Infrastruttura hardware di una rete

Infrastruttura Infrastruttura hardware di una retehardware di una rete

SommarioSommario Una rete (di computer) nella nostraUna rete (di computer) nella nostra

scuolascuola All’interno di una reteAll’interno di una rete Modello OSI / ISOModello OSI / ISO Progettiamo l’infrastruttura hardware Progettiamo l’infrastruttura hardware

della nostra retedella nostra rete Livello hardware: connettori, Livello hardware: connettori,

topologie di cablaggio e hubtopologie di cablaggio e hub

AiutareAiutare i docenti nel loro lavoro: Condivisione delle risorse Protezione delle risorse Protezione delle configurazioni Creazione e diffusione

di nuovi servizi

Una rete nella nostra scuolaUna rete nella nostra scuola

Condivisione Condivisione di datidi dati e e

informazioniinformazioni

Condivisione delle risorseCondivisione delle risorse software e hardwaresoftware e hardware

AmministrareAmministrare la la rete tramite il rete tramite il

computer servercomputer server

Siamo in grado di…


ProtezioneProtezione delle delle configurazioni dei clientconfigurazioni dei client

Le Le necessità necessità da soddisfare in una scuola da soddisfare in una scuola sono molteplici:sono molteplici:

DidatticaDidattica Compiti gestionaliCompiti gestionali ComunicazioneComunicazione Servizi al pubblicoServizi al pubblico

e…e… Vincoli di bilancioVincoli di bilancio


??

Ma se mal

progettata?

ProblemiProblemi… Hardware Software Amministrazione


All’interno di una reteAll’interno di una reteUn po’ di teoria…

Il modello OSI/ISOmodello OSI/ISO: un incubo o un aiuto?

1. Il livello hardware

2. Il livello data link

3. Il livello di rete

4. Le applicazioni e i servizi

Un percorso logicopercorso logico per il progetto della rete…

All’interno di una reteAll’interno di una rete1. Il livello hardware

2. Il livello data link o collegamento dati

3. Il livello di rete

4. Le applicazioni e i servizi

Hub

TCP/IP

Fast Ethernet 100 Mbps

Il modello Il modello OSI/ISOOSI/ISO

Il modello OSI/ISO (Open Systems Interconnection / International

Standards Organization) suggerisce un percorso logico da seguire nel progetto

di una rete77 – Applicazione – Applicazione

66 – Presentazione – Presentazione

55 – Sessione – Sessione

4 4 – Trasporto– Trasporto

33 – Rete – Rete

22 – – Collegamento datiCollegamento dati

11 – Hardware – Hardware

DATI

DATI

DATI

DATI

DATI

DATI

Trasmissione dei bitTrasmissione dei bit

PP

PP

PP

PP

PP

SS

SS

SS

SS

T T

T T

T T

RR

RRC C

1- Livello 1- Livello HardwareHardware

Definisce i protocolli per la Definisce i protocolli per la trasmissione del flusso di bit non trasmissione del flusso di bit non

elaborati su un supporto fisico (cavi elaborati su un supporto fisico (cavi di rete). E’ totalmente dedicato di rete). E’ totalmente dedicato

all’hardwareall’hardware

Problemi meccaniciProblemi meccanici Problemi elettriciProblemi elettrici Collegamento tra computerCollegamento tra computer Cablaggio di reteCablaggio di rete

Nel seguito, vedremo tutte le Nel seguito, vedremo tutte le caratteristiche del livello hardware (cavi, caratteristiche del livello hardware (cavi,

connettori e topologie di cablaggio)connettori e topologie di cablaggio)

2- Livello di 2- Livello di collegamento collegamento

datidati

Invia frame di dati dal livello rete Invia frame di dati dal livello rete al livello fisico. Controlla gli al livello fisico. Controlla gli

impulsi elettrici in ingresso e in impulsi elettrici in ingresso e in uscita sul cavo di reteuscita sul cavo di rete

Gestione indirizzi hardware delle schedeGestione indirizzi hardware delle schede

di retedi rete Gestione frameGestione frame Gestione errori a basso livelloGestione errori a basso livello Incapsulare i messaggi dei livelliIncapsulare i messaggi dei livelli

superiori nel framesuperiori nel frame

DATIID destinatarioID destinatario

ID mittenteID mittente ControlloControllo CRCCRC

Frame-Frame-pacchettopacchetto

3- Livello 3- Livello di retedi rete

E’ responsabile E’ responsabile dell’indirizzamento dei messaggi dell’indirizzamento dei messaggi

e della traduzione di nomi e e della traduzione di nomi e indirizzi logici in indirizzi fisiciindirizzi logici in indirizzi fisici

