Reti di Calcolatori e NETWORKING parte I

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Reti di CalcolatorieNETWORKINGparte I
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Networking

• Una rete elementare consiste di due computer
  collegati fra loro tramite un cavo allo scopo di
  consentire la condivisione di dati (documenti,
  messaggi, grafica) e risorse (stampanti, fax,
  modem).
• Un gruppo di computer e di altre periferiche
  connessi tra loro prende il nome di Rete.

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LAN e WAN

• All'inizio degli anni '80 la tecnologia di
  cablaggio consentiva di connettere circa 30
  computer usando un cavo la cui lunghezza non
  poteva superare i 180m. Questo tipo di rete, con
  un'estensione limitata, si chiama LAN (Local Area
  Network).
• Oggi le LAN costituiscono le unità modulari su
  cui si basano sistemi di reti più vasti, che
  addirittura si estendono tra città e stati
  diversi connettendo fra loro migliaia di utenti.
  In questi casi si parla di WAN (Wide Area
  Network).

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Vantaggi

• I vantaggi derivanti dall'utilizzo delle
  funzionalità di rete comprendono
• Riduzione dei costi, grazie alla condivisione di
  dati e periferiche.
• Standardizzazione delle applicazioni.
• Acquisizione tempestiva dei dati.
• Gestione più efficiente delle comunicazioni e
  della pianificazione.

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Terminologia

• Tutte le reti hanno genericamente determinati
  componenti, funzioni e caratteristiche in comune
• Server computer che fornisce risorse condivise
  agli utenti della rete.
• Client computer che accedono alle risorse
  condivise da un server.
• Risorse file, stampanti, o altri elementi usati
  dagli utenti della rete
• Supporti fisici il mezzo con il quale sono
  connessi i computer
• Dati condivisi file forniti dal server
  attraverso la rete

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Reti peer-to-peer

• In una rete peer-to-peer non ci sono server
  dedicati o livelli gerarchici tra i computer.
  Ciascun computer assume il ruolo sia di client
  che di server e nessuno ha il compito di
  amministrare l'intera rete. Ciascun utente decide
  quali risorse del proprio computer mettere a
  disposizione degli altri utenti.
• In genere in una rete di questo tipo sono
  installati non più di 10 computer, di solito
  nello stesso ambiente e laddove non sussistano
  necessità di sicurezza dei dati.
• Sono relativamente semplici e poco costose, data
  l'assenza di un server dedicato.
• Lazienda avrà una limitata crescita nel prossimo
  futuro.

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Reti peer-to-peer

• Il software di rete utilizzato in reti
  peer-to-peer non richiede lo stesso livello di
  prestazioni e di sicurezza si quello sviluppato
  per server dedicati.
• Windows NT Workstation, Windows 95 e Windows for
  Workgroup hanno funzionalità di rete peer-to-peer
  incorporate.
• La protezione viene impostata da ciascun utente
  assegnando una password alla risorsa condivisa
  l'amministrazione non è quindi centralizzata.

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Reti Basate su Server

• In una rete basata su server, un computer viene
  "dedicato" alla gestione delle richieste che
  provengono dai client ed alla protezione di file
  e directory.
• Man mano che aumentano le dimensioni e il
  traffico di rete può essere necessario installare
  ulteriori server in questo modo le operazioni
  vengono svolte nel modo più efficiente possibile.

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Reti Basate su Server

• Sulle reti di grandi dimensioni vengono
  installati server specializzati. In una rete
  nella quale è installato Windows NT Server, ad
  esempio, i diversi tipi di server comprendono
• File server e server di stampa
• Server delle applicazioni
• Server dei servizi di posta
• Server dei servizi fax
• Server di trasmissione dati
• Server dei servizi di directory

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Vantaggi delle reti basate su server

• Condivisione delle risorse
• Protezione
• Backup
• Ridondanza
• Numero di utenti
• Hardware dei client leggero

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Progettazione della struttura di rete

• Per tipologia di rete ci si riferisce alla
  disposizione o collocazione fisica di computer,
  cavi e altri componenti della rete. Una tipologia
  di rete influisce sulle capacità della rete
  stessa, poiché ha conseguenze su
• Componenti necessari per l'implementazione della
  rete
• Capacità dei componenti
• Crescita della rete
• Modalità di gestione della rete

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Tipologia a Bus

• E' il metodo più semplice di connettere in rete
  dei computer. Consiste di un singolo cavo
  (chiamato dorsale o segmento) che connette in
  modo lineare tutti i computer.

