“LA CONNESSIONE IN RETE LOCALE E GEOGRAFICA” Aspetti tecnici e normativi

1. Ministero dell’Istruzione Università e Ricerca “LA CONNESSIONE IN RETE LOCALE E GEOGRAFICA” Aspetti tecnici e normativi Internet:reti locali, reti geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD - Terminologia, concetti di base, standard sulla telecomunicazione. - Tipologia di reti: Lan, Man, Wan. - Lan, Man, Wan: funzionalità, elementi caratterizzanti, protocolli. - Il modello ISO OSI. - LANEthernet e cablaggio strutturato. - Lan WireLess. - Il TCP-IP ed il modello semplificato del DOD. - IP,ICMP,TCP,UDP, ... - Il modello di applicazioned di rete client–server. - I Servizi Internet di base: dns,telnet,ftp,smtp,http... Gaetano.Chionchio@src.cnr.it 22 Aprile - 16 Maggio 2002

2. Comunicazione ..Il processoattraverso il quale due entita' si scambiano informazioni. Problemi fondamentali della comunicazione: - inviduazione deimezzie deimodi - coerenzadelleinformazioni scambiate (qualita'trasmissione) - velocita' delprocesso di scambio Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

3. Attori di una comunicazione • Sorgente(che produce il messaggio) • Trasmettitore(che trasforma il messaggio • in un segnale) • Mezzo di trasmissione (il veicolo fisico sul quale • si propaga il segnale) • Ricevitore(chetrasforma il segnale in un messaggio) • Destinatario(che utilizza il segnale ricevuto) Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

4. Telematica ..E` un neologismo derivato dalla fusione di due parole: telecomunicazione e informatica. Identifica ladisciplina dell’ingegneria che si occupa dell'uso delle tecnologie informatiche nell'ambito delle telecomunicazioni. Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

5. rete informatica ..consiste nell'insieme: -delle macchine Hosts collegate da un mezzo trasmissivo • di uno o piu' mezzi trasmissivi (Communications Media) • - dei Protocolli di comunicazione: • Le collezioni delle regole formali che • definiscono le metodologie di generazione • trasmissione e ricezione dei dati. Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

6. "Chi è chi" nel mondo degli standard • PTTPost, Telegraph & Telephonè • l'amministrazione che gestisce in una nazione • i servizi trasmissivi. • ( in Italia il Ministero • delle poste e delle Telecomunicazioni). CCITTComité Consultatif International de Telegraphie et Telephonieèl'organismo internazionale che emette le specifiche tecniche che devono essere adottate dalle PTT. E’ recentemente entrato a far parte dell'ITU (International Telecommunication Union). Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

7. "Chi è chi" nel mondo degli standard ISOInternational Standard Organization è ilprincipale ente di standardizzazione internazionale che si occupa anche di reti di calcolatori . ANSIAmerican National Standards Institute è ilrappresentante USA nell'ISO. Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

8. “Chi è chi” nel mondo degli standard IEEEInstitute of Electrical and Electronics Engineers èl'organizzazione professionale mondiale degli ingegneri elettrici ed elettronici con gruppi di standardizzazione sulle reti di calcolatori . UNINFOè ilrappresentante italiano nell'ISO per le tematiche di reti di calcolatori. Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

9. Tipologia di base nella Trasmissione dei Dati (TD) Parallela: • i dati oggettodella trasmissionevengono trasmessi e ricevuti contemporanementeperche' dotati ognuno di un proprio canale di comunicazione. • e’ la piu' semplice e veloce dal punto di vista architetturale. •la piu'dispendiosadal punto di vista del mezzo trasmissivo. •trova uso comune nellainterconnessione delle singole componenti logiche di un computer o nella connettività di periferiche particolari(Stampanti). Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

10. Tipologia di base nella Trasmissione dei Dati (TD) Seriale: • i dati oggetto della trasmissionevengonotrasmessi e ricevuti su di un unico canale di comunicazione scomposti in una serie temporale . • lapiu' semplice dal punto di vista del mezzo trasmissivo. • trova uso comune nellaTrasmissione dei dati a distanza. Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

11. Tipologia di base nella Trasmissione dei Dati (TD) Seriale tipologie: Asincrona: che contiene oltre che le informazioni anche i dati necessari alla decodifica temporale. Sincrona: che affida la decodifica temporale dell’informazione ad un segnale di coincidenza (sincronizzazione). Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

