Infrastruttura hardware di una rete

1. Infrastruttura hardware di una rete

2. Sommario • Una rete (di computer) nella nostra scuola • All’interno di una rete • Modello OSI / ISO • Progettiamo l’infrastruttura hardware della nostra rete • Livello hardware: connettori, topologie di cablaggio e hub

3. Una rete nella nostra scuola • Aiutare i docenti nel loro lavoro: • Condivisione delle risorse • Protezione delle risorse • Protezione delle configurazioni • Creazione e diffusione di nuovi servizi

4. Una rete nella nostra scuola Siamo in grado di… Condivisione di dati e informazioni Protezione delle configurazioni dei client Amministrare la rete tramite il computer server Condivisione delle risorse software e hardware

5. Una rete nella nostra scuola • Le necessità da soddisfare in una scuola sono molteplici: • Didattica • Compiti gestionali • Comunicazione • Servizi al pubblico e… • Vincoli di bilancio ?

6. Una rete nella nostra scuola Ma se mal progettata? • Problemi… • Hardware • Software • Amministrazione

7. All’interno di una rete Un po’ di teoria… Il modello OSI/ISO: un incubo o un aiuto? Un percorso logico per il progetto della rete… 1. Il livello hardware 2. Il livello data link 3. Il livello di rete 4. Le applicazioni e i servizi

8. Hub All’interno di una rete 1. Il livello hardware 2. Il livello data link o collegamento dati Fast Ethernet 100 Mbps 3. Il livello di rete TCP/IP 4. Le applicazioni e i servizi

9. Il modello OSI/ISO (Open Systems Interconnection / International Standards Organization) suggerisce un percorso logico da seguire nel progetto di una rete Il modello OSI/ISO 7 – Applicazione 6 – Presentazione 5 – Sessione 4 – Trasporto 3 – Rete 2 – Collegamento dati 1 – Hardware DATI P DATI P S P DATI P S T S P DATI P S T R T S P DATI P S T R C R T S P DATI P S T R C Trasmissione dei bit

10. Definisce i protocolli per la trasmissione del flusso di bit non elaborati su un supporto fisico (cavi di rete). E’ totalmente dedicato all’hardware 1- Livello Hardware • Problemi meccanici • Problemi elettrici • Collegamento tra computer • Cablaggio di rete Nel seguito, vedremo tutte le caratteristiche del livello hardware (cavi, connettori e topologie di cablaggio)

11. Invia frame di dati dal livello rete al livello fisico. Controlla gli impulsi elettrici in ingresso e in uscita sul cavo di rete DATI 2- Livello di collegamento dati • Gestione indirizzi hardware delle schede di rete • Gestione frame • Gestione errori a basso livello • Incapsulare i messaggi dei livelli superiori nel frame ID destinatario Frame-pacchetto CRC ID mittente Controllo

12. E’ responsabile dell’indirizzamento dei messaggi e della traduzione di nomi e indirizzi logici in indirizzi fisici 3- Livello di rete • Routing • Indirizzamento tra reti • Gestione del traffico dei pacchetti Ricordati del protocollo IP che permette la comunicazione tra reti eterogenee ed è la realizzazione pratica del livello di rete

13. Assicura che i pacchetti siano recapitati correttamente, nella giusta sequenza, senza perdite e duplicazioni 4 3 2 1 4- Livello di trasporto • Controllo errori ad alto livello • Assemblaggio / disasseblaggio dei pacchetti • Controllo della sequenza dei pacchetti ricevuti Attento: il protocollo TCP è in questo livello PACCHETTO MESSAGGIO MESSAGGIO 1 2 3 4 1 2 3 4 ASSEMBLAGGIO DEI PACCHETTI PER RICOSTRUIRE IL MESSAGGIO ORIGINALE INVIO MESSAGGIO DISASSEMBLAGGIO DEL MESSAGGIO IN PACCHETTI

14. Permette a due applicazioni, in esecuzione su due computer diversi, di aprire e chiudere una connessione (sessione) 5- Livellodi sessione Momento di dialogo strutturato tra due computer • Gestione della connessione logica • Sincronizzazione dello scambio dei dati Riconoscimento dei nomi e altre funzioni necessarie per la comunicazione in rete tra due applicazioni Determina quale computer deve trasmettere, in quale istante e la durata della comunicazione WAN