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Tipologia a Bus

• I dati sono inviati a tutti i computer come
  segnali elettronici e vengono accettati solo dal
  computer il cui indirizzo è contenuto nel segnale
  di origine.
• Poiché un solo computer alla volta può inviare
  dati, maggiore è il numero di computer connessi
  alla rete, più saranno i computer in attesa di
  trasmettere dati, rallentando le prestazioni
  dellintera rete.
• Quella a bus è una tipologia di rete passiva i
  computer ascoltano i dati trasmessi sulla rete,
  ma non intervengono nello spostamento di dati da
  un computer a quello successivo.

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Tipologia a Bus

• I dati trasmessi da un computer, se non vengono
  interrotti, viaggiano da un capo allaltro del
  cavo, rimbalzano e tornano indietro impedendo ad
  altri computer di inviare segnali. A ciascuna
  estremità del cavo viene applicato un componente
  chiamato terminatore che assorbe i dati liberi
  rendendo disponibile il cavo per linvio di altri
  dati
• Se un cavo viene tagliato o se uno dei capi viene
  scollegato, e quindi uno o più capi sono privi di
  terminatore, i dati rimbalzeranno interrompendo
  lattività su tutta la rete (rete inattiva).

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Tipologia a Bus

• E possibile espandere una LAN a bus con dei
  connettori cilindrici di tipo BNC che uniscono
  due capi di cavo ma indeboliscono il segnale
  (meglio usare un unico cavo lungo che più
  segmenti uniti fra loro).
• Oppure, si può usare un dispositivo chiamato
  ripetitore che potenzia il segnale prima di
  ritrasmetterlo sulla rete.

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Tipologia a Stella

• I computer sono connessi ad un componente
  centrale chiamato hub. I dati sono inviati dal
  computer trasmittente attraverso lhub a tutti i
  computer della rete.

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Tipologia a Stella

• Questa tipologia richiede unelevata quantità di
  cavi in una rete di grandi dimensioni.
• In caso di interruzione di uno dei cavi di
  connessione di un computer allhub, solo quel
  computer verrà isolato dalla rete. In caso di
  mancato funzionamento dellhub, saranno
  interrotte tutte le attività di rete. Tra i
  vantaggi dellhub ci sono lespandibilità (basta
  collegare un altro hub allhub iniziale),
  controllo centralizzato del traffico sulla rete
  in base a led luminosi che permettono di
  diagnosticare se quel ramo della rete è
  funzionante.

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Gli Hub

• Hub Attivi
• Gli hub sono per la maggior parte attivi, poiché
  rigenerano e ritrasmettono i segnali come i
  ripetitori. Questi hub richiedono il collegamento
  alla rete elettrica.
• Hub Passivi
• Questi hub (pannelli di collegamento e scatole di
  derivazione) sono solo punti di connessione e non
  amplificano o rigenerano il segnale.
• Hub Ibridi
• Sono hub evoluti a cui è possibile connettere
  tipi di cavo differenti. Utili per espandere una
  rete.

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Tipologia ad Anello

• I computer sono connessi tramite un unico cavo
  circolare privo di terminatori. I segnali sono
  inviati in senso orario lungo il circuito chiuso
  passando attraverso ciascun computer che funge da
  ripetitore e ritrasmette il segnale potenziato al
  computer successivo si tratta quindi di una
  tipologia attiva, a differenza di quella a bus.

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Tipologia ad Anello

• Uno dei metodi usati per la trasmissione dei dati
  lungo lanello è detto Token Passing, e si parla
  infatti di reti Token Ring.
• Il token (gettone) viene trasferito da un
  computer al successivo finché non raggiunge
  quello su cui sono disponibili dati da
  trasmettere. Il token viene modificato dal
  computer trasmittente che aggiunge al dato
  lindirizzo del destinatario e quello del
  mittente e lo rinvia lungo lanello.
• I dati passano attraverso ciascun computer finché
  raggiungono quello il cui indirizzo corrisponde a
  quello indicato sui dati. Questo computer
  restituisce un messaggio di conferma al computer
  trasmittente il quale crea un nuovo token e lo
  immette nella rete.

