1 INTRODUZIONE ALLE RETI

Che cos’è una rete

Attualmente esiste la tendenza a far coincidere il concetto di rete unicamente con Internet, ma in realtà una rete di telecomunicazioni è un insieme di dispositivi che trasmettono e ricevono informazioni con altri dispositivi della rete, utilizzando un insieme di collegamenti di tipo fisico.

I collegamenti possono essere di tipo:

• wired: con cavi in rame per trasportare impulsi elettrici o in fibra ottica per trasportare impulsi luminosi;
• wireless: con onde elettromagnetiche che si propagano senza fili con frequenze che si trovano nella banda:
  
  
  • radio: come WiFi, bluetooth, connessioni satellitari, connessioni cellulari, segnale televisivo del digitale terrestre e GPS;
  • ottica: come i ponti laser (simili ai ponti radio in cui, però, il segnale è un fascio di luce laser) e i telecomandi a infrarossi.

Facendo riferimento all’illustrazione i collegamenti tra dispositivi possono essere:

• diretti: quando esiste un collegamento fisico (wired o wireless) tra un dispositivo e l’altro, senza dispositivi intermedi (come da A a C);
• indiretti: quando lungo il collegamento fisico tra un dispositivo e l’altro sono interposti altri dispositivi (come tra A e D). In questo caso si dice che il collegamento tra i due dispositivi è logico;
• dedicati: quando il collegamento è utilizzato esclusivamente da una coppia di dispositivi (come tra D e B);
• condivisi: quando sullo stesso collegamento transitano informazioni scambiate tra diverse coppie di dispositivi (come tra C e D).

Nelle reti di grandi dimensioni, in generale, sono presenti collegamenti fisici multipli che consentono più collegamenti logici differenti tra gli stessi dispositivi.

Per esempio nella rete stilizzata nella seconda figura le informazioni scambiate tra A e B possono transitare attraverso D, attraverso C o attraverso entrambi.

Una rete di calcolatori è un particolare tipo di rete di telecomunicazioni che permette lo scambio, o la condivisione, di dati e risorse hardware o software tra più computer, che possono differire tra loro per tipologia, sistemi operativi, software, hardware ecc.

Le reti di calcolatori, tra cui anche Internet, hanno due ulteriori caratteristiche:

1. sono digitali: le informazioni trattate e trasmesse sono sempre in forma binaria;

2. sono a commutazione di pacchetto: le informazioni trasmesse vengono frammentate dal mittente e inserite in “pacchetti” costituiti da ▶ header (informazioni di controllo) e dati (data o ▶ payload).

L’header contiene informazioni sul mittente e sul destinatario del pacchetto oltre a informazioni di servizio. I dati costituiscono l’informazione vera e propria che viene trasmessa. L’insieme dei pacchetti che si riferiscono all’informazione trasmessa costituisce il messaggio che viene inviato.

Ogni pacchetto viene inviato e ricevuto separatamente e può percorrere strade diverse condividendo le linee di trasmissione con gli altri pacchetti, anche di mittenti e destinatari differenti. I pacchetti giunti a destinazione, devono essere riordinati per ricostruire l’intera informazione originale.

La classificazione delle reti

La classificazione in base alla dimensione

Generalmente le reti di calcolatori vengono classificate in base alla loro dimensione. Si parla di:

• LAN (Local Area Network): è una rete locale, cioè un insieme di computer e dispositivi collegati tra loro, che copre un’area limitata, come un’abitazione, una scuola, un’azienda o un complesso di edifici adiacenti. I cavi di collegamento non attraversano il suolo pubblico. Sono semplici da realizzare, hanno costi di installazione e manutenzione sostenibili anche dai privati. Oggi le tecnologie più utilizzate per realizzarle sono Ethernet e Wi-Fi. Nel caso di reti wireless, si parla di WLAN;
• MAN (Metropolitan Area Network): ha caratteristiche analoghe alla LAN, ma la sua estensione è il perimetro urbano (quindi attraversa anche suolo pubblico);
• WAN (Wide Area Network): è una rete geografica, cioè una rete di computer che si estende oltre l’ambito cittadino, per una o più regioni. Può coprire il territorio di un’intera nazione ed, eventualmente, estendersi oltre;
• Internet (Interconnected Networks): è una rete mondiale di reti di computer ad accesso pubblico. Attualmente rappresenta il principale mezzo di comunicazione di massa, che offre all’utente una vasta serie di contenuti, informazioni e servizi.

La classificazione in base all’architettura

L’architettura di una rete fornisce informazioni su “come è fatta” la rete, non tanto dal punto di vista fisico, quanto dal punto di vista logico.

Esistono due architetture principali:

1. sistemi ▶ client/server: in questi sistemi è presente un computer (detto server), che offre dei servizi e permette a un certo numero di computer (detti client) di condividere le sue risorse. Gli accessi alle risorse vengono gestiti dal server, che si occupa anche di evitare i conflitti di utilizzazione tipici degli accessi concorrenti e/o multiutente;

2. sistemi ▶ peer-to-peer (abbreviato P2P): questa architettura logica è un caso particolare dell’architettura client/server, in cui i ruoli di client e server non sono predefiniti: ciascun nodo della rete (si parla genericamente di computer ▶ host) è un nodo paritario (peer), che può fungere sia da client sia da server verso altri nodi della rete.
Per esempio un utente può mettere a disposizione una stampante per gli altri utenti della rete, diventando un server per la stampante e contemporaneamente può utilizzare i dati di un archivio che si trovano sul disco del computer di un altro utente, diventando client per l’archivio.

La classificazione in base alla topologia

La topologia della rete ne descrive il modello geometrico, spesso riferito alla disposizione fisica dei dispositivi e dei mezzi trasmissivi.

Le topologie principali sono:

• bus: la comunicazione avviene avvalendosi di un unico mezzo trasmissivo (bus) comune a tutti i dispositivi collegati;
• stella: i dispositivi sono interconnessi, ognuno con un collegamento dedicato, a un dispositivo centrale comune;
• anello: ogni dispositivo è collegato al precedente e al successivo;
• maglia: lo schema dei collegamenti è “magliato” ovvero, in generale, esistono più percorsi possibili per consentire la comunicazione da un dispositivo a un altro.

Le reti LAN tendono ad avere una topologia a stella; la rete Internet ha una struttura di tipo magliato.