RoutingRouting Indirizzamento tra retiIndirizzamento tra reti Gestione del traffico dei pacchettiGestione del traffico dei pacchetti

Ricordati del protocollo IP che Ricordati del protocollo IP che permette la comunicazione tra permette la comunicazione tra

reti eterogenee ed è la reti eterogenee ed è la realizzazione pratica del livello di realizzazione pratica del livello di

reterete

Attento: il Attento: il protocollo TCP è protocollo TCP è in questo livelloin questo livello

4- Livello di 4- Livello di trasportotrasporto

Assicura che i pacchetti siano Assicura che i pacchetti siano recapitati correttamente, nella recapitati correttamente, nella

giusta sequenza, senza perdite e giusta sequenza, senza perdite e duplicazioniduplicazioni

Controllo errori ad alto livelloControllo errori ad alto livello Assemblaggio / disasseblaggio dei pacchetti Assemblaggio / disasseblaggio dei pacchetti Controllo della sequenza dei pacchetti ricevutiControllo della sequenza dei pacchetti ricevuti

1 432

MESSAGGIOMESSAGGIO

1

43

2

PACCHETTOPACCHETTO

1 432

MESSAGGIOMESSAGGIO

INVIO MESSAGGIODISASSEMBLAGGIO

DEL MESSAGGIO IN PACCHETTI

ASSEMBLAGGIO DEI PACCHETTI PER

RICOSTRUIRE IL MESSAGGIO ORIGINALE

5- 5- LivelloLivello di di sessionesessione

Permette a due applicazioni, in Permette a due applicazioni, in esecuzione su due computer esecuzione su due computer

diversi, di aprire e chiudere una diversi, di aprire e chiudere una connessione (sessione)connessione (sessione)

Gestione della connessione logicaGestione della connessione logica

Sincronizzazione dello scambio dei datiSincronizzazione dello scambio dei dati

Riconoscimento dei nomi e altre funzioni necessarie per Riconoscimento dei nomi e altre funzioni necessarie per la comunicazione in rete tra due applicazionila comunicazione in rete tra due applicazioni

Determina quale computer deve trasmettere, in quale Determina quale computer deve trasmettere, in quale istante e la durata della comunicazioneistante e la durata della comunicazione

Momento di dialogo Momento di dialogo strutturato tra due computerstrutturato tra due computer

WAN

6- Livello di 6- Livello di presentazionepresentazione

In questo livello sono svolte le seguenti In questo livello sono svolte le seguenti operazioni principali:operazioni principali:

Conversione di protocolli / traduzioneConversione di protocolli / traduzione Compressione fileCompressione file

Definisce il formato per lo Definisce il formato per lo scambio dei dati tra scambio dei dati tra

computercomputer

File di origineFile di origine Algoritmo diAlgoritmo di compressionecompressione File compressoFile compresso

Algoritmo diAlgoritmo di decompressionedecompressione

7- Livello di 7- Livello di applicazioneapplicazione

Posta elettronicaPosta elettronica SMTP (Simple Mail Transfer SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) Protocol)

BrowserBrowser HTTP (HyperText Transfer Protocol) HTTP (HyperText Transfer Protocol)

Trasferimento fileTrasferimento file FTP (File Transfer Protocol) FTP (File Transfer Protocol)

Es. Outlook ExpressEs. Outlook Express

Es. Microsoft NetMeetingEs. Microsoft NetMeeting

Es. Internet ExplorerEs. Internet Explorer

Si occupa dei servizi che Si occupa dei servizi che supportano le applicazioni supportano le applicazioni

dell’utente dell’utente

Progettiamo l’HW della nostra reteProgettiamo l’HW della nostra rete Numero di aule e uffici da attrezzare Struttura della rete fisica Organizzazione dell’amministrazione Numero dei server Numero e tipo dei PC client Connessioni

con l’esterno Software da

installare

io sono sono il PC1

……io NO!io NO!

internetworking

Tipica struttura hardware…

Bus coassialeBus coassialeo in fibra o in fibra

Progettiamo l’HW della nostra reteProgettiamo l’HW della nostra rete

Progettiamo l’HW della nostra reteProgettiamo l’HW della nostra rete

Una infrastruttura di rete “ideale”…

SwitchSwitch

hubhub

Lab. AudiovisiviLab. Audiovisivi

Lab. FisicaLab. Fisica

BibliotecaBiblioteca

UfficiUffici

Livello HardwareLivello HardwareIn una rete è possibile utilizzare più tipi di cavo, in base alle dimensioni della rete, del traffico dei frame e del budget disponibile

Cavi coassiali Cavi a doppini intrecciati Cavi a fibre ottiche

Come scegliere?Come scegliere?

