Corso di Informatica e Rappresentazione Digitale, Università San Raffaele Roma

Università San Raffaele Roma

Noemi Scarpato

CORSO DI INFORMATICA E RAPPRESENTAZIONE DIGITALE Noemi Scarpato Università Telematica San Raffaele Roma

Infrastrutture

1 di 21Università San Raffaele Roma Noemi Scarpato

Cosa Vedremo Nelle Lezioni

1. Fondamenti Dell'Informatica
2. Architetture e Sistemi Operativi
3. Introduzione alle Reti di Calcolatori - INTERNET, IL World Wide Web e i loro servizi.
4. Elaborazione di documenti elettronici
5. Fondamenti di elaborazione multimediale
6. Creazione di Pagine Web.

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Introduzione alle Reti di Calcolatori

• Introduzione alle reti di calcolatori; Infrastrutture di Rete;
• Protocolli di comunicazione;
• Indirizzamento in rete;
• Struttura di Internet;
• Servizi di Internet: posta elettronica, file transfer e data streaming; . Il World Wide Web;
• Introduzione all'uso dei motori di ricerca.
• Profili Giuridici

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Infrastrutture di rete

(a) (b) (d) Infrastrutture 4 di 21Noemi Scarpato Università San Raffaele Roma

Connessione o collegamento di rete

Un collegamento o connessione fisica di rete è fornita da un mezzo di trasmissione (ad esempio un cavo, una fibra ottica oppure lo spazio per la propagazione di onde radio) che sia condiviso tra due o più dispositivi ad esso collegati, e che permetta il trasferimento di segnali, e quindi informazione, tra i dispositivi stessi. Infrastrutture 5 di 21Università San Raffaele Roma Noemi Scarpato

Infrastruttura di rete

Un'infrastruttura di rete rappresenta l'insieme dei collegamenti o connessioni fisiche esistenti tra tutti i dispositivi di una rete. La comunicazione tra una coppia qualsiasi di calcolatori in rete, detti nodi (oppure host) della rete, è possibile se esiste un collegamento diretto tra i nodi, oppure se esiste una sequenza di collegamenti, detta cammino, che permetta la comunicazione dei segnali passando per eventuali nodi e collegamenti intermedi. Sono possibili diverse classi di strutture di connessione della rete: Le connessioni di rete punto a punto, come nell'esempio (a), sono connessioni che possono essere instaurate tra una coppia di calcolatori, senza coinvolgerne altri. Esse rappresentano il caso più semplice di infrastruttura di rete, e sono semplici da gestire. Infrastrutture 6 di 21Noemi Scarpato Università San Raffaele Roma

Connessioni di rete multiple

Le connessioni di rete multiple permettono di connettere contemporaneamente un dispositivo a molti altri dispositivi: Nell'esempio (b) viene mostrata una infrastruttura di rete nella quale ogni nodo è connesso attraverso un linea dedicata ad ogni altro nodo. Questa infrastruttura di rete viene detta completamente connessa, ed è molto ridondante: infatti esistono molti cammini, oltre al collegamento diretto, per connettere ogni coppia di nodi passando per nodi intermedi. Una simile infrastruttura di rete si può ritenere a volte troppo complessa e costosa. Ad esempio, sarebbe impensabile disporre di una connessione dedicata (cioè un filo diretto) da ogni calcolatore ad ogni altro calcolatore sulle reti mondiali. Infrastrutture 7 di 21Noemi Scarpato Università San Raffaele Roma

Fattore di rischio nelle infrastrutture di rete

Nell'esempio c, malgrado il ridotto numero di collegamenti rispetto al caso b, è comunque possibile per ogni dispositivo trasferire segnali, cioè comunicare, verso ogni altro dispositivo. In altre parole esiste un cammino, attraverso le connessioni disponibili, per trasferire informazione tra ogni coppia di dispositivi della rete. Nella rete (c) esiste però un fattore di rischio: in seguito a un guasto di una connessione, potrebbe risultare un insieme di componenti separato da tutti gli altri, detto "partizione" della rete (esempio d). Le partizioni della rete limitano il grado di comunicazione possibile, e possono essere dovute a cause fisiche (guasti fisici della connessione) oppure a cause che dipendono da cattive applicazioni delle regole di utilizzo (ovvero dei protocolli, che vedremo in seguito). Infrastrutture 8 di 21Università San Raffaele Roma Noemi Scarpato

Topologia di rete

(a) (b) (c) (d Infrastrutture 9 di 21Università San Raffaele Roma

Schemi di connessione dei dispositivi

Noemi Scarpato Le infrastrutture di rete possono assumere vari schemi di connessione dei dispositivi (topologia di rete) esempi di topologie: - (a) Anello (ring) - (b) Stella (star) - (c) Bus - (d) Albero (tree) In generale le reti più piccole (reti locali LAN e PAN) rispettano le topologie citate Reti più grandi e complesse possono assumere topologie ibride, dette a maglia - reti con connessioni multiple riducono il rischio di partizioni della rete Infrastrutture 10 di 21Università San Raffaele Roma Noemi Scarpato

Il mezzo fisico di trasmissione

SEGNALE ELETTRICO (CAVO CONDUTTORE) SEGNALE OTTICO (FIBRA OTTICA) SEGNALE (ONDE) RADIO PROPAGATE NELLO SPAZIO ENTRO RAGGIO d d ? OK Infrastrutture 11 di 21Università San Raffaele Roma Noemi Scarpato

