comuni sono quello della IBM e quello della DEC;

 topologia della rete: riguarda la configurazione del sistema di cablaggio per interconnettere

i dispositivi della rete; le topologie più comuni sono quelle a bus, ad anello ed a stella.

 Tecnica di trasmissione: sono di due tipi, in banda base e in banda larga, dipendenti dal

mezzo trasmissivo;

 Metodo di controllo di accesso: determina le modalità con cui le stazion comunicanti

richiedono l’accesso al mezzo trasmissivo (canale).

1.5.1 Tipi di mezzi trasmessivi

Tra i vari mezzi trasmessivi 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 velocita 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 cosi via).

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

Sigla Nome esteso Realizzazione della schermatura

FTP Foiled Twisted Pair Nastro di alluminio 5

SFTP Shielded Foiled Twisted Pair Calza di rame e nastro d'alluminio

STP Shielded Twisted Pair Calza in rame

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. 6

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.

Fibre ottiche:

Le fibre ottiche presentano, rispetto alle precedenti tipologie di mezzi trasmessivi, 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

sottoforma di energia luminosa (che non può essere disturbata da rumore elettrico). 7

1.5.2 Sistemi di cablaggio

Il problema del tipo di cablaggio si pone quando si deve creare una rete all’interno di ambienti

molto vasti (fabbriche, grandi edifici ad esempio) altrimenti il problema sarebbe di scarso

rilievo. Attualmente i sistemi di cablaggio si suddividono in proprietari e strutturati.

I sistemi proprietari attualmente più usati sono:

 IBM (IBM cablino system);

 DEC Connect Communication (Digital EquipmentCorporation).

Sistemi proprietari:

Sistema IBM: