RETI GEOGRAFICHE E RETI LOCALI

informatica

INTRODUZIONE

Il periodo storico che stiamo vivendo viene spesso indicato come " l ' era dell'informatica ''. La produttività e la redditività di organizzazioni e di singoli individui dipendono sia dagli strumenti per un ' elaborazione efficace e veloce delle informazioni , cioè dai computer, sia dagli strumenti per la comunicazione di queste informazioni ,cioè dalla rete comunicativa. L ' utilizzo contemporaneo della tecnologia dei computer e della tecnologia delle telecomunicazioni ha permesso la nascita delle reti informatiche, usate non solo all'interno di singole organizzazioni, ma anche tra consorzi di organizzazioni. Le transazioni giornaliere nei supermercati , nei grandi magazzini , nelle banche ,nelle agenzie di viaggio, nelle società di servizi e in innumerevoli altri tipi di organizzazione dipendono dal corretto funzionamento delle reti di computer.

Ma cos'è una rete di computer ?

E' un insieme di computer collegati tra loro.

I computer possono essere i più vari ,di marche diverse tra di loro e con diverse capacità elaborative, dal personal al mainframe ,cui si collegano le stazioni d'utente, dette terminali 222f54c .

 

Topologia ad anello

In una topologia ad anello ,ogni nodo è fisicamente connesso con altri 2 in modo da costruire una struttura circolare. L'anello può essere bidirezionale o unidirezionale.

Per quanto riguarda un anello unidirezionale, i costi iniziali restano bassi ,i costi di comunicazione subiscono un notevole incremento e la sicurezza dei dati resta inalterata. In questo caso, il messaggio viaggia dalla sorgente verso il nodo destinatario seguendo l'anello: non esiste un nodo prevalente sugli altri , per cui non si crea un concentramento del lavoro in un unico nodo . La rete unidirezionale risulta molto sensibile ai guasti, se si verifica un'interruzione lungo un canale il nodo in questione resta isolato e gli altri nodi non potranno effettuare alcune connessioni ad altri nodi.

I nodi di una rete a stella bidirezionale hanno la possibilità di scegliere il percorso da far eseguire al proprio messaggio per raggiunge il nodo desiderato: la scelta è quindi limitata a due sole possibilità e avviene principalmente in base al numero dei nodi che vanno attraversati.

Topologia ad anello.

Topologia ad albero o gerarchica

Una rete a topologia gerarchica è rappresentata da una struttura ramificata dei nodi che la compongono: ogni nodo (esclusa la radice) è figlio di un nodo padre, avrà eventualmente dei nodi fratelli e dei nodi figli . Molto veloci e diretti sono i collegamenti locali (tra nodi figli e padri), mentre restano lenti e laboriosi i collegamenti su lunghe distanze ,con un affollamento delle richieste tanto maggiore quanto più ci si avvicina al nodo radice della gerarchia.

Il pregio maggiore è la relativa semplicità della gestione. Una tale topologia presenta alcuni inconvenienti: il sistema principale, se sovraccarico di lavoro, può diventare un collo di bottiglia per l'intera rete e provocare il rallentamento dei servizi per tutti gli utenti.

TOPOLOGIA A BUS O DORSALE

Questa struttura è molto semplice, utilizza un unico tratto di cavo (mezzo trasmissivo) al quale sono collegate le stazioni rete. Tutte le stazioni condividono questo cavo e i dati trasmessi da una qualsiasi di esse vengono ricevuti da tutte le stazioni collegate a tale cavo . Le estremità del segmento di cavo sono terminate da dei punti di terminazione. Data la semplicità di tale topologia ,il costo dell'implementazione è generalmente contenuto. Il cavo unico può tuttavia comportare un problema di notevole entità, in quanto nel caso in cui si guasti, nessuna delle stazioni potrà trasmettere.

Topologia a bus.

Topologia a maglia

In questa architettura ogni nodo della rete è connesso direttamente a tutti gli altri. I costi dei collegamenti non sono minimi e la gestione della struttura è abbastanza complessa, infatti il numero delle connessioni aumenta in modo quadratico rispetto ai nodi. Il vantaggio fondamentale riguarda la velocità della comunicazione tra i nodi poiché ogni messaggio riesce a trovare il proprio destinatario attraversando una sola linea, senza dover decidere il percorso da seguire. Molto alta è anche la resistenza ai guasti in quanto un'interruzione lungo una linea non causerà mai un isolamento del nodo ma, al massimo un rallentamento del traffico poiché i suoi messaggi dovranno seguire dei percorsi alternativi. Un sistema di questo genere offre delle prestazioni molto elevate, ma anche dei costi notevolissimi: per questo una rete a maglia viene realizzata solo in alcuni casi.

Topologie magliate.

Mezzi trasmissivi

Le tecniche di trasmissione dati sono state sviluppate per consentire il trasferimento di informazioni,sotto forma codificata, tra terminali periferici ed elaboratori o tra elaboratori posti a notevole distanza tra loro. I tipi di canali disponibili per realizzare le connessioni tra loro possono essere assai numerosi e molto diversi tra loro per natura fisica e costo.