15. Definisce il formato per lo scambio dei dati tra computer 6- Livello di presentazione • In questo livello sono svolte le seguenti operazioni principali: • Conversione di protocolli / traduzione • Compressione file Algoritmo di compressione File di origine File compresso Algoritmo di decompressione

16. Si occupa dei servizi che supportano le applicazioni dell’utente 7- Livello di applicazione Posta elettronica SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) Browser  HTTP (HyperText Transfer Protocol) Trasferimento file  FTP (File Transfer Protocol) Es. Outlook Express Es. Internet Explorer Es. Microsoft NetMeeting

17. Progettiamo 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 il PC1 …io NO!

18. Progettiamo l’HW della nostra rete Tipica struttura hardware… internetworking Bus coassiale o in fibra

19. Progettiamo l’HW della nostra rete Una infrastruttura di rete “ideale”… hub Lab. Fisica Uffici Switch Biblioteca Lab. Audiovisivi

20. Livello Hardware In una rete è possibile utilizzare più tipi di cavo, in base alle dimensioni della rete, del traffico dei frame e del budget disponibile Come scegliere? • Cavi coassiali • Cavi a doppini intrecciati • Cavi a fibre ottiche

21. Livello Hardware Come scegliere il tipo di cavo? • Coassiali ThinNet • Coassiali ThickNet • Lunghezza max: 185 m • Flessibile, facile da • installare • Velocità: 4-100 Mbps • Lunghezza max: 500 m • Meno flessibile ma • semplice da installare • Velocità: 4-100 Mbps

22. Livello Hardware Come scegliere il tipo di cavo? • Lunghezza max: 100 m • Meno costoso, più flessibile e • molto facile da installare • Soggetto ad interferenze • Velocità: 4-100 Mbps • UTP (non schermati) • STP (schermati) • Lunghezza max: 100 m • Più costoso del ThinNet, • meno flessibile del cavo UTP, • semplice da installare • Buona resistenza alle interferenze • Velocità: 16-500 Mbps

23. Guaina isolante Rivestimento in vetro Fibre ottiche (nucleo) Livello Hardware Come scegliere il tipo di cavo? • Molto costoso • Lunghezza max: 2 km • Velocità: da 100 Mbps • a 1 Gbps • Poco flessibile • Installazione difficile • Non soggetto ad interferenze • Cavi in fibra ottica

24. Connettori Esistono vari tipi di connettori: • Connettore BNC • Connettore a T BNC

25. Connettori Altri connettori… • Connettore cilindrico BNC (in gergo: barilotto) • Terminatore BNC

26. Topologie di cablaggio • Una rete può essere progettata con quattro organizzazioni fisiche differenti, denominate: • a bus • a stella • ad anello • a maglia

27. Topologia a bus Vantaggi: • Economico e semplice da realizzare • Affidabile e facile da ampliare • Rallentamento in caso di traffico intenso di rete • Disagi in presenza di guasti • Massimo computer = 10 Svantaggi:

28. Topologia ad anello Vantaggi: • Accesso paritario per tutti i computer • Prestazioni identiche anche in caso di numerosi utenti Svantaggi: • Complicazioni in caso di guasto di un solo computer • Difficoltà nell’individuazione dei problemi

29. Topologia a stella Vantaggi: • Facilità di modifica e di espansione • Controllo e gestione centralizzati • Nessuna interruzione in caso di guasto di un computer Svantaggi: • Interruzione del funzionamento in caso di guasto del dispositivo di collegamento centrale (hub o altro)

30. Hub L’hub è un componente di comunicazione che offre una connessione comune tra i computer in una rete a stella.

31. Hub Esistono 2 tipi di hub: • Hub attivi • Hub passivi • Devono essere alimentati • Sono in grado di rigenerare e ritrasmettere dati in rete • Non necessitano di alimentazione • Sono usati per estendere il cablaggio ad altri computer (2-4)

