Le Reti Informatiche: telematica, LAN, MAN e WAN

Telematica e Reti Informatiche

Prof. Angelo Rizzo
I.I.S. «Sanmicheli»
VeronaTelematica

L'evoluzione della tecnologia nelle telecomunicazioni e la necessità
di una condivisione delle informazioni come:
invio di documenti in formato elettronico (fax e/o posta elettronica),
uso massiccio di carte di credito e bancomat,
trasmissione audio e/o video (video conferenze) anche via satellite
Internet ed altro ancora,
ha sviluppato il settore applicativo dell'informatica denominato
"TELEMATICA"
termine con il quale si vuole evidenziare
l'integrazione tra i due tipi di tecnologia:
Informatica e Comunicazioni.
Una branca della telematica che sta assumendo un'importanza
sempre più rilevante è costituita, senz'altro, dalla interconnessione
di computer sia a livello aziendali che a livello mondiale
(Internet).

Reti Informatiche: Definizione e Funzioni

Per consentire, nei moderni sistemi di elaborazione, che tutti gli utenti
possano collegarsi in remoto mediante le loro postazioni informatiche si sono
sviluppate architetture e tecnologie basate su strutture hardware e software
specifiche dette reti di comunicazione.
Le reti (NETWORK) sono un insieme di sistemi per l'elaborazione di
informazioni che consentono la comunicazione di informazioni e la
condivisione di risorse e servizi.

Vantaggi delle Reti

• Condividere Software e Applicazioni
• Consultare archivi comuni (ad es. dischi di notevoli dimensioni)
• Utilizzo di risorse hardware condivise (es. stampanti)
• Comunicare dati

La rete può essere definita come un insieme di nodi dislocati in posti differenti e
collegati tra loro mediante mezzi trasmissivi. Il nodo di una rete può essere un
semplice PC (postazione di lavoro) una stampante condivisa o un computer che può
avere il ruolo di server di rete.

Tipi di Reti

LAN (Local Area Network)

E' limitata ad un singolo
edificio, o + edifici vicini, e
disposta in modo che i cavi
non attraversino il suolo
pubblico.

MAN (Metropolitan Area Network)

Collegamenti all'interno di una
provincia.

WAN (Wide Area Network)

Computers
collegati
a
grandi
distanze,
anche
mondiale

Reti LAN: Caratteristiche e Utilizzo

RETI LAN sono solitamente
le reti aziendali, scolastiche, universitarie, ...
Nelle reti LAN i computer (o nodi) sono connessi mediante schede di rete e
appositi cavi senza ausilio di rete telefonica.

Vantaggi delle Reti LAN

• Work collaboratively
  on projects.
• Set up your work
  environment without
  the need for cables.
• Access presentations
  from your network.
• Connect your
  wireless users to
  your network data.

WLAN (Wireless LAN)

Tra le reti LAN vi sono le WLAN (Wireless
LAN o 'rete locale senza fili') impiegate
dove risulta difficoltoso l'uso di cavi.
Vista la diminuzione dei costi trova impiego
nell' uso domestico per la connessione a
Internet in famiglia e in aziende o scuole.

Reti MAN: Caratteristiche e Servizi

Le reti MAN hanno caratteristiche simili alle LAN ma su area più vasta,
tipicamente una grande città o una provincia. Possono essere reti private o
pubbliche e fornire servizi di vario tipo in ambito urbano ( telefonia, TV via cavo,
interconnessione di computer).
Una tipica MAN è Guglielmo (la rete civica di Verona nata nel 2009).

Reti WAN: Estensione e Connessioni

La rete WAN è costituita da un numero elevatissimo di nodi connessi tra loro su
un territorio molto vasto come una nazione o addirittura diverse nazioni.
Sono anche dette reti geografiche. Le connessioni avvengono sia utilizzando la
rete telefonica sia linee dedicate.

Classificazione delle Reti per Area Coperta

Area coperta	Distanza	Tipo di rete
Stanza	10 metri	LAN
Edificio	100 metri	LAN
Campus	1 kilometro	LAN
Città	10 kilometri	MAN
Area metropolitana	100 kilometri	MAN
Stato o Nazione	1.000 kilometri	WAN
Continente	5.000 kilometri	WAN
Pianeta	10.000 kilometri	WAN

Mezzi Trasmissivi

I mezzi trasmissivi possono essere:

Mezzi Trasmissivi Guidati

1. guidati, quando il canale di comunicazione è di tipo fisico.
Tipici cavi distinti a seconda dei costi, della velocità richiesta e della
distanza da coprire, possono essere:

• doppino telefonico: formato da fili di rame intrecciati
  (collegamento più diffuso).
• cavo coassiale: composto da un nucleo di rame ricoperto
  da isolante e da una calza metallica.
  alta velocità di trasmissione (Mb/s).
• fibra ottica: composto da un nucleo di materiale trasparente
  in cui la trasmissione avviene mediante impulsi luminosi.
  + alta velocità di trasmissione (Gb/s) e riduzione di errori.

Mezzi Trasmissivi Non Guidati

2. Non guidati, quando il segnale viene irradiato nello spazio
mediante onde radio, cellulare oppure via satellite.
wireless
network cand

Hardware di Rete

Per poter collegare più computer tra loro, serve anzitutto una
scheda di rete che viene installata all'interno del computer.
Tale scheda funziona da vero e proprio ricetrasmettitore:
- in trasmissione trasforma le sequenze binarie di zeri ed
uno, in segnali elettrici che vengono inviati lungo la rete;
- in ricezione trasforma i segnali elettrici della rete in
sequenze binarie intelligibili per il computer.
Oltre alla scheda di rete, è poi presente il cavo di
connessione.
La scheda di rete ed il cavo di connessione costituiscono
l'hardware di rete.

