Reti di computer
• Negli anni settanta, si è affermato il modello time-sharing
multi-utente che prevede il collegamento di molti utenti ad un unico elaboratore potente attraverso terminali
• Gli anni ottanta hanno visto nascere l'era dell'informatica
distribuita
• Una nuova tendenza che consiste nel collegare in rete gli
elaboratori, e quindi gli utenti, che si trovano in uno stesso ufficio o in località diverse
Reti di computer
• Mediante il modello time-sharing multi-utente tutti gli
utenti di un ufficio o di un centro di ricerca potevano condividere i programmi, i dati e le periferiche collegate all'elaboratore
• All'aumentare del numero di utenti e al crescere delle
esigenze di calcolo, questo modello è entrato in crisi, perché era necessario usare elaboratori sempre più potenti
• L'informatica distribuita può essere vista come una
Reti di computer
• Gli elaboratori sono collegati tra di loro e possono
condividere le risorse
• Ogni utente ha a disposizione una macchina personale su
cui lavorare, ma può anche condividere le informazioni e le risorse con gli altri utenti
• L'informatica distribuita offre molteplici vantaggi rispetto
Reti di computer
– Si ha un sistema più flessibile. In un sistema centralizzato, in caso di guasto all’elaboratore centrale nessuno può lavorare. Nel caso distribuito invece, la rottura di una macchina blocca un solo utente mentre gli altri possono continuare a lavorare (purché la macchina che si rompe non sia una di quelle che gestiscono le risorse condivise)
– Un secondo vantaggio riguarda l'economicità: in termini di costi, infatti, è più conveniente acquistare molti elaboratori personal e collegarli in rete, piuttosto che acquistare un elaboratore di grandi dimensioni in grado di supportare molti utenti
Reti di computer
• Le possibilità di connessione non si limitano agli
elaboratori personal: si può collegare in rete anche un elaboratore potente che gli utenti potranno utilizzare quando ne avranno bisogno
• Un altro aspetto fondamentale è dato dalla possibilità di
collegarsi ad elaboratori che si trovano in diverse parti del mondo, di effettuare scambi di informazioni con altri utenti e di accedere e consultare banche dati situate in luoghi remoti (Internet)
Reti di computer: Esempi
• Condivisione risorse:
Non è economico comprare 1 stampante laser (o uno scanner) per ogni personal
• Condivisione di programmi e dati da parte di utenti
Base di dati a cui molti utenti (da diversi computer) posso accedere:
sistema di prenotazioni e assegnamento posti di una compagnia aerea
Reti di computer: Esempi
•
Comunicazione tra utenti in locazioni fisiche
differenti (scambio di messaggi e dati)
– comunicazioni in ambito di ricerca
– utilizzo di basi di dati in locazioni remote – lavoro cooperativo
– possibilità di svolgere attività di lavoro a casa (tele-lavoro)
Le reti di computer: hardware
• Per avere una rete è indispensabile il collegamento fisico
tra diversi computer
– Meccanismi in grado di trasmettere informazioni (canali di comunicazione)
» cavi elettrici
» cavi a fibre ottiche » linee telefoniche
» trasmissioni via satellite
– Meccanismi in grado connettere i computer con i vari canali di comunicazione
» interfacce » modem
Reti di computer
•
La distanza fisica tra computer da collegare in una
rete e la sua estensione determinano diverse
tipologie di rete:
– Cluster Area Networks (CAN) – Local Area Networks (LAN)
– Metropolitan Area Networks (MAN) – Wide Area Networks (WAN)
Cluster Area Networks
•
Con distanze dell’ordine di qualche metro (in una
stessa stanza)
•
Collegamento di diverse unità di calcolo autonome
provviste ognuna di CPU, memoria RAM,
dispositivi di ingresso/uscita…..
Local Area Networks
•
Reti che attraverso un unico collegamento
permettono il collegamento di calcolatori
lontani tra loro
•
Le distanze sono dell’ordine di qualche
centinaio di metri
•
Il collegamento può essere un cavo
coassiale o una fibra ottica
Metropolitan Area Networks
•
Esiste una “portante” di comunicazione che
consente di collegare calcolatori posti in
edifici diversi nell’ambito di una città
•
Le distanze sono dell’ordine di qualche
Wide Area Networks
•
Permettono il collegamento fra reti LAN e
MAN diverse
•
Interessano un territorio delle dimensioni di
una nazione, continente, mondo.
