RELAZIONE FINALE

RELAZIONE FINALE A cura di : Eugani Danilo , Martini Roberto INTRODUZIONE ALLE RETI DI CALCOLATORI CENNI SUL MODELLO ISO/OSI CENNI SUI MEZZI TRASMISSIVI LAN E MODELLO DI RIFERIMENTO IEE 802 LA RETE ETHERNET E LO STANDARD 802.3 APPARATI DI UNA RETE LOCALE LAN TIPOLOGIE DI TRASMISSIONE

INTRODUZIONE ALLE RETI DI CALCOLATORI CHE COSA E’ UNA RETE TOPOLOGIE DI UNA RETE

Che cos'è una rete? Una rete di calcolatori è un mezzo di trasporto che consente ai Pc e ad altri dispositivi di comunicare tra di loro,condividendo informazioni e risorse. Le reti possono avere dimensioni differenti ed è possibile ospitarle in una sede singola oppure dislocarle in tutto il mondo.

Topologia delle reti Le reti ,secondo l'utilizzo e il mezzo con cui sono state realizzate ,assumono diverse topologie: - Anello; - Stella; - Bus; - Maglia completa o incompleta.

Topologia ad anello T T T T T T La topologia ad anello prevede di connettere ogni sistema al successivo.Ne risulta quindi un anello unidirezionale che vede la sua affidabilità gravemente compromessa.Se un sistema risulta guasto o spento si interrompe l'intera rete.

Topologia a stella La topologia a stella implica la presenza di un “centro stella” permettendo l'esclusione di sistemi malfunzionanti ,evitando di bloccare l'intera rete.Il “centro stella” rappresenta però un punto critico per l'affidabilità della rete.

Topologia a bus T T T T T T T La topologia a bus richiede un mezzo trasmissivo bidirezionale ( La propagazione del segnale in entrambe le direzioni) broadcast,in cui quando un sistema trasmette tutti gli altri ricevono.Inoltre,l'assenza di un elemento centrale,garantisce un'elevata affidabilità.

Topologia a maglie maglia completa maglia incompleta La topologia a maglie prevede di interconnettere i sistemi con canali trasmissivi bidirezionali.Se ogni sistema e’ connesso con tutti gli altri si parla di maglia completa ,in caso contrario si parla di maglia incompleta.

MODELLO OSI STANDARD Esempio per TCP/IP APPLICAZIONE PRESENTAZIONE FTP SESSIONE TCP TRASPORTO RETE IP COLLEGAMENTO MAC ADDRESS FISICO Il modello OSI (Open System Interconnection), diventato parte degli standard ISO, scompone la gestione della rete in livelli. Questo modello e’un riferimento comune ai concetti che riguardano le reti. I livelli del modello OSI/ISO sono sette e, per tradizione, il primo livello è quello più basso ed è a contatto del supporto fisico di trasmissione, mentre l'ultimo è quello più alto ed è a contatto delle applicazioni utilizzate dall'utente

LO STATO APPLICAZIONE Livello 7 Applicazione Interfaccia di comunicazione con i programmi (Application Program Interface),cioe’ gli applicativi attraverso i quali l’utente finale utilizza la rete. TORNA AL MENU OSI

LO STATO PRESENTAZIONE Livello 6 Presentazione Gestisce la sintassi dell’informazione da trasferire, compresa la cifratura e decifratura,senza l’aiuto di entita’ di applicazione. TORNA AL MENU OSI

LO STATO SESSIONE Livello 5 Sessione Si occupa di instaurare, mantenere e concludere il dialogo tra due programmi applicativi. TORNA AL MENU OSI

LO STATO TRASPORTO Livello 4 Trasporto Si occupa di trasferire i dati ottimizzando l’uso delle risorse di rete attraverso: -controllo e possibile correzione degli errori: -frammentazione : -prevenzione congestione della rete. TORNA AL MENU OSI

LO STATO RETE Livello 3 Rete Il livello rete definisce i pacchetti, l'indirizzamento e l'instradamento in modo astratto rispetto al tipo fisico di comunicazione.In pratica determina se e quali sistemi intermedi devono essere attraversati dal pacchetto per giungere a destinazione. TORNA AL MENU OSI

