Telematica - Sviluppo - Tesina

Lo sviluppo della telematica

La telematica si occupa dell’uso delle tecnologie informatiche nell’ambito delle telecomunicazioni; applicazioni informatiche sono ad esempio gli sportelli Bancomat, i fax e i terminali per la lettura delle carte di credito. Le reti telematiche connettono fra loro più computer, attraverso i cavi telefonici, fibre ottiche, ponti radio e satelliti. Su reti di questo tipo possono transitare velocemente grandi quantità di dati. Un computer in rete può accedere alle risorse informative residenti su altri computer, può utilizzare periferiche, come stampanti e fax, collegate ad altri elaboratori.

Reti di computer

Il termine telematica si utilizza per descrivere tutte quelle tecnologie che permettono sia la trasmissione che l’elaborazione dei dati e nasce dalla fusione dei due termini telecomunicazione e informatica. Una rete di computer (o computer network) è un insieme di due o più computer in grado di trasmettere dati tra di loro. Le reti moderne sono formate da un grande numero di elaboratori, autonomi, significa che non ci devono essere relazioni di dipendenza tra i vari sistemi, interconnessi significa che devono essere capaci di scambiare informazioni.

Si è passati da sistemi di elaborazioni aventi la caratteristica di essere concentrati, cioè strutture hardware composte da una singola CPU alla quale venivano connessi più terminali, alle stazioni di lavoro connesse tra loro e dotate di capacità elaborative propria, cioè i sistemi distribuiti.

Tipi di reti di computer

• Reti di tipo client/server: suddividono i sistemi connessi alla rete in due categorie: computer server (servente) che mettono in condivisione risorse (per esempio dischi fissi, lettori ottici o la stampante) e offrono servizi per altri computer connessi alla rete; computer client (richiedente) sono i sistemi che utilizzano i servizi e le risorse messe in condivisione da altri computer. Quando un server e un client stabiliscono una comunicazione e inizia l’erogazione del servizio richiesto si hanno due possibilità:
  • Esecuzione lato client o in locale: il programma viene trasmesso dal server, caricato nella memoria RAM del cliente ed eseguito sul client stesso;
  • Esecuzione lato server o in remoto: il programma viene eseguito sul server che trasmette poi i risultati al client.
• Reti di tipo peer to peer: ogni computer funziona sia come client che come server, mettendo a disposizione dell’intera rete alcune risorse condivisi come dischi fissi, stampanti o lettori ottici.

Classificazione delle reti per estensione

• Reti locali LAN (Local Area Network): sono le reti di dimensioni minori e possono coprire un’area corrispondente a dimensioni varianti tra quelle di un ufficio e quelle di una struttura aziendale. Le ridotte dimensioni consentono una notevole velocità nella trasmissione e ricezione dei dati, nonché una semplificazione delle procedure, per garantire i necessari livelli di sicurezza nella gestione dei dati;
• Reti metropolitane MAN (Metropolitan Area Network): sono estensione delle reti locali che possono arrivare a coprire un’intera metropoli. La rete metropolitana consente l’accesso veloce a basi di dati condivise e lo scambio veloce di informazioni;
• Reti geografiche WAN (Wide Area Network): sono reti di dimensioni geograficamente estese e possono arrivare a coprire l’intero pianeta. Per realizzare questo tipo di rete senza eccessivi costi, vengono utilizzate infrastrutture già esistenti che però, non essendo progettati per questo scopo, spesso non permettono la trasmissione di segnali ad alta velocità. Le reti geografiche necessitano di un modem che converte il segnale in telefonico.

Topologie di rete

Le topologie di rete descrivono come i nodi della rete sono distribuiti nello spazio. Due nodi della rete possono essere messi in comunicazione in due modi differenti:

• Con una connessione fisica quando tra i due nodi è presente un canale fisico che li collega in modo diretto;
• Con una connessione logica si individua un percorso che va da un nodo all’altro. La combinazione fra collegamenti fisici e logici definisce la topologia della rete.

Topologie di rete classiche

• Reti a stella: al centro della stella si trova un nodo centrale (hub) che collega tutti i terminali. Tuttavia poiché tutti i messaggi devono transitare dal nodo centrale si ha che in tale nodo il traffico può essere insostenibile. Il funzionamento del nodo centrale è critico anche per ciò che concerne l’affidabilità della rete: in presenza di un guasto a tale nodo si ha che ogni comunicazione diventa impossibile;
• Reti ad anello: sono basate su una linea chiusa alla quale possono connettersi tutti i nodi della rete: ogni nodo deve far scorrere, lungo la struttura ad anello così realizzata, le proprie informazioni. In caso di rottura di un canale la comunicazione può avvenire passando dall’altro verso;
• Reti a bus: sono composte da un unico cavo lineare con velocità elevata e cavi con velocità inferiore che collegano tutti i nodi. Il vantaggio di tale tipo di rete è il suo costo limitato e la sua semplicità che rende facili la gestione e la manutenzione;
• Reti ad albero: sono reti magliate con il minor numero di canali e quindi adatte per le reti WAN. La struttura di questo tipo di rete è gerarchica: se si guastano i nodi padre la rete non funziona più; invece se si guastano i nodi figlio è disconnesso solo quel nodo;
• Reti magliate non completamente connesse: sono reti tipicamente geografiche, in cui la tolleranza ai guasti dipende dal numero di canali implementati. Tipica struttura di questo tipo è la rete Internet;
• Reti magliate completamente connesse: tutti i nodi sono collegati a tutti gli altri. Sono le reti che hanno il maggior numero di tolleranza ai guasti e costi rilevanti. Permettono una comunicazione veloce, in quanto tutte le coppie di nodi sono collegate tra loro e quindi per comunicare non è necessario nessun nodo intermedio.

Tecniche di commutazione

Le tecniche di commutazione descrivono in che modo si connettono tra di loro gli utenti di una rete e possono essere di due tipi:

• Commutazione a circuito: crea un reale collegamento fisico tra i due nodi e questo rimane stabile e riservato per tutta la durata della comunicazione (per esempio la chiamata telefonica). L’utilizzo della commutazione a circuito prevede tre fasi:
  • Attivazione del circuito: è la fase in cui viene stabilita la connessione fisica tra l’unità chiamante e l’unità chiamata;
  • Utilizzo del canale trasmissivo: è la fase dove i due nodi comunicano;
  • Svincolo: è la fase in cui la connessione viene chiusa e viene lasciato libero il circuito per altri utenti.
• Commutazione a pacchetto: basata su grandi sistemi digitali sia per l’instradamento che per la trasmissione dei dati. Ogni volta che si effettua una trasmissione è necessario definire il mittente e il destinatario, svolgere cioè un’operazione di imbustamento che crea, partendo dal messaggio iniziale, pacchetti pronti per essere inviati. Un pacchetto è costituito da due parti fondamentali: la parte dell’intestazione e quella dei dati vera e propria.