Livello HardwareLivello HardwareCome scegliere il tipo di cavo?Come scegliere il tipo di cavo?

Coassiali ThinNetCoassiali ThinNet

Coassiali ThickNetCoassiali ThickNet

• Lunghezza max: 185 mLunghezza max: 185 m

• Flessibile, facile da Flessibile, facile da

installareinstallare

• Velocità: 4-100 MbpsVelocità: 4-100 Mbps


• Meno flessibile ma Meno flessibile ma

semplice da installaresemplice da installare



UTP (non schermati)UTP (non schermati)

STP (schermati)STP (schermati)


• Meno costoso, più flessibile eMeno costoso, più flessibile e

molto facile da installaremolto facile da installare

• Soggetto ad interferenzeSoggetto ad interferenze



• Più costoso del ThinNet, Più costoso del ThinNet,

meno flessibile del cavo UTP, meno flessibile del cavo UTP,

semplice da installaresemplice da installare

• Buona resistenza alle interferenzeBuona resistenza alle interferenze


Guaina isolanteRivestimento in vetro

Fibre ottiche (nucleo)


Cavi in fibra otticaCavi in fibra ottica • Molto costosoMolto costoso

• Lunghezza max: 2 kmLunghezza max: 2 km

• Velocità: da 100 Mbps Velocità: da 100 Mbps

a 1 Gbpsa 1 Gbps

• Poco flessibilePoco flessibile

• Installazione difficileInstallazione difficile

• Non soggetto ad interferenzeNon soggetto ad interferenze

ConnettoriConnettori

Connettore BNCConnettore BNC

Connettore a T BNCConnettore a T BNC

Esistono vari tipi di connettori:Esistono vari tipi di connettori:

ConnettoriConnettori

Connettore cilindricoConnettore cilindrico

BNC BNC (in gergo:(in gergo: barilotto barilotto))

Terminatore BNCTerminatore BNC

Altri connettori…Altri connettori…

Topologie di cablaggioTopologie di cablaggio

Una rete può essere progettata Una rete può essere progettata con quattro organizzazioni fisiche con quattro organizzazioni fisiche

differenti, denominate: differenti, denominate: a busa bus a stellaa stella ad anelload anello a maglia a maglia

Topologia a busTopologia a bus

Economico e semplice da

realizzare Affidabile e

facile da ampliare

Svantaggi:Svantaggi: RRallentamento in caso di allentamento in caso di traffico intenso di retetraffico intenso di rete

Disagi in presenza di guastiDisagi in presenza di guasti Massimo computer = 10Massimo computer = 10

Vantaggi: Vantaggi:

Topologia ad anelloTopologia ad anello

Accesso paritario Accesso paritario per tutti i computerper tutti i computer

Prestazioni identiche Prestazioni identiche anche in caso di anche in caso di numerosi utentinumerosi utenti

Svantaggi:Svantaggi:

Vantaggi:Vantaggi:

Complicazioni in caso di guasto Complicazioni in caso di guasto di un solo computerdi un solo computer

Difficoltà nell’individuazione dei Difficoltà nell’individuazione dei problemiproblemi

Interruzione del funzionamento in Interruzione del funzionamento in caso di guasto del dispositivo di caso di guasto del dispositivo di

collegamento centrale (hub o altro)collegamento centrale (hub o altro)

Topologia a stellaTopologia a stella

Facilità di modifica e Facilità di modifica e di espansionedi espansione

Controllo e gestione Controllo e gestione centralizzaticentralizzati

Nessuna interruzione Nessuna interruzione in caso di guasto di un in caso di guasto di un

computercomputer

Svantaggi:Svantaggi:

Vantaggi:Vantaggi:

HubHub

L’hub è un componente di L’hub è un componente di comunicazione che offre una comunicazione che offre una

connessione comune tra i computer in connessione comune tra i computer in una rete a stella. una rete a stella.

