Reti 2

TASSONOMIA E TOPOLOGIA DELLE RETI(4)

La tassonomia delle reti si riferisce alla classificazione delle reti informatiche in base a diversi

criteri. Nel documento, vengono presentate varie categorie di reti in base alla scala dimensionale e

all'ambito operativo. Ecco un riepilogo delle principali categorie:

PAN (Personal Area Network): Reti personali utilizzate per la comunicazione tra

1. diversi dispositivi vicini a un singolo utente, con un raggio d'azione tipico di alcuni metri.

LAN (Local Area Network): Reti locali che collegano computer e dispositivi all'interno

2. di un'area geografica limitata, come un edificio o un'azienda. Le LAN hanno una velocità

tipica di trasmissione che varia da 10 Mps a 10 Gps.

MAN (Metropolitan Area Network): Reti metropolitane che coprono aree più ampie

3. rispetto alle LAN, tipicamente limitate a una città o a un'area metropolitana.

WAN (Wide Area Network): Reti che si estendono su distanze molto più elevate,

4. collegando diverse LAN e MAN, spesso a livello nazionale o internazionale.

GAN (Global Area Network): Reti globali che coprono aree geografiche molto ampie,

5. potenzialmente a livello mondiale.

La topologia di rete si riferisce alla disposizione fisica o logica dei nodi e delle connessioni in una

rete. Una rete può essere rappresentata mediante un grafo costituito da nodi e rami

• Nodo: punto in cui vengono smistate le unità informative verso la destinazione

• Ramo: sistema trasmissivo che consente il trasporto delle unità informative da nodo a nodo

secondo tre possibili modalità:

• Simplex (unidirezionale)

• Half-duplex (bidirezionale alternata)

• Full-duplex (bidirezionale contemporanea)

È un aspetto cruciale nel design e nella gestione delle reti, poiché influisce sulla performance,

sull'affidabilità e sulla manutenibilità della rete stessa. Di seguito sono elencate alcune delle

principali topologie di rete menzionate nel documento:

Topologia a Bus: Tutti i nodi sono collegati a un unico cavo di trasmissione bidirezionale

1. (bus). Questa topologia è semplice ed economica, ma ha il limite che se il bus si guasta,

l'intera rete viene compromessa. Il bus è un mezzo trasmissivo broadcast, in cui quando un

sistema trasmette tutti gli altri ricevono. Esso è molto utilizzato nelle LAN poiché le LAN

sono basate sul concetto di broadcast.

Topologia a Stella: Tutti i nodi sono collegati a un dispositivo centrale (hub o switch). È

2. facile da gestire e più robusta, poiché un guasto in un nodo non influisce sugli altri, ma è

dipendente dal dispositivo centrale.

• HUB:sono i dispositivi che collegano fra di loro gli utenti, il punto di aggregazione di

tutti i cavi collegati ai PC. Quando un pacchetto di dati arriva ad una porta di un HUB

viene automaticamente inviato a tutti gli altri computer (>traffico).

• SWITCH:Diversamente dall’hub di rete, lo switch riceve pacchetti di dati da un

computer su una porta di ingresso e li invia solo alla porta di destinazione (ove è

collegato il computer di destinazione) in base a informazioni contenute nell’intestazione

dei pacchetti. Gli switch alleviano il problema della congestione nelle reti Ethernet

riducendo il traffico e aumentando la banda a disposizione.

Topologia ad Anello (Ring): ogni apparato è connesso col precedente – dal quale riceve

3. il messaggio – e col successivo, al quale trasmette il messaggio se la topologia è di tipo

unidirezionale. Nel caso in cui, invece, la topologia è bidirezionale, chi riceve il

messaggio può anche trasmetterlo al dispositivo precedente.Questa topologia è semplice ma

può essere vulnerabile a guasti, poiché un'interruzione in un nodo interrompe l'intera rete.

Topologia ad Albero (Tree): Combina elementi di topologie a bus e a stella. Ha una

4. struttura gerarchica che consente di espandere la rete facilmente, ma può diventare

complessa da mantenere.

Topologia a Maglia (Mesh): Ogni nodo è connesso a diversi altri nodi, creando

5. molteplici percorsi per i dati. È molto affidabile e robusta, poiché offre molteplici vie di

comunicazione, ma è anche complessa e costosa da installare e mantenere .

TOPOLOGIE CHE UTILIZZANO ISP (nodo punto di connessione per i diversi dispositivi): a stella,

ad albero e a maglia.

Gli aspetti chiave di una rete di comunicazione includono diversi fattori fondamentali che

influenzano il funzionamento e l'efficienza della rete. La rete è progettata per trasferire un'Unità

Informativa, che rappresenta i dati o le informazioni che devono essere trasmesse da un nodo

sorgente a un nodo di destinazione. Il corretto trasferimento delle UI è essenziale per il

funzionamento della rete.

Spesso il trasferimento di UI non avviene direttamente da sorgente a destinazione, ma può

coinvolgere più nodi e canali di comunicazione. Questo processo è conosciuto come comunicazione

multi-hop, dove i dati vengono trasferiti attraverso vari punti intermedi.

Ecco una panoramica degli aspetti principali:

Tecnica di Moltiplexing: Le tecniche di multiplazione sono metodi utilizzati nelle reti di

comunicazione per consentire a più flussi di dati (Unità Informative o UI) di condividere un canale

di comunicazione. Queste tecniche sono fondamentali per ottimizzare l'uso della banda disponibile

e possono essere suddivise in diverse categorie. Ecco una panoramica approfondita delle principali

tecniche di multiplazione:

- Frequency Division Multiplexing (FDM): In FDM, la banda di frequenza disponibile viene divisa

in diverse bande più piccole, ognuna delle quali può essere utilizzata da un singolo flusso di dati.