32. HUB e Switch • ogni scheda ha un indirizzo fisico (MAC Address) di 48 bit, unico al mondo: esso è composto da un codice del costruttore (stabilito dall’ISO) di 24 bit e da un numero seriale assegnato dal costruttore. • Gli Hub • instradano il traffico dati facendo passare tutte le richieste e tutte le destinazioni • Switch • possiede una tabella in cui associa ad ogni porta i MAC Address che ha rilevato su quella porta. • non ripete pedestremente il segnale, ma legge l’indirizzo di destinazione ed instrada solo se la destinazione è all’altro lato dello Switch

33. Reti wireless • una rete senza l’utilizzo di cavi, è detta rete wireless. • Se la rete è locale prende il nome di WLAN, ossia Wireless LAN. • per trasmettere i dati usano onde elettromagnetiche di vario tipo, quali: • le onde radio a 902 MHz • i raggi infrarossi a 820 nanometri • le microonde a 2,4 GHz, usate anche dai forni a microonde ed i telefoni cellulari, i quali possono quindi disturbare le WLAN • le microonde a 5 Ghz, cioè alla frequenza con cui trasmettono i satelliti; per questo motivo ne è vietato l’uso al di fuori di ambienti chiusi

34. Access Point • L’integrazione di una rete wireless con una rete cablata avviene con Access Point che fungono da Bridge tra i due diversi tipi di topologie di rete. • L’Access Point presenta una porta che permette la connessione fisica, tramite cavo, ad una rete cablata, • Quando un client wireless viene acceso in una WLAN, esso effettua lo scanning, cioè si mette in ascolto per trovare un dispositivo compatibile a cui associarsi. • L’access point ha un indirizzo Ip statico o dimanico (configurabile) e può fungere da server dhcp (configurabile)

35. Configurare access point • Per garantire il controllo degli accessi e la riservatezza • Il Service Set Identifier o SSID, server per il controllo degli accessi. è il nome di rete ed è comune a tutti i dispositivi di una stessa WLAN. Inizialmente gli Access Point portano il SSID definito dall’azienda costruttrice, che deve essere pertanto modificato. • Il Wired Equivalent Privacy o WEP, permette di crittografare i dati in trasmissione. Normalmente gli Access Point presentano diversi gradi di crittografia, ma non essendone impostato alcuno di default, deve essere attivato. Il WEP utilizza uno schema di crittografia a chiave simmetrica, pertanto gli utenti devono disporre della chiave per effettuare la decifrazione. gli Access Point vengono venduti con chiavi predefinite, che conviene cambiare. • Per configurare l’access point esso va collegato via rete lan o wireless ad un dispositivo che abbia un indirizzo Ip Compatibile (nel manuale è indicato l’indirizzo di default)

36. WAN • Rete analogica PSTN:I modem analogici • dispositivi che rendono possibile il passaggio dei dati nella rete analogica. Il principio che sta alla base del loro funzionamento è costituito dal processo di modulazione in cui i dati costituiscono il segnale modulante (modem= MODulazione DEModulazione). • Svolgono anche funzione di compressione dati e controllo errori • Rete Isdn:. E’ una rete con funzionamento e trattamento del segnale sotto forma digitale:due canali a 64 Kbit/sec ciascuno, utilizzabili sia per fonia che per dati: i modem ISDN sono chiamati così solo per semplificazione, non modulano e non usano frequenze sul doppino telefonico ma veri e propri segnali digitali discreti

37. WAN • Rete ADSL: La tecnologia Digital Subscriber Line (DSL) impiega la normale linea telefonica, costituita dal doppino (UTP), per il trasporto di dati ad alta velocità. • iL modem ADSL effettua modulazione • Esistono VOIP modem che consentono di avere una seconda linea telefonica su rete Internet (detta appunto VOIP). • Alcuni moden Adsl sono Router Wlan che permettono di instradare il traffico di più utenze senza fili in rete domestica ( svolgendo a volte anche il ruolo di server DHCP)

38. Wan • Router: • è dotato di una logica decisionale che gli permette di effettuare l'instradamento di un messaggio • Consente di • Filtrare il traffico , in base alla tipologia • Instradare le richieste su specifiche route o porte