Introduzione
La possibilità di accedere ad un calcolatore tramite terminali remoti risale agli anni ‘60. Nacquero i sistemi distribuiti, in cui la potenza di calcolo e, più in generale, le funzioni e i servizi che un elaboratore può offrire non sono accentrate su un unico calcolatore, ma appunto distribuite su più sistemi di elaborazione collocati in luoghi diversi e comunicanti fra loro. Sono state così realizzate delle vere e proprie reti di calcolatori in cui è possibile accedere alle risorse di uno o dell'altro a seconda della necessità.In una rete possiamo individuare: i calcolatori ospiti, la rete di trasmissione dati che li collega costituita da nodi e collegamenti e i terminali.
i calcolatori ospiti (host computers) sono capaci di fornire i servizi di rete agli utenti ad essi collegati tramite terminale;
i nodi di comunicazione (router computers) sono elaboratori il cui compito è stabilire o disattivare la comunicazione fra hosts; smistano i messaggi instradandoli verso la destinazione;
i collegamenti (links) costituiscono il mezzo trasmissivo: cavi coassiali, linee telefoniche, ecc.;
i terminali sono i dispositivi che costituiscono l'interfaccia fra gli utenti e i calcolatori ospiti.
Più terminali possono essere collegati ad un host tramite un concentratore. In questo caso ogni terminale è collegato al concentratore con una linea a bassa velocità, questo trasmette le informazioni al calcolatore ospite tramite una unica linea ad alta velocità; in questo modo si riducono i costi di trasmissione.
Topologia di una rete
| Topologia a maglia | |
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In una rete con topologia a maglia, ciascun sito è connesso con almeno un altro sito della rete. E' frequentemente usata per le reti a commutazione di pacchetto. |
| Topologia a stella | |
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In una topologia a stella si ha un sito centrale connesso con tutti gli altri siti del sistema. Questi altri siti non possono comunicare direttamente tra di loro, ma solo passando attraverso il sito centrale. Tutte le attività nella rete sono controllate dal sito centrale e il controllo centralizzato porta ad eliminare molti problemi di comunicazione, ma può anche diventare un collo di bottiglia, se esso ha un malfunzionamento l'intera rete non funziona. |
| Topologia ad anello | |
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Nella topologia ad anello,
ogni sito della rete è connesso esattamente a due altri siti.
L'anello può essere unidirezionale o bidirezionale. La comunicazione
non è controllata da un sito centrale e possono presentarsi problemi
di sicurezza in quanto tutti i calcolatori sull'anello hanno la possibilità
di accedere al messaggio. E' usato tipicamente nelle reti locali (LAN). |
| Topologia gerarchica | |
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In questo caso i siti sono organizzati in un albero. In questa architettura, un padre ed un figlio possono comunicare direttamente. Due fratelli comunicano attraverso il sito padre di entrambi, due siti qualsiasi comunicano attraverso un meccanismo analogo.Questo tipo di topologia è spesso utilizzata per realizzare reti internamente ad aziende che si estendono su un territorio nazionale; i singoli uffici possono essere collegati ad un ufficio principale locale, questi ultimi ad un ufficio regionale e gli uffici regionali alla sede centrale. |
| Bus con accesso multiplo | |
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Questa architettura prevede un singolo canale di comunicazione spartito, il bus appunto, a cui sono collegati direttamente tutti i siti. Si noti che il non funzionamento di un sito non ha nessuna influenza sulle comunicazioni fra i rimanenti, mentre il non funzionamento del bus determina il blocco dell'intera rete. E' usato tipicamente nelle reti locali (LAN). |
| Bus con accesso master/slave | |
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Questa architettura prevede un singolo canale di comunicazione spartito, il bus appunto, a cui sono collegati direttamente tutti i siti. La gestione del bus è affidata ad una stazione particolare, detta Master, che arbitra l'accesso alle altre stazioni, dette Slave. |
| Topologia completamente connessa | |
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In questo caso ogni sito della rete è collegato direttamente con tutti gli altri. Il costo della rete è molto alto, ma la comunicazione risulta molto veloce e l'architettura è molto affidabile poiché il non funzionamento di un sito o di un collegamento tra due siti non influenza la comunicazione tra gli altri siti. Usato nelle reti geografiche (WAN) sono quando si devono collegare poche stazioni. |
Reti LAN, WAN e dedicate. Canali di trasmissione
Nella trasmissione su reti locali private con un limitato raggio d'azione (LAN: Local Area Network), che mettono in comunicazione più dispositivi dislocati ad esempio in uno stesso edificio, i collegamenti devono generalmente garantire un'elevata velocità di trasmissione. I mezzi trasmissivi sono di solito cavi coassiali, doppino o fibre ottiche. La tecnica di trasmissione più comune è quella in banda base: i dati vengono trasferiti nella loro forma originale. Una delle reti in banda base più note ed affermate è attualmente la rete Ethernet.
Nel caso di collegamenti su aree estese (WAN: Wide Area Network), la soluzione più classica consiste nell'utilizzo della rete telefonica pubblica a frequenza vocale che consente, grazie alla sua diffusione capillare, di estendere la trasmissione ad un'utenza comunque distribuita.Durante il percorso il segnale raccoglie però diversi disturbi (il cavo elettrico funziona da antenna ricevitrice delle interferenze circostanti) e diventa necessario ripulirlo così da far giungere a destinazione solo la voce dell'interlocutore. Questa operazione è possibile grazie all'impiego di uno filtro passa banda, che lascia passare unicamente i segnali compresi nelle frequenze della voce umana da 300 a 3.400 Hz (cicli per secondo).
Quindi per utilizzare le usuali linee telefoniche commutate (mediante commutazione dei collegamenti fra il normale servizio di comunicazione vocale e il servizio di comunicazione dati) il segnale digitale deve però essere modulato per rientrare nella banda convenzionale compresa fra 300 e 3.400 Hz. Si dice modulazione il processo attraverso il quale un segnale viene trasferito in opportune bande di frequenza. Al suo arrivo il segnale deve essere demodulato in modo che riacquisti la sua fisionomia originaria.
La modulazione è effettuata dal modem (modulatore/demodulatore), che sovrappone i segnali digitali ad un'onda sinusoidale detta portante. La portante è generata dal modem con caratteristiche tali da adattarsi alla linea di trasmissione. I segnali digitali modificano certi parametri della portante in modo che il segnale effettivamente trasmesso rispecchi la sequenza binaria originaria.
A seconda del parametro della portante che viene modificato si ha: la modulazione di ampiezza, di frequenza o di fase.Il collegamento su rete commutata offre, però, prestazioni limitate e un elevato tasso di errore a causa della rilevante presenza di rumore e di distorsioni sul canale, fattori che hanno scarsa influenza sulle comunicazioni foniche.Per superare i limiti suddetti si sono diffuse le reti dedicate, cioè reti private destinate ad una determinata utenza, possono utilizzare le linee della rete pubblica, affittate. Garantiscono una velocità più elevata, una connessione immediata e un tasso d'errore ridotto.