HubHub

Esistono 2 tipi di hub:Esistono 2 tipi di hub:

Hub attiviHub attivi

Hub passiviHub passivi

Devono essere Devono essere alimentati alimentati

Sono in grado di Sono in grado di rigenerare e ritrasmettere rigenerare e ritrasmettere

dati in retedati in rete

Non necessitano di Non necessitano di alimentazionealimentazione

Sono usati per estendere Sono usati per estendere il cablaggio ad altri il cablaggio ad altri

computer (2-4)computer (2-4)

HUB e SwitchHUB e Switch ogni scheda ha un indirizzo fisico (MAC Address) di 48 ogni scheda ha un indirizzo fisico (MAC Address) di 48

bit, unico al mondo: esso è composto da un codice del bit, unico al mondo: esso è composto da un codice del costruttore (stabilito dall’ISO) di 24 bit e da un numero costruttore (stabilito dall’ISO) di 24 bit e da un numero seriale assegnato dal costruttore.seriale assegnato dal costruttore.

Gli Hub Gli Hub instradano il traffico dati facendo passare instradano il traffico dati facendo passare

tutte le richieste e tutte le destinazionitutte le richieste e tutte le destinazioni

SwitchSwitch possiede una tabella in cui associa ad ogni possiede una tabella in cui associa ad ogni

porta i MAC Address che ha rilevato su porta i MAC Address che ha rilevato su quella porta.quella porta.

non ripete pedestremente il segnale, ma non ripete pedestremente il segnale, ma legge l’indirizzo di destinazione ed instrada legge l’indirizzo di destinazione ed instrada solo se la destinazione è all’altro lato dello solo se la destinazione è all’altro lato dello SwitchSwitch

Reti wirelessReti wireless

una rete senza l’utilizzo di cavi, è detta rete una rete senza l’utilizzo di cavi, è detta rete wireless. wireless.

Se la rete è locale prende il nome di WLAN, Se la rete è locale prende il nome di WLAN, ossia ossia Wireless LANWireless LAN..

per trasmettere i dati usano onde per trasmettere i dati usano onde elettromagnetiche di vario tipo, quali:elettromagnetiche di vario tipo, quali: le onde radio a 902 MHz le onde radio a 902 MHz i raggi infrarossi a 820 nanometri i raggi infrarossi a 820 nanometri le microonde a 2,4 GHz, usate anche dai forni a le microonde a 2,4 GHz, usate anche dai forni a

microonde ed i telefoni cellulari, i quali possono microonde ed i telefoni cellulari, i quali possono quindi disturbare le WLAN quindi disturbare le WLAN

le microonde a 5 Ghz, cioè alla frequenza con cui le microonde a 5 Ghz, cioè alla frequenza con cui trasmettono i satelliti; per questo motivo ne è vietato trasmettono i satelliti; per questo motivo ne è vietato l’uso al di fuori di ambienti chiusil’uso al di fuori di ambienti chiusi

Access PointAccess Point

L’integrazione di una rete wireless con una rete L’integrazione di una rete wireless con una rete cablata avviene con Access Point che fungono cablata avviene con Access Point che fungono da da BridgeBridge tra i due diversi tipi di topologie di tra i due diversi tipi di topologie di rete. rete.

L’Access Point presenta una porta che permette L’Access Point presenta una porta che permette la connessione fisica, tramite cavo, ad una rete la connessione fisica, tramite cavo, ad una rete cablata,cablata,

Quando un client wireless viene acceso in una Quando un client wireless viene acceso in una WLAN, esso effettua lo scanning, cioè si mette WLAN, esso effettua lo scanning, cioè si mette in ascolto per trovare un dispositivo in ascolto per trovare un dispositivo compatibile a cui associarsi.compatibile a cui associarsi.

L’access point ha un indirizzo Ip statico o L’access point ha un indirizzo Ip statico o dimanico (configurabile) e può fungere da dimanico (configurabile) e può fungere da server dhcp (configurabile) server dhcp (configurabile)

Configurare access pointConfigurare access point Per garantire il Per garantire il controllo degli accessi e la riservatezzacontrollo degli accessi e la riservatezza Il Service Set Identifier o SSID, server Il Service Set Identifier o SSID, server per il controllo per il controllo

degli accessidegli accessi. è il nome di rete ed è comune a tutti i . è il nome di rete ed è comune a tutti i dispositivi di una stessa WLAN. Inizialmente gli Access dispositivi di una stessa WLAN. Inizialmente gli Access Point portano il SSID definito dall’azienda costruttrice, Point portano il SSID definito dall’azienda costruttrice, che deve essere pertanto modificato. che deve essere pertanto modificato.