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Tipologia ad Anello

• Un token può percorrere un anello di 200m di
  diametro 10.000 volte al secondo, poiché viaggia
  alla velocità della luce.
• Nelle reti Token Ring, a differenza di altre, un
  computer malfunzionante viene automaticamente
  escluso dallanello consentendo agli altri di
  continuare a funzionare regolarmente in rete. In
  altri tipi di reti ad anello, un computer che non
  funziona può provocare la caduta di tutta la
  rete.

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Tipologia a Bus a Stella

• Combinazione della tipologia a bus e a stella.
• Più reti a stella sono collegate tramite cavi a
  bus lineari.
• Il malfunzionamento di un computer non influenza
  il resto della rete. In caso di mancato
  funzionamento di un hub, tutti i computer
  connessi a quellhub saranno esclusi dalla rete.
  Se lhub a sua volta è collegato ad altri hub,
  anche queste connessioni saranno interrotte.

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Tipologia ad Anello a Stella

• Combinazione della rete a stella ed ad anello
• Anche detta ad anello con cablaggio a stella, è
  simile alla tipologia a bus a stella, ma in
  questo caso gli hub non sono collegati fra loro
  tramite cavi bus lineari ma attraverso un hub
  principale secondo un modello a stella.

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Riepilogo sulle Tipologie
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Principali tipi di cavi

• Nelle maggior parte delle reti le connessioni
  vengono implementate attraverso un impianto di
  fili o cablaggio che funge da supporto di
  trasmissione per il trasferimento di segnali da
  un computer allaltro.
• L'implementazione di quasi tutte le reti viene
  realizzata attraverso cavi appartenenti ad una
  delle seguenti categorie coassiali, cavi a
  doppini intrecciati, cavi a fibre ottiche.

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Cavo Coassiale

• I costi limitati e le caratteristiche di
  leggerezza e flessibilità lo hanno visto come il
  sistema di cablaggio più utilizzato.
• E costituito da un conduttore interno in rame
  rivestito da uno strato isolante, una calza
  metallica di schermatura e una guaina isolante
  esterna (doppia schermatura).

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Cavo Coassiale

• La calza metallica funge da cavo di terra e
  protegge il conduttore da disturbi elettrici e
  diafonia o crosstalk (interferenza di un segnale
  emesso da un cavo adiacente). Se conduttore e
  calza entrano in contatto, avviene un
  cortocircuito che procura la distruzione dei
  dati.
• Il cavo coassiale offre una migliore protezione
  dalle interferenze e dallattenuazione del
  segnale (diminuzione della potenza durante il
  trasferimento lungo un cavo di rame) rispetto ai
  cavi a doppini intrecciati non schermati. E la
  scelta ideale per i collegamenti su lunghe
  distanze poiché garantisce buona affidabilità nel
  trasferimento dei dati a velocità più elevate.

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Tipi di cavi coassiali

• I cavi coassiali sono disponibili in due tipi
• Sottili (Thinnet)
• Spessi (Thicknet)

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Cavo Thinnet o 10Base2

• E flessibile, ha uno spessore di circa ¼ di
  pollice, facile da installare si collega
  direttamente alla scheda di rete del computer.
• Può trasferire un segnale fino a 185 m prima che
  inizi ad attenuarsi.
• Appartiene alla famiglia RG-58 ed ha unimpedenza
  (resistenza al passaggio delle corrente alternata
  in un filo elettrico) di 50 ohm. I cavi di questa
  famiglia hanno il conduttore interno in rame che
  può essere a fili intrecciati (RG-58 A/U) o pieno
  (RG-58 /U).

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Cavo Thicknet o 10Base5

• Relativamente rigido, ha un diametro di circa ½
  pollice. Definito Ethernet standard, poiché è
  stato il primo tipo di cavo usato nelle reti di
  quel tipo.
• Lo spessore del conduttore interno in rame è
  superiore a quello dei cavi Thinnet e può quindi
  trasferire segnali a distanze superiori fino a
  500 m. Per questo viene in genere utilizzato come
  dorsale per connettere più reti più piccole
  basate su cavo Thinnet.

31
Cavo Thicknet o 10Base5

• Per connettere un cavo coassiale Thinnet ad uno
  Thicknet si usa il dispositivo chiamato
  transceiver che, per mezzo di un connettore a
  vampiro, viene messo a contatto diretto con il
  conduttore interno del cavo Thicknet. Usando un
  cavo si collega il transceiver alla scheda di
  rete.

