Sezione propedeutica

1. Microsoft@Mentor Sezione propedeutica La rete del futuro nell’autonomia scolastica Le topologie di rete fondamentali

2. Il concetto di topologia • La TOPOLOGIA è la struttura utilizzata per poter collegare tra loro i calcolatori di una rete. • È fondamentale, al momento della progettazione della rete, scegliere la modalità giusta per evitare problemi futuri.

3. Le principali topologie • a BUS o in linea retta • ad ANELLO • a STELLA Fra queste, la topologia a stella, col passare degli anni, ha conquistato la supremazia rispondendo, meglio delle altre, ai requisiti di AFFIDABILITÀ, SCALABILITÀ, PROTEZIONE, VELOCITÀ.

4. La topologia a BUS • La più semplice ed economica da implementare, è costituita da un cavo dorsale di tipo coassiale a cui vengono collegati i computer come se fossero vestiti appesi. Alle estremità del cavo vengono posti particolari tappi detti terminatori.

5. La topologia a BUS • Ogni computer (o nodo) della rete partecipa in modo passivo, restando in “ascolto” e in attesa di messaggi a lui destinati. • Ogni nodo può inviare dati, questi vengono ricevuti da tutti i nodi ma solo il destinatario può intercettarli e leggerli. A B C Il nodo A trasmette al nodo B; C riceve ma non decifra OK! ???

6. La topologia a BUS • La trasmissione di un pacchetto di dati può essere effettuata da un solo nodo alla volta; in caso di conflitto (due nodi che trasmettono contemporaneamente), la rete utilizza una sorta di mediazione. • Lo standard Ethernet, per esempio, gestisce le collisioni con la tecnica CSMA/CD, che annulla entrambe le trasmissioni per ritentarle dopo un tempo variabile.

7. La topologia a BUS Malgrado la semplicità e il basso costo, questa topologia presenta alcuni inconvenienti: • non è affidabile, in quanto un’interruzione del cavo determina il blocco dell’intera rete; • difetta in scalabilità, in quanto malgrado sia semplice aggiungere nodi, questi non possono superare un certo limite; • non è veloce (max 10Mbps), è la velocità diminuisce drasticamente con l’aumentare dei nodi e del traffico.

8. La topologia a BUS –conclusioni SVANTAGGI: • poco affidabile • numero max di nodi limitato • decadimento prestazioni in caso di traffico VANTAGGI: • economica • semplice da realizzare • facilmente ampliabile

9. La topologia ad ANELLO • È costituita da cavi speciali che collegano tra loro i vari computer formando un cerchio chiuso • I dati trasmessi scorrono in un solo senso, la trasmissione si intende terminata quando le informazioni, dopo un intero ciclo, ritornano al mittente.

10. La topologia ad ANELLO C • Ogni nodo della rete partecipa in modo attivo, ricevendo ed inoltrando i pacchetti di dati (a volte anche amplificandone il segnale) ad una velocità max di 16Mbps • In caso di interruzione del cavo o guasto ad un nodo, si rischia il blocco dell’intera rete B A Il nodo B, ricevuto un pacchetto dal nodo A, lo inoltra al nodo C, che a sua volta…

11. La topologia ad ANELLO • Si utilizza un sistema a gettoni (token) per evitare conflitti di trasmissione. • Il token (un ridotto numero di bit) circola nell’anello da nodo a nodo ininterrottamente, solo chi in quel momento detiene il token può trasmettere dati. • Il nodo trasmittente modifica il token per indicare che è in uso e lo trasmette insieme al pacchetto di dati • I nodi si passano il token e i dati trasmessi fino al destinatario, che a sua volta modifica il token per indicare l’avvenuta ricezione

12. La topologia ad ANELLO –conclusioni SVANTAGGI: • scarsamente diffusa, poco economica • In taluni casi difetta in affidabilità VANTAGGI: • stesse possibilità per i nodi di trasmettere • le prestazioni non decadono aumentando i nodi

13. La topologia a STELLA • Ogni nodo è collegato con un proprio cavo ad un apparato centrale chiamato HUB o concentratore • I dati trasmessi (fino a 1000Mbps) giungono all’hub, che replica il pacchetto inviandolo a tutti i nodi collegati • È facile monitorare il funzionamento della rete, grazie alle spie luminose dell’hub Hub

14. La topologia a STELLA • I dati inviati da un nodo, malgrado vengano ricevuti da tutti i nodi, sono intercettabili solo dal destinatario • In caso di conflitto di trasmissione, la topologia a stella cerca una mediazione tra i contendenti (nello standard Ethernet, come già visto per le topologie a bus, le collisioni sono gestite con la tecnica CSMA/CD) Hub

15. La topologia a STELLA • Dato che ogni nodo è connesso all’hub con un proprio cavo, l’interruzione di questo non interferisce con gli altri collegamenti • Viceversa, l’elemento cruciale in una rete a stella è l’hub; un guasto a questo componente (comunque abbastanza affidabile) comporta il blocco di tutti i collegamenti • Quando i nodi aumentano ed un hub non è più sufficiente, è possibile aggiungere altri hub in cascata: si forma così una topologia mista (stella-bus o stella-anello).

16. La topologia a STELLA –conclusioni SVANTAGGI: • consistente utilizzo di cavi • blocco completo in caso di guasto dell’hub VANTAGGI: • molto diffusa, componenti economici • nessuna interruzione in caso di guasti ad un cavo/nodo • facilmente scalabile

17. Le topologie MISTE • Spesso, nel creare una rete di una certa dimensione, si può ricorrere ad un misto di topologie • Quasi sempre la struttura a stella è il cardine di una topologia mista, grazie alla possibilità di essere facilmente ampliata e modificata. collegamento a stella collegamento a stella collegamento a bus

18. Le topologie MISTE collegamento a stella collegamento a stella collegamento ad ANELLO collegamento a stella

19. Le topologie MISTE • In una rete a stella mista, assume fondamentale importanza la qualità dei cavi che collegano tra di loro i vari hub (detti dorsali o backbone) • In una rete di grandi dimensioni, l’utilizzo di switch al posto degli hub consente di razionalizzare la circolazione delle informazioni, a fronte di un aumento non indifferente dei costi. • Lo switch dirige infatti le informazioni trasmesse solamente verso il nodo destinatario

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