LO STATO COLLEGAMENTO Livello 2 Collegamento dati Questo livello definisce i pacchetti e l'indirizzamento in funzione del tipo fisico di comunicazione.Verifica,inoltre, la presenza di errori e gestisce la contesa del mezzo trasmissivo. TORNA AL MENU OSI

LO STATO FISICO Livello 1 Fisico Ha il compito di trasmettere sequenze binarie sul canale di comunicazione .A questo livello si specificano,ad esempio,le tensioni che rappresentano 0 e 1 e le caratteristiche dei cavi e dei connettori. TORNA AL MENU OSI

MEZZI TRASMISSIVI MEZZI RAME(DOPPINO) MONOMODALE COASSIALE FIBRA OTTICA MULTIMODALE WIRELESS

RAME(DOPPINO) CAVO UTP Il doppino telefonico (o twisted pair) può essere di categoria 3 o di categoria 5. Il doppino di categoria 3, utilizzato in passato, non è più adatto per le nuove tecnologie: ora esiste il doppino TP di categoria 5, testato fino a 100 Mhz, che garantisce velocità dell'ordine dei 100 Mbps. Il twisted pair può essere schermato (STP - Shielded Twisted Pair) o non schermato (UTP - Unshielded Twisted Pair). Mentre il cavo coassiale permette cablaggi a catena con l’ UTP sono possibili solo connessioni punto a punto (peer-to-peer); infatti la topologia di rete che utilizza come mezzo trasmissivo l’ UTP è la topologia a stella. L'UTP è oggi il tipo di cablatura più usata nelle reti LAN. Viene infatti utilizzato nella maggioranza delle reti Ethernet come pure nelle Token Ring. l cavo UTP è composto da quattro coppie di fili contenuti in un rivestimento isolante. Ogni coppia è intrecciata per eliminare l’interferenza proveniente dalle altre coppie e da altre apparecchiature elettriche.

FIBRE OTTICHE ll cavo in fibra ottica utilizza i segnali luminosi per trasferire i dati e li trasmette attraverso una sottile fibra in vetro. E' generalmente composto da due parti: la piu’ interna prende il nome di nucleo (core), e l’esterna di mantello (cladding). La trasmissione di impulsi luminosi anziché elettrici consente di eliminare il problema delle interferenze elettromagnetiche. Per questo motivo è il mezzo trasmissivo ideale per gli ambienti che hanno molto “noise” elettromagnetico. I dati che viaggiano sulle fibre ottiche possono essere trasferiti a velocità altissime e su distanze maggiori rispetto al cavo coassiale e al twisted pair. Le fibre ottiche vengono spesso utilizzate per le dorsali (backbone). FIBRE OTTICHE MONOMODALI E MULTIMODALI

FIBRE OTTICHE MULTIMODALI MULTIMODALE DIODO MANTELLO NUCLEO (CORE) MULTIMODALE NELLE FIBRE OTTICHE MULTIMODALI I RAGGI CHE SI PROPAGANO SECONDO I DIVERSI MODI PERCORRONO CAMMINI DI LUNGHEZZA DIVERSA,CUI CORRISPONDONO TEMPI DI PROPAGAZIONE DIVERSI.QUESTO FENOMENO SI CHIAMA DISPERSIONE MODALE E PONE UN LIMITE INFERIORE ALLA DURATA MINIMA DI UN IMPULSO LUMINOSO,LIMITANDO QUINDI LA VELOCITA’ DI TRASMISSIONE.LE FIBRE MULTIMODALI TRASMETTONO CON LED POCO COSTOSI.

FIBRE OTTICHE MONOMODALI MONOMODALE LASER MANTELLO NUCLEO (CORE) MONOMODALE PER RISOLVERE DEFINITIVAMENTE IL PROBLEMA DELLA DISPERSIONE MODALE SI USANO LE FIBRE OTTICHE MONOMODALI.LA FIBRA OTTICA MONOMODALE AMMETTE UNA SOLA MODALITA’ PROPAGATIVA.SULLE FIBRE MONOMODALI SI TRASMETTE CON LASER COSTOSI, MA SI COPRONO DISTANZE MAGGIORI A VELOCITA’ MAGGIORI RISPETTO ALLE FIBRE MULTIMODALI.