Tipi di mezzo di trasmissione

Il mezzo di trasmissione usato per la connessione fisica dei calcolatori nelle reti, e il relativo segnale usato per le trasmissioni, può essere di tre tipi: cavi,fibre ottiche o senza fili. Cavetti o fili metallici: trasmettono segnali elettrici (corrente e variazione di tensione) - ad esempio: doppino intrecciato, cavo coassiale - metodo più usato, affidabile, buon rapporto costo/prestazioni (fino a 1-2 Gbit/sec) Infrastrutture 12 di 21Università San Raffaele Roma Noemi Scarpato

Fibre ottiche e senza fili

Fibre ottiche: trasmissione segnali luminosi vincolati entro fibre di vetro,offrono le migliori prestazioni di capacità della rete( varie migliaia di Gbit/sec ) l'infrastruttura di rete e il collegamento (giunzione) della fibra è però costoso. Senza fili (wireless): radiazione elettromagnetica nello spazio (anche nel vuoto) attraverso onde radio (frequenze radio), raggi infrarossi (frequenze luce infrarossa). Permettono mobilità dei calcolatori, e riducono le infrastrutture di rete fisse . Il collegamento non sempre è affidabile, la capacità va da 1 a circa 54 Mbit/sec ,la distanza è però limitata. Infrastrutture 13 di 21Università San Raffaele Roma Noemi Scarpato

La scheda di rete

scheda di rete interfaccia del calcolatore mezzo di trasmissione .... 01001111 0100011101000 .... connettore di rete DECODIFICA CODIFICA indirizzo MAC DATI DA TRASMETTERE IN RETE DATI RICEVUTI DALLA RETE SEGNALI TRASMESSI IN RETE SEGNALI RICEVUTI DALLA RETE Infrastrutture 14 di 21Università San Raffaele Roma Noemi Scarpato

Componenti e funzioni della scheda di rete

Dispositivo o scheda di rete (hardware) - È un componente dell'architettura del calcolatore dotato di: · un interfaccia di collegamento al calcolatore · un connettore di rete - trasmette e riceve i dati, opportunamente codificati e decodificati: · dal calcolatore al mezzo di trasmissione: trasmissione · dal mezzo di trasmissione al calcolatore: ricezione Infrastrutture 15 di 21Noemi Scarpato Università San Raffaele Roma

Dipendenza e identificazione della scheda di rete

- Dipende dal mezzo di trasmissione e dalla tecnologia di trasmissione usata: · per mezzi fisici cablati · per mezzi ottici, senza fili (wireless) - Prende il nome dai protocolli o dallo Standard utilizzato per la trasmissione - Ha un codice identificativo unico: indirizzo di livello MAC (medium access control) Infrastrutture 16 di 21T Università San Raffaele Roma Noemi Scarpato

Canali di comunicazione del segnale

Occorre fare una distinzione tra collegamento o mezzo fisico di trasmissione e il concetto logico di canale di comunicazione. Un collegamento fisico o un mezzo fisico di trasmissione è un sistema fisico di supporto per il trasporto di segnali su un mezzo fisico è possibile realizzare uno o più canali di comunicazione: - Canale di comunicazione: è una definizione logica, oltre che fisica - Ogni canale di comunicazione è una visione astratta del mezzo di trasmissione - Ogni canale logico può sostenere una comunicazione indipendente Infrastrutture 17 di 21Università San Raffaele Roma Noemi Scarpato

Reti a commutazione di circuito

CIRCUITO (CANALE) RISERVATO A B C D CANALI BROADCAST Infrastrutture 18 di 21Università San Raffaele Roma Noemi Scarpato

Modalità di trasferimento dell'informazione

Una serie di canali in cascata può realizzare un servizio di trasferimento dell'informazione tra due dispositivi anche molto distanti, secondo due modalità principali: commutazione di circuito (o circuito riservato) e commutazione di pacchetto. · Commutazione di circuito: ad esempio, linea telefonica - Viene riservato un circuito di canali di comunicazione punto a punto su ogni connessione lungo tutto il cammino dal mittente al destinatario - Il circuito riservato ha un ritardo di comunicazione basso - Si paga il tempo di connessione, anche se non si scambiano dati sul canale - Basso utilizzo delle risorse di rete (canale sprecato quando non si trasmette) Infrastrutture 19 di 21Università San Raffaele Roma Noemi Scarpato

Reti a commutazione di pacchetto

PACCHETTI SU CANALI PUNTO A PUNTO V V V V > R R R R R G G G G G PACCHETTI SU CANALE BROADCAST CONDIVISO RVG VRGRVG mittente? destinatario? Infrastrutture 20 di 21Università San Raffaele Roma Noemi Scarpato

Caratteristiche delle reti a commutazione di pacchetto

Reti a commutazione di pacchetto: alternativa alla commutazione di circuito. Sono molto usate in reti basate su canali ad accesso multiplo (broadcast) e su Internet. I dati vengono suddivisi in pacchetti indipendenti. Ogni pacchetto viene spedito separatamente sul canale disponibile In particolare, su canali ad accesso multiplo (broadcast): - ogni pacchetto deve contenere indirizzo del destinatario (e mittente) - Si ha condivisione del canale tra diversi flussi di pacchetti - Richiede minore numero di risorse di rete (canali e connessioni), ma meglio utilizzate - Maggiore ritardo della rete di comunicazione - Si paga per quantità di dati trasmessi (e non per il tempo necessario) Infrastrutture 21 di 21