12. Tipi di reti: • LAN (Local Area Network) • MAN(Medium(campus)Area Network) • WAN (Wide Area Network) Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

13. LAN: Una LAN e' un sistema che consente l'interazione e lo scambio di dati tra risorse di calcolo eterogenee, in un ambito geografico limitato, mediante un supporto trasmissivo comune ad alta velocita' e basso tasso di errore Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

14. LAN: Funzionalita’ : •Condivisione e distribuzione ad alta velocita' delle risorse (pregiate):HW e SW •Ottimizzazione della distribuzione delle utenze semplificando il cablaggio. • Possibilita' di comunicazione tra utilizzatori • tramite l’implementazione di meccanismi • di messaggistica. • Controllo e gestione centralizzatidelle risorse • di calcolo ed in generale di tutti i • dispositivi ad esse connesse. Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

15. LAN Elementi caratterizzanti : • Tipologia delle risorse connesse • Omogeneita' delle risorse • Criteri di accesso al mezzo trasmissivo • Topologia della rete • Supporti fisici trasmissivi • Tipo di segnale utilizzato • Velocita' di trasmissione • Costo Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

16. LAN Tipologia risorse connesse: • MainFrame(Sistema operativo proprietario) • WorkStation (Unix) • Home Computer (PC-Mac) • Periferia intelligente (Stampanti di rete, • Strumenti di misura etc). • Host Diskless (Xterminal, Java Terminal). • Host con funzioni dedicate all'implentazione • di particolari funzioni di protocolli. Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

17. LAN Standard : Reti aperte: sono basate sumodalita' standardizzate,accessibili a tutti i costruttori di calcolatori e di apparati di rete, che consentono l'interconnessione di risorse diverse tra loroper sistema operativo, provenienza potenza computazionale e finalita‘. Reti chiuse:sono basate sumodalita'proprieda unacasa costruttrice in particolare, per interconnettere le proprie macchine con protocolli "ad hoc".Es.:AppleTalk,DECnet,WANGnet. Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

18. LAN Topologie Architetturali: • Bus Lineare: • Semplicita' di connessione • Basso costo • nessuna unita' dedicata e/o prioritaria • Star: • necessita'di una unita'dedicata (HUB) • possibilita' di gerarchia (Tree) • Ring: • spesso necessita di un unita dedicata(MAU) Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

19. Cablaggio Strutturato Il Cablaggio e’ un insieme di componenti passivi posati in opera. I cablaggi conformi a normative internazionale si definiscono strutturati Standard di riferimento: TIA-EIA 568 A/B Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

20. LAN Velocita' di trasmissione: Sono sempre espressein Milioni di Bit nell'unita' di tempo Mbit/sec . Non si riferiscono al solo dato oggetto della trasmissionemaall'insieme di quest'ultimo e di tutte le informazioni che il protocollo trasmissivo utilizzato impiega nell'espletamento delle proprie funzioni(frame-trama-pacchetto). Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

21. LAN Supporti fisici trasmissivi: • Cavo multicapo(Bassa frequenza) • Cavo coassiale • Doppino non schermato (UTP) • Doppino schermato(STP) • Fibra ottica Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

22. LAN Modalita' di trasmissione del segnale: BroadBand(trasmissione in banda larga):la banda passante disponibile viene suddivisa in piu' canali logici utilizzabili simultaneamente. Si tratta di una tecnicasofisticata e costosa. BaseBand(trasmissione in banda base):in ogni momento viene trasmesso un solo segnale. Trattandosi di una tecnicasemplice, economicae molto affidabile e' utilizzata prevalentemente nella Trasmissione Dati. Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

23. LAN Criteri di accesso ai mezzi trasmissivi: • Probabilistici: CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access Collision Detection). CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance): protocollo di livello MAC per l'accesso multiplo ad un mezzo condiviso con meccanismo di contesa iniziale per evitare le collisioni dei pacchetti di dato. Utilizzato nelle reti wireless e nella rete LocalTalk (Apple). Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