CAVI COASSIALI Il cavo coassiale ha al suo interno un filo conduttore di rame. Il cavo che ricopre il filo serve a garantire l'isolamento tra il filo di rame ed uno schermo di metallo intrecciato. Tale schermo limita le interferenze esterne. Il cavo coassiale è molto simile al cavo della TV. L'unica differenza è che trasporta dati digitali anziché analogici. Per molto tempo il cavo coassiale è stato l'unica possibilità per la cablatura di reti locali ad alta velocità, nonostante alcuni svantaggi: non si poteva piegare facilmente ed era soggetto a frequenti rotture meccaniche ai connettori.

LAN ( LOCAL AREA NETWORK ) PC B PC A Application layer MODELLO DI RIFERIMENTO IEEE

MODELLO DI RIFERIMENTO IEEE 802 (Institute of Electrical and Elettronic Engineers) • Il progetto IEEE 802 si pone il problema di standardizzare le reti LAN e MAN,che devono fornire un’interfaccia unificata verso il livello Network. • E’ formato da sei gruppi di lavoro: • 802.1 Overview,Architecture,Bridging and Management; • 802.2 Logical Link Control; • 802.3 CSMA/CD(Carrier Sense ,Multiple Access with Collisiom Detection); • 802.4 Token Ring; • 802.5 Token Bus; • 802.6 Metropolitan Area Networks – DQDB (Distributed Queue,Dual Bus).

IEEE 802.1 Overview,Architecture,Bridging and Management E’ lo standard contenente le specifiche generali del progetto 802. IEEE 802 introduce l’idea che le LAN e le MAN devono fornire un’interfaccia unificata verso il livello network. Per ottenere tale risultato il livello collegamento(data-link)viene suddiviso in due sottolivelli: -LLC(Logical Link Control); -MAC(Media Access Control). Il sottolivello LLC e’ comune a tutte le LAN ,mentre il MAC e’ peculiare di ciascuna LAN. LLC e’ l’interfaccia unificata verso il livello network. MAC risolve il problema della condivisione del mezzo trasmissivo. Esistono vari tipi di Mac , basati su token, prenotazione e round-robin.

IEEE 802.2: LOGICAL LINK CONTROL IEEE 802.2 e’ lo standard del sottolivello LLC. Esso definisce sia i servizi forniti dal livello LLC, sia il protocollo che li implementa. IL PROTOCOLLO LLC LLC ha lo scopo di fornire un’interfaccia unificata con il livello network, il piu’ simile possibile a quella delle reti geografiche. Si appoggia sul livello MAC e puo’ operare sia come protocollo connesso che non connesso.

IEEE 802.4 (TOKEN BUS) IEEE 802.4 ha una topologia a bus,ma l’arbitraggio del canale trasmissivo avviene tramite token. La velocita’ trasmissiva e’ di 10 Mb/s. IEEE 802.5 (TOKEN RING) IEEE 802.5 prevede una topologia ad anello e l’arbitraggio del canale trasmissivo avviene tramite token. La velocita’ trasmissiva e’ di 4 o 16 Mb/s. FDDI (FIBER DISTRIBUTED DATA INTERFACE) Si tratta di una rete locale ad alte prestazioni standardizzata dall’ISO con la sigla 9314. Prevede una topologia logica ad anello con cablaggio stellare o a doppio anello .L’arbitraggio del canale trasmissivo avviene tramite token. La velocita’ trasmissiva di 100 Mb/s. L’ idea del token evita collisioni ma e’ molto pesante per la difficile gestione del token. Se un Pc ha il token e viene spento o lo perde, si deve rigenerare il token.

CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection) In tal modo può comunicare solo un dispositivo per volta.Quando due dispositivi cercano di comunicare simultaneamente, tra i pacchetti trasmessi si verifica una collisione che viene rilevata dai dispositivi trasmittenti(transceiver). I dispositivi cessano quindi di trasmettere e attendono prima di inviare nuovamente i loro pacchetti.Il meccanismo è paragonabile ad una conversazione tra un gruppo di persone; se due persone parlano contemporaneamente, si fermano entrambe e una di esse inizia a parlare nuovamente.

