Domande primo parziale di Reti e tecniche per la comunicazione multimediale

La struttura generale di una rete è composta da due livelli principali:

Livello esterno: È composto da tutti gli host, cioè i dispositivi collegati alla rete. Questi

dispositivi possono essere PC, smartphone, telecamere, droni, microfoni, o qualsiasi altro

dispositivo che scambia dati. Ogni dispositivo è eterogeneo (diverso per costruttore e

caratteristiche) e autonomo, ovvero il funzionamento di un dispositivo non influenza quello

degli altri.

Sottorete di comunicazione: Gestita dalle compagnie di telecomunicazione, è composta da

router, nodi e link (canali di comunicazione). La funzione di questa parte della rete è

trasmettere i dati tra i vari dispositivi collegati. La rete è rappresentata come un grafo

matematico con nodi e collegamenti multipli tra di loro, permettendo di trovare percorsi

alternativi in caso di guasti o congestionamenti

9] Che cosa si intende per host e per server?

Un host è definito come qualsiasi dispositivo collegato alla rete che genera o elabora dati.

Esempi di host includono PC, terminali, cellulari e altri dispositivi simili che sono autonomi,

ossia il loro funzionamento non dipende da quello di altri dispositivi sulla rete. Un server,

invece, è un dispositivo di alta potenza e capacità di memorizzazione, tipicamente utilizzato a

livello organizzativo, come università o aziende. Il server esegue programmi che o rono servizi

a molti utenti, come la gestione di caselle di posta elettronica o di altre applicazioni comuni. I

server devono essere protetti e mantenuti aggiornati, e sono fondamentali per la gestione di

grandi quantità di dati e per eseguire programmi di uso comune, come quelli per la gestione

delle pagine web

10] Che cosa si intende per switch e per router?

Lo switch è un dispositivo che opera in ambito locale e ha il compito di collegare tra loro più

dispositivi, come computer, all'interno della stessa stanza o edificio. Lo switch permette una

comunicazione diretta tra dispositivi collegati alle sue porte, senza la necessità di passare

attraverso un router. Un vantaggio degli switch è che riducono il carico sui router e migliorano

la sicurezza, poiché le comunicazioni locali non escono dal circuito dello switch, limitando

l'intercettazione dei dati. Il router, invece, è un dispositivo più complesso che collega reti

diverse e permette ai dispositivi all'interno di una rete locale di connettersi alla rete esterna,

come internet. I router svolgono il compito di commutazione, indirizzando i pacchetti di dati

verso il percorso ottimale per raggiungere la loro destinazione. Un router può gestire diverse

tipologie di collegamenti, come cavi elettrici, fibra ottica e wireless, e garantisce che i dati

viaggino tra reti diverse

11] Definire un elemento di commutazione e una linea di trasmissione

Un elemento di commutazione è un nodo della rete, spesso identificato come un router, che

ha il compito di commutare, ovvero indirizzare il tra ico di rete su una delle sue linee di

uscita. In alcuni casi, questo può significare scegliere tra centinaia di linee di uscita. Un altro

termine che si può trovare per riferirsi agli elementi di commutazione è "IMP" (Interface

Message Processor), la definizione originaria di router. Una linea di trasmissione è il

collegamento fisico, anche chiamato link o canale, che permette la trasmissione dei dati tra

nodi o dispositivi della rete. Le linee di trasmissione possono essere cavi elettrici, cavi in fibra

ottica o collegamenti wireless, e sono bidirezionali per permettere la trasmissione in

entrambe le direzioni

12] Descrivere le caratteristiche dei canali punto-punto e dei canali broadcast

Canali punto-punto: Sono canali fisici che collegano direttamente due nodi della rete. La

trasmissione avviene in modo esclusivo tra due stazioni alla volta. Questo tipo di canale

utilizza una strategia di trasmissione chiamata store and forward, nella quale i dati vengono

memorizzati in un nodo intermedio, elaborati, e successivamente inoltrati verso il nodo

successivo. Questo metodo introduce un certo ritardo, ma garantisce che i dati vengano

correttamente trasmessi lungo la rete. Canali broadcast: In questo tipo di canale,

l'informazione viene condivisa con tutti i dispositivi collegati. La trasmissione avviene in

maniera di usa, e tutti i nodi della rete possono ricevere i dati trasmessi, anche se non ne

sono i destinatari. Tuttavia, questo approccio presenta problematiche legate alla collisione

dei dati, ossia la possibilità che due stazioni trasmettano contemporaneamente, causando la

perdita di informazioni. Per evitare le collisioni, è necessario che le stazioni alternino le loro

trasmissioni

13] Definire la tecnica di trasmissione store-and-forward

La tecnica di trasmissione *store-and-forward* è un metodo utilizzato nelle reti di

telecomunicazioni per trasferire dati da un nodo a un altro in modo sequenziale e

temporaneo. In questo approccio, un nodo ricevente memorizza un intero pacchetto di dati in

un bu er, lo analizza per verificare eventuali errori o corruzioni, e solo successivamente lo

inoltra al nodo successivo.

Funzionamento della tecnica store-and-forward

 Ricezione del pacchetto: il pacchetto di dati viene ricevuto e completamente immagazzinato

in un nodo intermedio.