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Considerazioni

• Un cavo Thinnet è meno costoso e più flessibile e
  quindi più facile da installare di quello
  Thicknet. Il cavo Thicknet è però in grado di
  trasferire segnali a distanze maggiori.
• Lutilizzo di un cavo coassiale rappresenta la
  scelta consigliata per un supporto in grado di
  trasmettere segnali vocali, video e dati.
• Permette una protezione dei dati accettabile

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Connettori

• Per connettere cavi Thicknet e Thinnet ai
  computer si usano i connettori BNC (British Naval
  Connector)
• Connettore Coassiale BNC saldato o crimpato
  allestremità del cavo.
• Connettore a T BNC unisce la scheda di rete al
  cavo.
• Connettore Cilindrico BNC congiunge due segmenti
  di cavo Thinnet.
• Terminatore BNC per assorbire i segnali vaganti.

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Cavi a doppini intrecciati

• Consiste di due fili di rame isolati intrecciati.
• Questo tipo di cavi è disponibile in due
  versioni
• a doppini intrecciati non schermati (UTP)
• a doppini schermati (STP)

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Cavo a Doppini Intrecciati non Schermato(UTP) o
10BaseT

• Consiste di due fili di rame isolati con un
  numero di intrecci per metro di cavo variabile,
  utilizza la specifica 10BaseT e la lunghezza
  massima di ogni segmento è di 100 m.
• Esistono 5 categorie di cavi UTP (definite nella
  specifica 568 dellEIA/TIA)
• Categoria 1 Cavo telefonico UTP in grado di
  trasferire segnali vocali ma non dati.
• Categoria 2 Composto da 4 doppini intrecciati,
  usato per trasmettere dati fino a 4 Mbps (megabit
  al secondo).
• Categoria 3 Composto da 4 doppini con circa 10
  intreccia al metro, usato per trasmettere dati
  fino a 10 Mbps.
• Categoria 4 Composto da 4 doppini intrecciati,
  usato per trasmettere dati fino a 16 Mbps.
• Categoria 5 Composto da 4 doppini intrecciati,
  usato per trasmettere dati fino a 100 Mbps. E la
  categoria più diffusa nelle installazioni di
  rete.

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Cavo a Doppini Intrecciati Schermato (STP)

• Mentre il cavo UTP è particolarmente soggetto
  alla diafonia, il cavo STP, grazie alla pellicola
  isolante che racchiude i singoli doppini e a una
  calza di rame con maggiori capacità isolanti,
  risulta meno soggetto a interferenze elettriche e
  supporta velocità di trasmissione più elevate.

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Componenti per Cavi a Doppini Intrecciati

• Connettore RJ-45 usato per la connessione al
  computer, è un connettore simile a quello
  telefonico RJ-11 che può però contenere solo 4
  conduttori contro gli 8 dellRJ-45.
• Pannelli di distribuzione per centralizzare e
  organizzare una rete con un alto numero di
  connessioni, consentono inoltre di avere maggiore
  spazio per il collegamento dei cavi dove lo
  spazio a terra è carente.
• Quadri di collegamento espandibili supportano
  fino a 96 porte e velocità di trasmissione fino a
  100 Mbps.
• Prese multiple e pannelli a muro per collegare i
  computer ai quadri di collegamento.

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Considerazioni

• Si consiglia di utilizzare il cavo a doppini
  intrecciati nel caso in cui
• il budget è limitato
• linstallazione deve essere semplice
• non è consigliabile nel caso in cui sia
  importante lintegrità dei dati trasmessi su
  lunghe distanze a velocità elevate

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Cavo a Fibre Ottiche

• Usato per trasmettere dati digitali sotto forma
  di impulsi luminosi modulati, garantisce
  lassenza di attenuazione del segnale, di
  possibili interferenze elettriche e di
  derivazioni non autorizzate. E costituito da un
  cilindro di vetro molto sottile (nucleo) coperto
  da uno strato concentrico di vetro
  (rivestimento). Se il materiale usato è la
  plastica si ha una riduzione nella distanza
  massima di trasmissione del segnale.
• Ogni fibra di vetro può trasmettere dati in una
  sola direzione quindi un cavo a fibre ottiche
  contiene due fibre, una per la trasmissione ed
  una per la ricezione, ognuna dotata di un
  rivestimento separato. La trasmissione dei dati
  avviene a circa 100Mbps / 200Mbps su distanze di
  chilometri.