IEEE 802.3 / Ethernet • -10 BASE-T • velocita’ 10 Mbit/s; • -il mezzo condiviso e’ realizzato con un hub; • -le stazioni sono collegate all’hub attraverso doppino intrecciato non schermato UTP CAT 5,la nassima distanza e’ di 100 metri.

IEEE 802.3 / Ethernet • -10 BASE-2 • velocita’ 10 Mbit/s; • -il mezzo condiviso e’ un cavo coassiale RG58 (cavo sottile) avente lunghezza massima 185 metri; • -il cavo deve essere terminato con una impedenza da 50 ohm; • -le schede di rete sono collegate al cavo con connettori a T ad attacco BNC.

IEEE 802.3 / Ethernet • -10 BASE-F • velocita’ 10 Mbit/s; • -il mezzo condiviso e’ una fibra ottica che collega due spezzoni di rete distanti; • -la fibra ottica ha lunghezza massima di 2 Km .

MAC ADDRESS E’ l’indirizzo fisico di un qualsiasi apparato che si attacca alla rete.Per questo motivo e’ unico, ed e’ formato da 48 bits (6 byte) solitamente espressi in formato esadecimale. 24 bits 24 bits bd fa 0c 1a 34 5f

PROTOCOLLI ARP E RARP PROTOCOLLO ARP Questo protocollo costruisce l’ARP table che permette di ricavare da un indirizzo IP il MAC Address di un Host. Consente ai router di inviare i pacchetti agli Host delle sottoreti direttamente connesse. PROTOCOLLO RARP E’ il protocollo inverso di ARP, utilizzato dagli Host per ricavare il proprio indirizzo IP.

Protocollo ARP In una LAN due Pc che comunicano devono conoscere il mac address . Se il Pc A vuole comunicare con il Pc B deve conoscere il mac address del Pc B. Per fare cio’, nel caso di protocollo TCP/IP, il Pc A manda un broadcast ai nodi sulla LAN. Il Pc destinatario (in questo caso il B) manda un pacchetto di risposta (protocollo arp). Pc A Query Pc B Response

Pc B Protocollo ARP Trovare il mac address di una destinazione non locale Routing Table Rete per Host B Pc A Query Router A Response

PROTOCOLLO IP • L' IP e' un protocollo non connesso ,cioe' non e' garantito che il pacchetto arrivi a destinazione.E’ il protocollo principale del livello di rete di architettura TCP/IP. Si occupa di instradare i pacchetti sulla rete. Ha le funzioni di frammentazione, riassemblaggio dei messaggi e di correggere eventuali errori. • I pacchetti IP sono formati dall' header e dai dati. • L'header contiene molte informazioni che sono: • -version (specifica il tipo di versione dell' ip); • -hlen (lunghezza dell’header); • -service type (tipo di servizi da svolgere); • -total length ( totale lunghezza header + pacchetto); • -identification (nel caso di frammentazione del pacchetto IP, identifica i frammenti); • fragment offset (indica la posizione del frammento all’interno del pacchetto IP); • Flags (ulteriori bit di gestione della frammentazione); • -time to live (tempo di vita del pacchetto ); • -protocol ( specifica se e' usato il protocollo di trasporto UDP o TCP) : • -header checksum (rileva errori di trasmissione): • -source ip address (indirizzo ip sorgente): • -destination ip address (indirizzo ip destinatario): • -options (non usato): • -padding ( di riempimento).

