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 dele 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 Diffusa capillarmente su tutta la Terra
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
trasmettittore 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
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