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Considerazioni

• Si consiglia di utilizzare il cavo a fibra ottica
  se è necessario trasmettere dati a velocità
  elevate su lunghe distanze con un supporto fisico
  sicuro.
• Si sconsiglia di utilizzarlo
• se il budget è limitato
• non si ha una grande padronanza tecnica del tipo
  di linstallazione

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Cablaggio IBM

• IBM ha sviluppato un proprio sistema di
  cablaggio, con numeri e specifiche proprie.
• Nel sistema di cablaggio IBM i cavi vengono
  classificati come tipi. Il sistema di misura del
  diametro dei cavi (AWG) specifica che
  allaumentare del numero corrisponde un diametro
  più grande del cavo.

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Sistema di cablaggio IBM
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Riepilogo tra i Diversi Tipi di Cavo
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Ambiente senza filo

• Il componenti di rete senza filo sono in grado
  di
• Fornire connessioni temporanee ad una rete
  esistente
• Fornire un determinato livello di portabilità
• estendere le reti oltre i limiti posti dai cavi
  tradizionali
• A seconda della tecnologia le reti possono essere
  suddivise in tre categorie
• Reti LAN
• Reti LAN estese
• sistemi portatili
• La differenza principale tra queste categorie è
  rappresentato dai servizi di trasmissione
  utilizzata

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Tecniche di trasmissione wireless

• Per trasmissione su reti LAN vengono usate le
  seguenti quattro tecniche
• A infrarossi
• Laser
• via radio a banda stretta (singola frequenza)
• Via radio ad ampio spettro

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Infrarossi

• Il funzionamento di tutte le reti ad infrarossi
  si basa sullutilizzo di un raggio di luce per il
  trasferimento dei dati. La velocità dei
  trasmissioni dei dati è 10 Mbps
• Le reti ad infrarossi si dividono in
• reti a portata ottica (line of sight)
• reti a diffusioni di infrarossi (scatter) (max
  distanza 30 m, rimbalzo del segnale)
• reti a riflessione (reflective)
• Unità di comunicazione ottica a banda larga
  (broadband optical telepoint)

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Via radio a banda stretta (singola frequenza) e
via radio ad ampio spettro

• Il trasmettitore e il ricevitore devono essere
  sulla stessa frequenza. La portata di
  trasmissione è 500 m, purtroppo non è capace di
  attraversare muri portanti. Velocità di
  trasmissione pari a 4,8 Mbps.
• Nella trasmissione ad ampio spettro la
  trasmissione avviene con una gamma di frequenza
  evitando alcuni problemi dellaltro metodo. La
  velocità è di 250 Kbps

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Trasmissione punto a punto

• Lutilizzo di un collegamento radio punto a punto
  per la trasmissione rapida di dati senza errori
• Il passaggio di dati anche attraverso pareti
• Trasmissione di dati a velocità tra i 1,2 e 38,4
  Kbps a distanze fino a 500 m

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Sistemi portatili

• Tra i sistemi portatili che si appoggiano dei
  servizi telefonici pubblici ricordiamo
• Comunicazioni radio a pacchetti
• Reti cellulari
• Stazioni satellitari
• Velocità di trasmissione lenta fra 8 e 19, 2 Kbps

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Trasmissione del Segnale
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Trasmissioni a Banda Base (Base band)

• I sistemi di trasmissione a banda base inviano
  segnali digitali su una sola frequenza, sotto
  forma di impulsi elettrici o luminosi distinti.
• Durante una trasmissione a banda base, lintera
  capacità del canale di comunicazione viene usata
  per la trasmissione di un singolo segnale di dati
  che usa quindi lintera ampiezza di banda del
  cavo (differenza fra la frequenza più alta e la
  frequenza più bassa trasportate dal cavo).
• Ogni dispositivo su una rete a banda base può
  trasmettere un flusso di segnali bidirezionale e
  alcuni possono trasmettere e ricevere
  contemporaneamente.
• Durante il trasferimento, la potenza di
  trasmissione di indebolisce gradualmente con
  possibili distorsioni del segnale. Nei sistemi a
  banda base vengono quindi usati ripetitori che
  ritrasmettono i segnali potenziandoli.