24. LAN Algoritmo di funzionamento: Una stazione che intende trasmettere un dato (trama o pacchetto) deve verificare lo stato del mezzo trasmissivo: libero od occupato da altre stazioni in comunicazione (Carrier Sense). Nel primo caso si puo' iniziare la trasmissione sul mezzo comune (Multiple Access) altrimenti si deve rimandare sino a quando la portante si rende disponibile (Delay). Dopo aver iniziato la trasmissione, la stazione verifica le eventuali collisioni con altre trasmissioni 'simultanee' (Collision Detection). In caso positivo la trasmissione viene mantenuta per altri 32 bit per far si' che tutte le stazioni abbiano potuto rilevare condizione (JAM) e poi abortita. Tutte le stazioni che hanno dovuto interrompere l'invio della trama a causa della collisione riproporranno la trasmissione dopo un intervallo di tempo calcolato in modo pseudo-casuale per ridurre al minimo la probabilita' di un nuovo evento. Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

25. Trasmissione senza collisione Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

26. Transmissione con collisione Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

27. LAN Criteri di accesso ai mezzi trasmissivi: Deterministici: Token Passing Algoritmo di funzionamento: Definita una sequenza di dati (trama) con certe caratteristiche 'Token' questa viene trasmessa continuamente tra le stazioni. Una stazione che non necessita di accesso la legge e poi la ritrasmette alla adiacente. Una stazione che deve comunicare dopo averla letta inizia una trasmissione non-token. Dopo aver ricevuto un trama di 'acknowledgement' dalla stazione destinataria, la stazione trasmittente considera conclusa la trasmissione ed invia un token alla stazione successiva... Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

28. LAN Soluzioni attuali per l'implentazione di una Lan: Retiproprietarie:AppleTalk, OmniNet,... Retisu standard aperti:IEEE 802.3 (Ethernet) ANSI X.3T9 (FDDI) Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

29. LAN ISO-OSI: Modello di riferimentoper ladescrizione di implementazioni di reti informatiche. Storia: Nel 1980l'Organizzazione Internazionale per gli Standard (ISO) inizio' la codifica di un modello di riferimento per la descrizione delle implementazioni di reti informatiche che fu rilasciato poi nel 1984: l'OSI (Open System Interconnection Model ). Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

30. ISO/OSI e IEEE 802 7 6 5 4 3 2 1 Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

31. Il progetto IEEE 802 Interfaccia unificata con il livello network LIVELLO NETWORK 802.2 Logical Link Control ISO 8802.2 LLC LIVELLO DATA LINK 802.3 ISO 8802.3 FDDI ISO 9314 802.11 ISO 8802.1 802.12 ISO 8802.12 802.05 ISO 8802.05 MAC LIVELLO FISICO CSMA/CD TOKEN RING FDDI WIRELESS ANYLAN Tecnologie trasmissive differenziate Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

32. LAN IEEE 802: L'Ente Statunitense IEEEsi occupa della stesura delle normative relative per l'ingegneria elettronica ed elettrotecnica. Il proprio lavoro e' articolato incomitati di lavoro. Il comitato 802 e' dedicato alle LAN ed e' suddiviso in sottocomitati che si occupano delle tematiche costituenti: IEEE 802.1: Relazione tra i vari standard 802.X ed il modello ISO-OSI; architettura e gestione. Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

33. LAN IEEE 802.2: Logical Link Controll- protocollo comune a tutti i tipi di rete previsti dagli standard dei sottocomitati fratelli. IEEE 802.3: Reti locali a Bus Lineare con accesso CSMA/CD: ETHENET IEEE 802.4: Reti locali a bus lineare con accessoToken Passing Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

34. LAN IEEE 802.5: Reti locali ad anello con accesso Token Passing: FDDI IEEE 802.6: Reti metropolitane(MAN) IEEE 802.7: Reti locali di tipoBroadBand IEEE 802.8: Reti locali infibra ottica IEEE 802.9: Reti integratevoce-dati IEEE 802.11: Reti WireLess Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

35. Reti WireLess: “Cisco Aironet products can be seamlessly integrated into wired Ethernet networks, and they provide excellent investment protection through full compliance with the IEEE 802.11b wireless standard, as well as unmatched price performance. These products utilize direct sequence spread spectrum (DSSS) technology to deliver up to 11 Mbps throughput, and offer up to 128-bit wired equivalent privacy (WEP) for data security that is comparable to traditional wired LANs.” http://www.cisco.com