•
Ci concentreremo sulle reti WAN e su
Rete telefonica
•
Originariamente progettata e realizzata per
la trasmissione della voce (cioè di suoni)
•
Può essere sfruttata anche per trasmettere
dati da un terminale ad un calcolatore o tra
elaboratori.
Rete telefonica
Centrali di commutazione
Come funziona le rete telefonica
•
L’apparato fonico di un uomo (polmoni,
corde vocali, bocca,…) produce nell’aria
un’onda di pressione acustica
•
Il microfono della cornetta converte quel
segnale in un segnale elettrico che ha
esattamente la stessa forma
Come funziona le rete telefonica
Tempo Segnale
Come funziona le rete telefonica
•
Il segnale elettrico viaggia sul doppino
telefonico (coppia di di fili) ed arriva
all’apparecchio del ricevente
•
L’altoparlante della cornetta del ricevente
esegue l’inverso del microfono del
trasmettente convertendo il segnale elettrico
in un’onda acustica ANALOGA a quella
Il modem
•
La rete telefonica trasmette suoni
•
Un calcolatore vuole trasmettere
informazioni codificate usando un
opportuno numero di bit
•
Ci vuole un dispositivo che esegue la
conversione da bit a “fischio”
Il modem
• Se si deve trasmettere un bit che vale 1 allora il modem
fischia una certa nota lungo la linea telefonica altrimenti se deve trasmettere uno 0 fischia una nota differente
• Chiaramente, il ricevitore deve avere un modem che
esegue il lavoro opposto: se sente un fischio con una la nota associata al bit uguale a 0 allora trasmette al
computer un bit 0 altrimenti nell’altro caso trasmette un 1 0 1 0 1 Dal chiamante al chiamato Dal chiamante al chiamato Dal chiamato
Rete telefonica
Centrali di commutazione PC MODEM PC MODEM PC MODEM MODEM Internet Service Provider (ISP)Difetti e pregi della rete
telefonica
• Trasmette solo nel campo delle frequenze che
vanno da 400 a 3.400 Hertz
• Il numero di bit al secondo che si riesce a
trasmettere è, nei casi migliori, dell’ordine di 30.000 bit/s (3000 caratteri al secondo)
• I tempi per stabilire una connessione sono
lunghissimi (qualche secondo) se comparati a quelli di un calcolatore
• La rete telefonica è molto disturbata per la
trasmissione dati quindi spesso si deve ritrasmettere i dati
Circuiti diretti
• Circuiti Diretti Analogici (CDA):
Costituiti da doppini o cavi coassiali possono trasmettere un segnale analogico continuo
• Circuiti Diretti Numerici (CDN): possono
trasmettere solo sequenze di bit
• Collegamenti punto-a-punto tra un preciso
trasmettitore ed un preciso ricevitore (non c’è bisogno di stabilire connessioni commutate)
• Velocità fino a qualche milione di bit/s • Molto costosi e gestiti da Telecom
Reti private
• Investimento tipico di aziende grandi per
comunicazioni interne, controllo delle attività,….
• Basate su linee punto-a-punto CDN
• Le linee CDN collegano dei commutatori
(computer) detti Packet Switching Exchange
(PSE) incaricati di convogliare il traffico e cercare strade alternative in caso di caduta di CDN
• I PSE sono collegati direttamente ai calcolatori
delle aziende dove si esegue il software applicativo
Reti private
PSE
PSE PSE PSE
Reti pubbliche per trasmissione
dati
•
Per ovviare agli alti costi di una rete privata
•
Commutazione di circuito
– Si stabilisce una connessione fisica tra il chiamante ed il chiamato (come nella rete telefonica ma con tempi minori e qualità
maggiore) grazie a centrali di commutazione – Inconveniente: le risorse impegnate sono
sottoutilizzate (linea occupata anche quando non si trasmette)
Reti pubbliche per trasmissione
dati
• Commutazione di pacchetto
– Calcolatori connessi tra loro con linee punto-a-punto – In fase di trasmissione I dati (es. File) viene suddiviso
in unità più piccole dette pacchetti
– Ogni pacchetto viene inviato al calcolatore collegato più vicino e così via fino a raggiungere la destinazione – Pacchetti di file diversi possono seguire strade diverse
per sfruttare meglio le risorse
– Il software del calcolatore che riceve deve mettere in ordine I pezzi
– Se trasmetto solo dati la soluzione è molto efficiente ma se trasmetto file contenenti audio allora ci sono problemi