Doppino

Il doppino è costituito da una coppia di fili di rame isolati e intrecciati dello spessore di circa 1 mm ed è utilizzato nella rete telefonica. E' usato sia per trasmissioni analogiche sia digitali con una larghezza di banda che dipende dalla sezione del filo e dalla distanza da attraversare. Nel caso di trasmissioni a lunghe distanze possono essere usati dei ripetitori in grado di rigenerare le caratteristiche del messaggio originale.

Cavo coassiale

Il cavo coassiale è composto da un nucleo di rame, circondato da materiale isolante; un'ulteriore protezione è fornita da un involucro più esterno, costituito generalmente da un conduttore intrecciato e infine da un ultimo rivestimento protettivo di plastica. Questa struttura del cavo fornisce

un 'alta larghezza di banda e ottima resistenza al rumore .

Fibra ottica

I recenti sviluppi nella tecnologia ottica hanno reso possibile la trasmissione di dati mediante impulsi di luce. La presenza di un impulso di luce può servire per segnalare un bit a 1,mentre la sua assenza indicherebbe un bit a 0. Un sistema ottico di trasmissione ha tre componenti: il mezzo di trasmissione , la sorgente di luce e il rivelatore .

Il mezzo di trasmissione è una fibra ultra sottile composta di vetro oppure di silicio fuso . La sorgente luminosa invece può essere un semplice led o comunque un dispositivo in grado di generare impulsi luminosi quando viene attraversato da corrente elettrica .Il rilevatore del segnale è un fotodiodo che emette un impulso elettrico quando viene attraversato da radiazione luminosa.

Se un solo raggio viene intrappolato, poiché qualunque raggio luminoso incidente sul confine al di sopra dell'angolo critico sarà riflesso internamente ,saranno presenti molti raggi distinti che 'rimbalzano' ad angoli diversi. Una fibra ottica operante in questo modo è nota come fibra multimodale. Tuttavia, se il diametro della fibra viene ridotto ad una lunghezza d'onda della luce la fibra agirà come una guida d'onda e la luce si propagherà in linea retta ,senza rimbalzare: in questo caso , si ha, la cosiddetta fibra monomodale. Le fibre monomodali richiedono (costosi) diodi laser per il loro pilotaggio, anziché (economici) led, ma sono più efficienti e possono coprire distanze maggiori.

Satellite

I satelliti di comunicazione possono essere considerati dei grossi ripetitori galleggianti nel cielo.Ogni satellite contiene dei trasponditori che recepiscono i segnali provenienti da una porzione dello spettro e provvedono ad amplificarli e a rispedirli su un'altra frequenza.

Più semplicemente il satellite riceve il segnale ,trasmesso su una certa frequenza ,da una stazione a terra, lo trasla su una frequenza diversa e lo ritrasmette verso altre stazioni a terra. L'uso di due diverse frequenze per le trasmissioni da e verso il satellite è necessario per evitare interferenze reciproche. Il segnale ritrasmesso verso terra può essere ricevuto da ogni stazione che si trovi all'interno del cono d'azione del satellite e che sia sintonizzata sulla frequenza usata . Il segnale può trasmettere voci ,immagini ,dati o segnali tivù. Oltre alla banda trasmissiva molto ampia, il satellite presenta altre caratteristiche vantaggiose: assicura un'ampia copertura geografica e permette di raggiungere luoghi isolati e difficilmente collegabili con altri mezzi. L'ampiezza della copertura geografica presenta anche l'inconveniente che ogni stazione di terra nell'area servita dal satellite può ricevere i segnali trasmessi ,con grave rischio di intercettazioni di informazioni riservate .

I satelliti presentano degli enormi vantaggi rispetto agli altri mezzi trasmissivi in quanto il costo è indipendente dalla distanza di trasmissione e i segnali non sono soggetti alle normali barriere naturali o architettoniche.

Tecniche di multiplazione nella trasmissione via satellite

Per convogliare simultaneamente parecchie informazioni tramite satellite si possono usare le due tecniche tradizionali della frequency division multiplexing (FDM) e dalla time division multiplexing (TDM).

La prima tecnica prevede la suddivisione in canali dell'ampiezza globale della banda disponibile, con frequenze tipiche per ogni canale. In questo modo, ogni utente utilizza la rispettiva banda trasmissiva, contemporaneamente agli altri utenti, per trasmettere dati, immagini o voce.

Nella seconda tecnica invece, utile specialmente nella trasmissione dati, il tempo di funzionamento del satellite è suddiviso in periodi unitari, detti time-slot, fissi e ripetitivi. Durante un time-slot trasmette solo un utente, con tutta la banda del canale a sua disposizione, poi un altro utente utilizza il time-slot successivo e così via.   

ARCHITETTURA ISO-OSI

L'organizzazione internazionale degli standard (ISO) sentì la necessità di proporre ,verso la fine degli anni '70 , una serie di standard per le reti di calcolatori e avviò così il progetto OSI (Open System Interconnection ) ossia un modello di riferimento per interconnesione di sistemi aperti.

Gli scopi principali di questo modello sono:

fornire una base comune su cui sviluppare standard per l'interconnesione di sistemi informatici;

fornire un modello rispetto a cui confrontare le architetture di rete .

Il modello OSI è diviso in sette livelli come nella figura sotto riportata:

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