 Verifica di integrità: il nodo verifica l'integrità del pacchetto attraverso un controllo di errori,

come il checksum.

 Inoltro del pacchetto: se il pacchetto è integro, viene inoltrato al nodo successivo. Se invece

presenta errori, può essere scartato o richiesto un reinvio.

14] Definire la struttura di una rete a stella

Le reti a stella ha un numero di canali uguale al numero di nodi meno uno(c=n-1). In questo

tipo di rete la fault tollerance, cioè la capacità di sopperire automaticamente a una situazione

di errore, è inesistente: nel caso in cui il canale si guasti, la funzionalità della rete viene

compromessa. Al centro della stella si trova il dispositivo concentratore hub o switch.

15] Definire la struttura di una rete ad albero

Le reti ad albero hanno tra due nodi qualsiasi un unico percorso fisico, quindi se è un canale

si satura o si guasta la rete non è più in grado di funzionare. I vantaggi della tipologia ad albero

derivano dalla semplicità della commutazione, perché l'esistenza di un unico cammino tra

due nodi rende molto semplici le procedure per la costruzione di un collegamento tra due

utenti. Il ridotto numero di canali implica anche bassi costi.

16] Definire la struttura di una rete a bus

Nella rete a bus i computer sono connessi ha un unico canale comune, condiviso da tutte le

comunicazioni. I messaggi, organizzati in pacchetti, vengono inviati sul canale e tutti i nodi

possono valutarli, ma solo il nodo che riconosce di essere il destinatario acquisisce il

messaggio. Ovviamente solo un nodo alla volta può trasmettere sul canale.

17] Definire la struttura di una rete ad anello (token ring)

Nella topologia ad anello ogni nodo è collegato con altri nodi in modo da formare una

struttura circolare. Ogni informazione da trasferire deve percorrere l'anello fino al

destinatario: ad esempio, se consideriamo il messaggio di risposta per la conferma, ogni

scambio di informazioni coinvolge tutti i nodi della rete, che devono cooperare alla

comunicazione anche se non sono direttamente interessati al messaggio. Il guasto di un

nodo, quindi, causa la caduta dell'intera rete.

18] Descrivere le caratteristiche della trasmissione multicast

La trasmissione multicast è una tecnica di comunicazione di rete che consente a un singolo

mittente di inviare dati a un gruppo selezionato di destinatari contemporaneamente. A

di erenza della trasmissione unicast, che prevede l’invio di dati da un mittente a un singolo

destinatario, il multicast ottimizza l'uso della larghezza di banda, inviando una sola copia dei

dati attraverso la rete fino a raggiungere solo i dispositivi interessati. I router di rete che

supportano il multicast replicano i dati solo quando necessario, garantendo una distribuzione

e iciente ai vari nodi del gruppo. Il multicast è particolarmente utile per applicazioni che

richiedono la distribuzione simultanea di dati a più utenti, come streaming video live,

trasmissioni audio, videoconferenze e aggiornamenti di sistema.

19] Descrivere le principali tipologie di rete

Le principali tipologie di rete sono:

 Reti a maglia sono caratterizzate dal fatto che ogni nodo è collegato con tutti gli altri; ciò

significa che esistono tutte le possibili connessioni tra i vari nodi della rete. O re un vantaggio

in quanto in questo caso non esistono problemi di comunicazione in quanto l'individuazione

del canale che collega due interlocutori qualsiasi si risolve andando a scegliere il proprio

“cavo” che collega direttamente due utenti. Presenta anche un enorme svantaggio perché

questa tipologia è estremamente costosa ed è impensabile utilizzarla in reti medio-grandi

 Reti a stella vedi domanda 14

 Reti ad albero vedi domanda 15

 Reti a BUS vedi domanda 16

 Reti ad anello vedi domanda 17

20] Descrivere le principali classificazione delle reti

Una rete può essere classificata in base alla tecnologia trasmissiva ovvero se è una rete

broadcast o una rete punto a punto oppure per scala dimensionale:

 PAN (personal area network) si tratta di un insieme di dispositivi che si collegano tra loro a

portata ridotta tipicamente addosso a una persona, all'interno di un'auto o sulla stessa

scrivania.

 LAN (local area network) Si tratta di un insieme di computer collegati tra loro e ubicati

fisicamente nello stesso luogo, per esempio all'interno di un'azienda, di un'abitazione o

semplicemente di un edificio. Per convenzione copre al massimo 1 km.

 MAN (Metropolitan area network) in questo caso i computer si trovano all'interno di un'area

urbana di grandi dimensioni o in comuni limitrofi. Tra i vari esempi, si può considerare quello

riguardante più computer interconnessi tra loro da un server centrale dislocati su un territorio

comunale come ad esempio la rete universitaria.

 WAN (Wide area network) in questo caso l'area geografica può comprendere diverse città fino

ad interessare l'intero territorio nazionale o gli Stati confinanti.

 GAN (Global area network) come si può intuire dall'acronimo si tratta della rete che collegano

computer dislocati in tutti i continenti. L'esempio più iconico e Internet.

21] Descrivere le principali caratteristiche di una Personal Area Network (PAN)

Le reti PAN sono composte da collegamenti a portata ridotta, tipicamente limitata ad oggetti

indossati da una persona o a quelli presenti in un'automobile o una scrivania. Bluetooth è