Il Wired Equivalent Privacy o WEP, permette di Il Wired Equivalent Privacy o WEP, permette di crittografare i dati in trasmissionecrittografare i dati in trasmissione. Normalmente gli . Normalmente gli Access Point presentano diversi gradi di crittografia, ma Access Point presentano diversi gradi di crittografia, ma non essendone impostato alcuno di default, deve essere non essendone impostato alcuno di default, deve essere attivato. Il WEP utilizza uno schema di crittografia a attivato. Il WEP utilizza uno schema di crittografia a chiave simmetrica, pertanto gli utenti devono disporre chiave simmetrica, pertanto gli utenti devono disporre della chiave per effettuare la decifrazione. gli Access della chiave per effettuare la decifrazione. gli Access Point vengono venduti con chiavi predefinite, che Point vengono venduti con chiavi predefinite, che conviene cambiare. conviene cambiare.

Per configurare l’access point esso va collegato via rete Per configurare l’access point esso va collegato via rete lan o wireless ad un dispositivo che abbia un indirizzo Ip lan o wireless ad un dispositivo che abbia un indirizzo Ip Compatibile (nel manuale è indicato l’indirizzo di default)Compatibile (nel manuale è indicato l’indirizzo di default)

WANWAN Rete analogica PSTN:I modem analogiciRete analogica PSTN:I modem analogici

dispositivi che rendono possibile il passaggio dei dati dispositivi che rendono possibile il passaggio dei dati nella rete analogica. Il principio che sta alla base del nella rete analogica. Il principio che sta alla base del loro funzionamento è costituito dal processo di loro funzionamento è costituito dal processo di modulazione in cui i dati costituiscono il segnale modulazione in cui i dati costituiscono il segnale modulante (modem= MODulazione DEModulazione).modulante (modem= MODulazione DEModulazione).

Svolgono anche funzione di compressione dati e Svolgono anche funzione di compressione dati e controllo erroricontrollo errori

Rete Isdn:. Rete Isdn:. E’ una rete con funzionamento e E’ una rete con funzionamento e trattamento del segnale sotto forma digitale:trattamento del segnale sotto forma digitale: due canali a due canali a 64 Kbit/sec ciascuno, utilizzabili sia per fonia che per dati: 64 Kbit/sec ciascuno, utilizzabili sia per fonia che per dati: i i modem ISDN sono chiamati così solo per modem ISDN sono chiamati così solo per semplificazione, non modulano e non usano frequenze semplificazione, non modulano e non usano frequenze sul doppino telefonico ma veri e propri segnali digitali sul doppino telefonico ma veri e propri segnali digitali discretidiscreti

WANWAN

Rete ADSL: Rete ADSL: La tecnologia Digital Subscriber Line (DSL) La tecnologia Digital Subscriber Line (DSL) impiega la normale linea telefonica, costituita dal doppino impiega la normale linea telefonica, costituita dal doppino (UTP), per il trasporto di dati ad alta velocità(UTP), per il trasporto di dati ad alta velocità.. iL modem ADSL effettua modulazioneiL modem ADSL effettua modulazione Esistono VOIP modem che consentono di avere una Esistono VOIP modem che consentono di avere una

seconda linea telefonica su rete Internet (detta seconda linea telefonica su rete Internet (detta appunto VOIP).appunto VOIP).

Alcuni moden Adsl sono Router Wlan che permettono Alcuni moden Adsl sono Router Wlan che permettono di instradare il traffico di più utenze senza fili in rete di instradare il traffico di più utenze senza fili in rete domestica ( svolgendo a volte anche il ruolo di server domestica ( svolgendo a volte anche il ruolo di server DHCP)DHCP)

WanWan

Router: Router: è dotato di una logica decisionale che gli è dotato di una logica decisionale che gli

permette di effettuare l'instradamento di un permette di effettuare l'instradamento di un messaggiomessaggio

Consente diConsente di Filtrare il traffico , in base alla Filtrare il traffico , in base alla

tipologiatipologia Instradare le richieste su specifiche Instradare le richieste su specifiche

route o porteroute o porte

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