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Trasmissioni a Banda Larga (Broadband signal
trasmission)

• I sistemi a banda larga usano segnali analogici e
  una gamma di frequenze i segnali risultano
  continui e sono trasmessi sotto forma di onde
  ottiche o elettromagnetiche.
• Se lampiezza di banda lo consente, lo stesso
  cavo può supportare più sistemi di trasmissione
  analogica (TV via cavo e dati).
• Ad ogni sistema di trasmissione viene assegnata
  una parte dellampiezza di banda totale. Tutte le
  periferiche collegate al sistema di trasmissione
  (i computer della LAN) devono essere sintonizzati
  per utilizzare solo le frequenze della gamma
  assegnata. Per mantenere la potenza del segnale,
  invece dei ripetitori si usano amplificatori.
• Poiché il flusso di segnali è unidirezionale,
  occorre impostare due percorsi per il flusso dei
  dati, dividendo lampiezza di banda in due canali
  (configurazione mid-split) oppure collegando ogni
  periferica a due cavi separati (configurazione a
  cavo doppio).

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Schede di Rete

• Servono come interfaccia o connessione fisica fra
  il computer e il cavo di rete. Il suo ruolo
  consiste nel
• Preparare i dati provenienti dal computer per il
  cavo di rete.
• Inviare i dati ad un altro computer.
• Controllare il flusso di dati fra il computer e
  il sistema di cablaggio.
• Ricevere i dati provenienti dal cavo e
  convertirli in byte.

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Preparazione dei dati

• All'interno del computer i dati viaggiano lungo
  percorsi chiamati bus, costituiti da numerosi
  percorsi di dati affiancati che consentono quindi
  lo spostamento dei dati in gruppi anziché uno
  alla volta. Si parla di trasferimento in
  parallelo.
• I primi PC IBM avevano bus a 8 bit potevano
  spostare solo 8 bit di dati alla volta. L'IBM
  PC/AT usava un bus a 16 bit. Oggi i computer
  usano bus a 32 bit.
• Sul cavo di rete i dati devono viaggiare in un
  unico flusso si ha una trasmissione seriale.
• La scheda di rete riceve i dati in parallelo come
  gruppo e li ristruttura come flusso seriale
  attraverso il percorso a 1 bit del cavo di rete
  i segnali digitali sono convertiti in segnali
  elettrici o ottici componente detto
  trasmettitore-ricevitore.

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Preparazione dei dati

• Oltre a trasformare i dati, la scheda indica il
  proprio indirizzo al resto della rete. Gli
  indirizzi sono definiti dal comitato IEEE
  (Institute of Electrical and Electronics
  Engineers) che assegna a ciascun produttore di
  schede di rete un blocco di indirizzi. Il
  produttore è quindi in grado di imprimere in
  ciascuna scheda un indirizzo di rete univoco
  (indirizzo MAC Media Access Control).

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Preparazione dei dati

• Le fasi della preparazione dei dati sono
• Il computer assegna una parte di spazio in
  memoria alla scheda di rete (DMA, Direct Memory
  Access) per poter comunicare con essa.
• La scheda di rete richiede al computer il
  trasferimento dei dati.
• Il bus del computer sposta i dati dalla memoria
  del computer alla scheda di rete. Se questo
  spostamento avviene troppo rapidamente per la
  scheda di rete, i dati sono inviati al buffer
  (RAM) della scheda per essere smistati
  successivamente.

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Invio e Controllo dei Dati

• Prima di poter inviare i dati, la scheda di rete
  del computer trasmittente dialoga con quella del
  computer ricevente per stabilire
• Dimensione massima dei pacchetti da inviare.
• Quantità dei dati da inviare prima della
  conferma.
• Intervallo tra gli invii dei pacchetti.
• Intervallo prima dellinvio ella conferma.
• Quantità di dati prima delloverflow della
  scheda.
• Velocità di trasmissione dei dati.

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Configurazione della Scheda di Rete

• Interrupt (IRQ)
• Gli Interrupt Request Line sono linee hardware
  attraverso cui le periferiche (porte I/O,
  tastiera, dischi e schede di rete, inviano
  richieste di sevizi alla CPU.
• Agli IRQ sono assegnati diversi livelli di
  priorità affinché la CPU possa determinare
  limportanza delle richieste ricevute.
• Ogni periferica deve usare un IRQ differente,
  specificato al momento della configurazione della
  periferica. Alle schede di rete è solitamente
  assegnato lIRQ 3 o 5. Con il programma MSD è
  possibile vedere quali IRQ siano già in uso.