PROTOCOLLO IP L' indirizzo IP e' formato da 4 campi da 8 bit ciascuno. Gli indirizzi IP sono composti da due parti che sono: -network(rete),che indica la LAN di destinazione: -host, che indica il Pc di destinazione. 32 bits

CLASSI DI INDIRIZZI .Classe A -i bit che indicano la rete sono 8 mentre quelli che indicano l’host sono 24; -gli indirizzi di classe A sono riconoscibili in quanto il primo campo e’ compreso tra 0 e 127. 8 24 network host host host .Classe B -i bit che indicano la rete sono 16 mentre quelli che indicano l’host sono 16; -gli indirizzi di classe B sono riconoscibili in quanto il primo campo e’ compreso tra 128 e 191. 16 16 network network host host

CLASSI DI INDIRIZZI .Classe C -i bit che indicano la rete sono 24 mentre quelli che indicano l’host sono 8; -gli indirizzi di classe A sono riconoscibili in quanto il primo campo e’ compreso tra 192 e 223. 24 8 network network network host .Classe D -sono riservati ad applicazioni multicast; -gli indirizzi di classe D sono riconoscibili in quanto il primo campo e’ compreso tra 224 e 239. INDIRIZZI IP PRIVATI

INDIRIZZI IP PRIVATI Gli indirizzi nascosti (privati) non vengono resi disponibili alle rete pubbliche,per non comunicare con l’esterno,solitamente per motivi di sicurezza. A volte vengono traslati in pubblici attraverso ilNAT (Network Address Traslation)

SUBNETTING Per introdurre maggiore flessibilita’ la parte host di un indirizzo di classe A,B,C puo’ essere ulteriormente suddivisa in due parti: -subnet; -host. 32 bits

NETMASK L’ ampiezza dei campi subnet e host puo’ essere definita in modo flessibile tramite la netmask. La netmask contiene bit ad uno in corrispondenza dei campi network, subnet e zero in corrispondemza del campo host. La netmask e’ univoca all’interno di una network. E’ utilizzata dai router per verificare a quale sottorete appartiene un determinato pacchetto.

NAT E PAT NAT (Network Address Traslation) permette di assegnare agli indirizzi nascosti indirzzi pubblici per uscire sulla rete. PAT (Path Address Traslation) permette a piu’ utenti di utilizzare lo stesso indirizzo IP . La NAT e la PAT consentono ,quindi, di risparmiare sui costi degli indirizzi IP.

I PACCHETTI I dati viaggiano nella rete in forma di pacchetti. Il termine è appropriato perché si tratta di una sorta di confezionamento delle informazioni attraverso cui si definisce il mittente e il destinatario dei dati trasmessi. Il confezionamento e le dimensioni dei pacchetti dipendono dal tipo di rete fisica utilizzata. I dati sono un materiale duttile che può essere suddiviso e aggregato in vari modi. Ciò significa che, durante il loro tragitto, i dati possono essere scomposti e ricomposti più volte e in modi differenti. Per esempio, per attraversare un particolare segmento di una rete, potrebbe essere necessario suddividere dei pacchetti troppo grandi in pacchetti più piccoli, oppure potrebbe essere utile il contrario.

I PROTOCOLLI I pacchetti di dati vengono trasmessi e ricevuti in base a delle regole definite da un protocollo di comunicazione. PROTOCOLLI DI TRASPORTO

PROTOCOLLI DI TRASPORTO Usano le porte per passare le informazioni agli strati superiori. I protocolli di trasporto sono due : -TCP; -UDP. TCP e’ un protocollo orientato alla connessione,mentre UDP non e’ orientato alla connessione. Cio’ vuol dire che TCP risulta piu’ sicuro nel trasporto dei pacchetti,rispetto ad UDP. Data Control 20 21 23 25 53 69 161 TCP UDP IP

FTP FTP e’ un protocollo che serve per trasferire dati. TELNET E’ un protocollo poco sicuro che mette in comunicazione l’utente con una macchina remota. SMTP E’ un protocollo che permette di inviare e ricevere posta.

DNS E’ un protocollo che da la risoluzione nome-indirizzo. TFTP E’ un protocollo equivalente a FTP che usa UDP. SNMP E’ un protocollo che controlla gli apparati di rete.

Struttura albero DNS DNS ROOT Cache Servers . DOMINI “TLD” (Top Level Domain) .COM .EDU .FR .NET .US .IT .INFN.IT .GARR.IT Gli indirizzi della rete Internet sono organizzati ad albero in domini, sottodomini (altri sottodomini...), fino ad arrivare a identificare il computer host desiderato. .LNF.INFN.IT WWW.LNF.INFN.IT

APPARATI DI UNA RETE LAN LAN WAN INTERNET ROUTER SWITCH

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