Ogni flusso è trasmesso su una frequenza diversa, consentendo la trasmissione simultanea di più

segnali. Usato nelle trasmissioni radio e televisive, dove diverse stazioni trasmettono su

frequenze diverse.

- Time Division Multiplexing (TDM): In TDM, il tempo di trasmissione viene suddiviso in

intervalli (slot) e ogni flusso di dati utilizza uno slot specifico all'interno di un ciclo temporale.

Ciò consente a più flussi di condividere lo stesso canale, ma utilizzando il canale in momenti

differenti. Tipi di TDM:

Deterministica: Le UI hanno sempre la stessa dimensione e vengono trasmesse in intervalli

• di tempo fissi.

Statistica: Le UI possono avere dimensioni variabili e occupare porzioni di canale diverse a

• seconda della necessità.

Sincrona (S-TDM): La trasmissione avviene in una struttura temporale precisa, organizzata

• in trame con slot definiti.

Asincrona (A-TDM): Le UI vengono generate e inviate in modo asincrono ma all'interno di

• una struttura temporale definita.

Le tecniche di commutazione gestiscono l'instradamento dei dati nelle reti di comunicazione

attraverso due operazioni fondamentali: instradamento e attraversamento. Le principali categorie

sono: Commutazione di Circuito: Stabilisce un percorso dedicato tra mittente e destinatario prima

1. della comunicazione, riservando la banda esclusivamente per quel circuito. Le fasi

includono instaurazione, dati e rilascio. Questo metodo assicura connessioni stabili con

minimi ritardi, ideali per comunicazioni in tempo reale, ma presenta svantaggi nell'utilizzo

inefficiente della banda per flussi irregolari .

Commutazione di Pacchetto: I dati si suddividono in pacchetti inviati in modo indipendente,

2. ciascuno con informazioni di instradamento. Questo metodo consente di condividere la

banda tra più utenti, aumentando l'efficienza e gestendo flussi di dati variabili . I pacchetti

possono arrivare fuori ordine, richiedendo riorganizzazione da parte del destinatario.

Commutazione di Messaggi: Trasmette interi messaggi come un'unica entità, adatta per

3. comunicazioni non in tempo reale.

Architettura dei Protocolli: L'architettura dei protocolli stabilisce le regole e le convenzioni che

governano la comunicazione tra i nodi. Comprende livelli come l'applicazione, il trasporto,

l'instradamento e l'accesso al mezzo. Questa architettura è fondamentale per la compatibilità e

l'interoperabilità tra diversi dispositivi e sistemi.

Il modello ISO-OSI (Open Systems Interconnection) è un framework concettuale che

standardizza le funzioni di rete in sette livelli interconnessi, facilitando la comunicazione tra

sistemi diversi. I sette strati del modello sono:

Fisico (Livello 1): Si occupa della trasmissione fisica dei dati tramite mezzi di trasmissione

1. come cavi e onde radio. Gestisce i segnali elettrici, ottici o radio.

Data Link (Livello 2): Fornisce l'accesso al mezzo fisico e garantisce la trasmissione di dati

2. senza errori attraverso l'uso di frame. Gestisce anche il controllo di flusso e il rilevamento

degli errori.

Rete (Livello 3): Si occupa dell'instradamento dei pacchetti tra nodi attraverso la rete,

3. mascherando al livello di trasporto la tecnica di commutazione utilizzata. Esegue funzioni

come instradamento e controllo della congestione .

Trasporto (Livello 4): Gestisce la comunicazione end-to-end tra sistemi, assicurando che i

4. dati arrivino correttamente e senza perdite. Può essere orientato alla connessione o senza

connessione.

Sessione (Livello 5): Stabilisce, gestisce e termina le sessioni di comunicazione tra

5. applicazioni.

Presentazione (Livello 6): Si occupa della formattazione e della traduzione dei dati, inclusa

6. la crittografia e la compressione.

Applicazione (Livello 7): Fornisce servizi di rete alle applicazioni finali, come il

7. trasferimento di file o la posta elettronica.

Questo modello permette di isolare le funzioni e facilita l'interoperabilità tra diversi sistemi e

tecnologie, standardizzando le interfacce e i protocolli.

IL LIVELLO APPLICATIVO E IL LIVELLO DI TRASPORTO (7)

Il livello applicativo è uno dei sette strati del modello ISO-OSI e si occupa dell'interfaccia tra le

applicazioni di rete e gli utenti. Questo strato è fondamentale per la gestione della comunicazione

tra processi, consentendo loro di scambiarsi messaggi attraverso una rete. Il livello applicativo

definisce i protocolli e le modalità di interazione tra le applicazioni, puntando a rendere

l'interazione utente-computer più fluida e intuitiva.

In generale, le applicazioni di rete possono essere suddivise in due categorie principali: quelle che

utilizzano il paradigma client-server e quelle basate su architetture peer-to-peer (P2P). Nel modello

client-server, un processo client contatta un processo server per richiedere servizi o informazioni.

Ad esempio, quando un utente utilizza un browser web per accedere a un sito internet, il browser

agisce come client richiedendo contenuti al web server. In contrasto, nelle applicazioni P2P, i

processi (peer) possono c