36. IEEE 802.3 (CSMA/CD) • Topologia: bus • Cablaggio: bus, stella • Arbitraggio del canale trasmissivo: tramite contesa • Tipologia del protocollo: non deterministico, • tempo di attesa non limitato superiormente • Velocità Trasmissiva: 10 Mb/s • Throughput massimo: 4 Mb/s • Evoluzione della rete Ethernet proposta da • Digital, Intel, Xerox (DIX) • Coincide praticamente con l`Ethernet V2 • IEEE 802.3u: versione a 100 Mb/s Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

37. Standard a livello fisico(802.3) • Gli standard a livello fisico: • 10base5: usa il coassiale di tipo thick • 10base2: usa il coassiale di tipo thin • 10baseT: usa il doppino • FOIRL: usa la fibra ottica per connettere i repeater • 10baseFL: è un’evoluzione del FOIRLper connettere repeater o stazioni • 10baseFB: è uno standard in fibra ottica con caratteristiche di fault tolerance • 10baseFP: è uno standard che fa uso di stelle ottiche passive • La velocità trasmissiva è sempre 10 Mb/s Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

38. 10base2 • Lunghezza massima del cavo 185 m • Numero massimo di stazioni 30 • Distanza minima tra le stazioni 0.5 m • Minima velocita’ di propagazione 65% • Lunghezza massima transceiver cable 50m • Transceiver connessi: • Tagliando il cavo • “crimpando i connettori” • connettendo i due spezzoni con un T • Costo cavo < 1KL/m • Costo scheda per PC < 100KL Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

39. 10base2 Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

40. 10baseT Standard per IEEE 802.3 su doppinoUTP (Unshielded Twisted Pair) Caratteristiche: • concepito perapplicazioni d'ufficio. • utilizzo diUTP a basso costo. • facilità diconnettorizzazione (RJ45). • Standard di tipolink (punto a punto): • richiede l'adozione di repeater per collegare • le stazioni. Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

41. 10baseT • la connessione traRepeater e Stazioneè fatta usando • due doppini (due coppie): • TXstazione - RXrepeater • RXstazione - TXrepeater • Concepito per adattareIEEE 802.3 • a cablaggi strutturati: • EIA/TIA 568 • ISO/IEC 11801 • TIA/EIA 568A Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

42. 10baseT • Cavo UTP 100: • costo del cavo minore di 500 lire/metro • Lunghezza massima consigliata 100 m: • 90 m di cablaggio strutturato • 10 m di cavetti di patch Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

43. Connettori per 10baseT Presa Femmina Spinotto(plug) maschio Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

44. RJ45:assegnazione delle coppie • TD+ • TD- • RD+ • Non Utilizzato • Non Utilizzato • RD- • Non Utilizzato • Non Utilizzato Vista frontale del connettore • Le coppie usate sono la 2 ela3 • secondo lo standard EIA/TIA 568 • Le coppie 1 e 4 sono inutilizzate Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

45. Thin Ethernet • Utilizzato nelle reti Ethernet 10baseT ( tipo • RG58). • Costituito da : • un conduttore centrale in rame di tipo trefolato. • isolante di materiale espanso o compatto. • uno schermo in foglio di alluminio. • uno schermo in calza • Attenuazione 2.7 volte superioreal cavo Thick Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

46. Il doppino • Costituito da una o piu’ coppie (pair) di • conduttori di rame ritorti (binati,twisted) • Impiegato in fonia,reti locali,cablaggio strutturato • le caratteristiche elettriche richieste per impiego • sulle reti locali sono nettamente superiori a quelle • per impieghi in sola fonia • Banda passante piu’ bassa del coassiale • Costi ridotti e installazione semplice Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

47. Categorie dei cavi UTP ed impieghi Impieghi inerenti alle 5 categorie di cavi: • categoria 1: per telefonia analogica • categoria 2: per telefonia digitale a trasmissione dati • a bassa velocità (linee seriali) • categoria 3: reti locali che non producano • frequenze fondamentali superiori a 12.5 MHz Ethernet 10BaseT . • categoria 4: reti locali che non producano frequenze fondamentali superiori a 20 MHz Token Ring 16 Mb/s. • categoria 5: reti locali che non producano frequenze fondamentali superiori a 32 MHz FDDI MLT-3, Ethernet 100BaseTX... Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

48. Connessioni Hardware Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

49. Transceiver Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD

50. 10baseT: Crossover Function La funzione di crossover puo’ essere implementata automaticamente nel MAU MAU: Medium Attachment Unit (Transceiver) Reti locali, geografiche e protocolli secondo il modello ISO OSI e DOD