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Impostazione IRQ

• 2 (9) scheda video EGA/VGA
• 3 disponibile se non utilizzata da COM 2 o COM 4
  
• 4 COM 1 e COM 3
• 5 disponibile se non utilizzata da LPT2 o Scheda
  audio
• 6 controller floppy
• 7 porta parallela LPT 1
• 8 Orologio
• 10 disponibile
• 11 disponibile
• 12 Mouse (PS/2)
• 13 Coprocessore matematicoù
• 14 Controller disco rigido
• 15 Disponibile

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Configurazione della Scheda di Rete

• Porta I/O di Base
• Specifica il canale attraverso il quale le
  informazioni sono trasferite tra lhardware
  (esempio, la scheda di rete) e la CPU. Ogni
  periferica ha un suo indirizzo I/O (espresso in
  esadecimale, es. 0300-030F).
• Indirizzo di Base della Memoria
• Definisce lindirizzo di unarea di RAM
  utilizzata dalla scheda di rete come buffer per
  la memorizzazione dei frame di dati in entrata e
  in uscita. Non tutte le schede di rete usano la
  RAM di sistema. Per alcune schede è possibile
  specificare la quantità di RAM in Kb (es. 16 o 32
  Kb).

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Cablaggio di Rete e Connettori

• La scelta della scheda di rete dipende dal tipo
  di cablaggio e connettori usati
• Rete Thinnet Connettore BNC
• Rete Thicknet Connettore AUI a 15 pin (DB15)
• UTP Connettore RJ-45

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Prestazioni della Rete

• La scheda di rete influisce pesantemente sulle
  prestazioni dellintera rete. Ecco alcuni
  caratteristiche che velocizzano il passaggio dei
  dati attraverso la scheda
• DMA, Accesso Diretto alla Memoria
• Condivisione della memoria della scheda
• Condivisione della memoria di sistema
• Bus Mastering
• Bufferizzazioni dati nella RAM
• Microprocessore incorporato

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I Protocolli

• La procedura di invio dei dati fra due computer
  si divide in vari task
• Riconoscimento dei dati
• Suddivisione dei dati in blocchi più gestibili
• Aggiunta di informazioni ad ogni blocco per
• Determinare la posizione dei dati
• Identificare il destinatario dei dati
• Aggiunta di informazioni di sincronizzazione e
  controllo degli errori
• Immissione dei dati sulla rete ed invio a
  destinazione

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I Protocolli

• Ogni task viene svolto dal computer con una serie
  ben precisa di procedure i protocolli.
• Esistono due insiemi principali di protocolli
  standard il modello OSI e un aggiornamento di
  questo standard chiamato Progetto 802.

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Il Modello OSI

• Nel 1984 lISO (International Standards
  Organization) pubblicò un set di specifiche
  chiamato Modello di Riferimento OSI (Open System
  Interconnection), uno standard universale per il
  networking. I prodotti di rete vengono infatti
  progettati in base a queste specifiche che
  descrivono le modalità di interazione fra
  software e hardware di rete.

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I Livelli OSI

• Il modello OSI descrive unarchitettura che
  divide le comunicazioni di rete in sette livelli.
  Ogni livello riguarda differenti attività,
  dispositivi o protocolli di rete.

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I Livelli OSI

• Ogni livello OSI esegue funzioni di rete
  specifiche comunicando con il livello
  direttamente inferiore o superiore.
• I livelli 1 e 2 definiscono il supporto fisico
  della rete e i relativi task (immissione dei bit
  di dati nella scheda e sul cavo di rete). I
  livelli superiori come le applicazioni accedono
  ai servizi di comunicazione.
• Quando i dati, suddivisi in pacchetti, sono
  inviati lungo la rete, passano attraverso i sette
  livelli.

68
I Livelli OSI

• Ogni livello, attraverso un software specifico,
  aggiunge al pacchetto di dati una testatina
  (header) di informazioni e passa il dato al
  livello successivo. Il livello Collegamento Dati
  aggiunge anche una coda (trailer). Il livello
  Fisico passa i dati con header e trailer alla
  rete fisica.
• Quando il pacchetto di dati arriva al computer
  ricevente, attraversa i livelli in ordine
  inverso. Ogni livello rimuove lheader o il
  trailer appropriati e legge le informazioni prima
  di passare il pacchetto al livello successivo.
  Arrivato al livello Applicazione, il pacchetto è
  nella sua forma originale e può essere letto dal
  ricevente.

69
I Livelli OSI

• 7. Livello Applicazione
• Consente ai processi dellapplicazione di
  accedere ai servizi di rete e gestisce la
  comunicazione fra le applicazioni. Rappresenta i
  servizi che supportano direttamente le
  applicazioni utente (software di trasferimento
  file, accesso a database, posta elettronica).
  Gestisce laccesso generale alla rete, il
  controllo del flusso e il ripristino in caso di
  errori.