Reti e Telefonia

La rete telefonica, nata per la comunicazione verbale è utilizzata per la
trasmissione dei dati su vaste aree, ed è di tipo analogico.

Modello della Comunicazione via MODEM

Il segnale analogico varia
con continuità nel tempo
l'informazione
trasmessa
è
proporzionale all'ampiezza del
segnale.

BPS: numero di
bit al secondo

BAUD: quantità di
informazioni digitali
trasmesse nell'unità
di tempo.

Il
segnale
digitale
elaborato dal PC è costituito
da una serie di numeri
(0/1)
che
costituiscono
l'informazione trasmessa.
Modem (MOdulatore Demodulatore) è un'apparecchiatura elettronica che consente di
interfacciare i computer che comunicano con segnali digitali con la rete telefonica analogica.

PSTN (Public Switched Telephone Network)

La rete PSTN ovvero Rete telefonica pubblica commutata,
non è altro che la normale rete telefonica di casa che utilizza
il doppino telefonico come mezzo trasmissivo: basta collegare
un modem al computer e alla presa telefonica per essere in
linea.
Presenta il limite di essere alquanto lenta nella trasmissione di dati per il
computer cioè digitali. Infatti i dati sono inviati in formato analogico, cioè
sotto forma di segnali elettronici di frequenza e di estensione variabile.
Se la linea telefonica è quella PSTN, cioè quella normale, occorre un modem
analogico, nel quale il segnale del computer deve essere prima trasformato in
analogico e in pacchetti di informazioni. La velocità di trasmissione utilizzando
le comuni linee telefoniche analogiche è di poche decine di Kbps.
La linea telefonica è a commutazione di circuito in quanto il collegamento fisico
si crea solo alla richiesta di comunicazione mediante composizione del numero
telefonico.

ISDN (Integrated System of Digital Network)

La rete ISDN consente la trasmissione di dati in forma digitale: il segnale
non viene modulato secondo una determinata onda, ma codificato e inviato
lungo la linea come una lunga sequenza di 0/1, quindi in digitale.
In una linea ISDN occorre un modem digitale, il quale trasforma il segnale in
pacchetti di informazioni che viaggiano in modo digitale sulla linea.
Questa rete è caratterizzata da una elevata velocità di
trasmissione, pari a 128Kbps

ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line)

E' una tecnologia che consente la trasmissione dati ad alta velocità utilizzando le
normali linee telefoniche e il doppino telefonico.
E' detto servizio a BANDA LARGA.

Vantaggi ADSL

• usa la rete telefonica tradizionale e riserva un canale separato al servizio
  vocale
  linea telefonica sempre libera
• consente una connessione "always up"
  (l'utente è permanentemente connesso a Internet,
  senza la dover riavviare di volta in volta la connessi
• consente un'alta velocità di connessione;
• livella i costi, o meglio elimina il concetto
  di costo "a tempo", in quanto la tariffa sarà
  fissa (flat) entro ampi limiti di utilizzo.

Catalogazione delle Reti

Le reti possono essere catalogate in base alle seguenti caratteristiche:

• Topologia:
  - È la disposizione geometrica del sistema informatico (lineare, a stella, ad anello)
  e definisce i percorsi per il trasporto dei dati.
• Estensione:
  - LAN, MAN, WAN
• Architettura:
  - Le reti possono essere classificate a seconda se impiegano un'architettura:
  peer-to-peer (point-to-point)
  client-server
• Protocollo
  L'insieme di regole standard di comunicazione che
  definiscono come i differenti computer, disposti sulla rete comunicano tra
  di essi ( es. il TCP/IP - Transmission Control Protocol/Internet Protocol).

Topologia delle Reti

La topologia a stella è tipica delle reti geografiche o
delle reti locali di grandi sistemi di elaborazione, ai
quali sono connesse estese reti di terminali; i singoli
nodi possono essere o singole stazioni di lavoro o
concentratori di più terminali, o server di reti locali.
La topologia lineare è tipica delle reti locali di
personal computer; il suo limite può essere la
contesa di traffico sulla linea portante,
problema che viene superato grazie alle
elevate velocità di trasmissione.
Anche la topologia ad anello è tipica delle reti
locali di personal computer; supporta un traffico
più elevato della precedente, ma normalmente
presuppone un ruolo attivo dei nodi, che cooperano
nella trasmissione e che possono costituire un
problema al verificarsi di guasti.

Architettura delle Reti

Le reti di calcolatori possono avere diverse architetture:

Architettura Client-server

un server che fornisce
applicativi e utilità di sistema

Architettura Peer-to-peer

ogni computer può condividere
con gli altri cartelle,
programmi e hardware.

Nodi in una Rete: Server e Client

In una rete si distinguono due tipi di nodi:
Il nodo SERVER (o host)
È un computer sul quale è installato il
software per la condivisione delle
risorse disponibili con
gli altri
computer detti client
Il nodo CLIENT
È un computer utente che
funge da postazione di lavoro
e utilizza le risorse messe a
disposizione dal server
per le reti di piccole dimensioni, ciascun utente può svolgere anche
contemporaneamente la funzione di server e di client mettendo a disposizione
di altri "risorse" e/o utilizzando risorse messe a disposizione da altri, senza
necessariamente predefinire i ruoli di server e di client.
In caso di architetture più complesse la funzione di server è generalmente
assunta da un PC particolarmente potente nel quale vengono memorizzati
archivi, programmi, ecc. condivisi dagli utenti della rete; in questo caso si parla
di server dedicato.