70
I Livelli OSI

• 6. Livello Presentazione
• Determina il formato usato per lo scambio di dati
  fra i computer della rete è il traduttore della
  rete. Nel computer che invia i dati, questo
  livello traduce i dati inviati dal livello
  Applicazione in un formato intermedio
  riconoscibile. Nel computer ricevente, avviene
  loperazione inversa.
• Questo livello è responsabile della conversione
  del protocollo, dellencrypting dei dati, della
  conversione dei set di caratteri, gestisce la
  compressione dei dati.
• Il redirector (software di rete che accetta le
  richieste di I/O e le reindirizza verso le
  risorse su un server) opera a questo livello.

71
I Livelli OSI

• 5. Livello Sessione
• Consente a due applicazioni su computer
  differenti di stabilire, usare e chiudere una
  connessione, detta sessione. Questo livello
  esegue il riconoscimento dei nomi e le funzioni
  (quali la sicurezza) necessarie per far
  comunicare due applicazioni attraverso la rete.
• Garantisce la sincronizzazione tra i task utente
  inserendo punti di controllo (checkpoints) nel
  flusso dei dati. Se la rete si blocca, si devono
  ritrasmettere solo i dati inviati dopo lultimo
  checkpoint. Questo livello controlla il dialogo
  fra i processi in comunicazione, regolando chi
  deve trasmettere, il momento la durata, ecc.

72
I Livelli OSI

• 4. Livello Trasporto
• Esegue il controllo del flusso, la gestione degli
  errori ed è coinvolto nella risoluzione dei
  problemi riguardanti la trasmissione e la
  ricezione dei pacchetti.
• Garantisce che i pacchetti siano consegnati senza
  errori, in sequenza, senza perdite o
  duplicazioni. Impacchetta nuovamente i messaggi,
  dividendo quelli lunghi in pacchetti e
  raccogliendo i messaggi piccoli in un unico
  pacchetto, aumentando lefficienza della
  trasmissione. Sul lato ricevente, preleva le
  informazioni dai pacchetti, ricostruisce i
  messaggi originali e in genere invia una conferma
  di ricevimento.

73
I Livelli OSI

• 3. Livello Rete
• E responsabile dellindirizzamento dei dati e
  della traduzione di indirizzi e nomi logici in
  indirizzi fisici. Determina la rotta dal computer
  di origine a quello di destinazione decidendo in
  base alla condizioni della rete, alla priorità
  del servizio, ecc. Gestisce i problemi di
  traffico sulla rete, come lo scambio di
  pacchetti, il routing e il controllo della
  congestione dei dati.
• Se il computer di destinazione non può ricevere
  un blocco di dati grande come quello inviato dal
  computer di origine, il livello Rete del
  trasmittente compensa dividendo il blocco in
  unità più piccole. Sul lato ricevente, il livello
  Rete riassembla i dati.

74
I Livelli OSI

• 2. Livello Collegamento Dati
• Invia i frame dei dati dal livello Rete al
  livello Fisico. Sul lato ricevente, impacchetta i
  bit grezzi ricevuti dal livello Fisico in un
  frame di dati. Un frame di dati è una struttira
  logica, organizzata, nella quale è possibile
  collocare dei dati. Rispetto ai pacchetti che
  hanno solo un header, i frames hanno un
  delimitatore iniziale ed uno finale. E
  responsabile del trasferimento privo di errori
  dei frame da un computer allaltro attraverso il
  livello Fisico.

75
I Livelli OSI

• 1. Livello Fisico
• E il livello più basso trasmette lo stream di
  bit grezzi su un supporto fisico (il cavo di
  rete). Collega le interfacce elettriche, ottiche
  e meccaniche al cavo. Trasporta i segnali con i
  dati generati dai livelli superiori.
• Definisce la modalità di connessione del cavo
  alla scheda di rete (numero di pin del connettore
  e loro funzione) e il metodo di trasmissione dei
  dati sul cavo di rete.
• E responsabile della trasmissione di bit da un
  computer allaltro, definendo la codifica dei
  dati e la sincronizzazione dei bit (un bit
  trasmesso come 1, viene ricevuto come 1 e non
  come 0). Definisce inoltre la durata di ogni bit
  e la modalità di traduzione in impulso elettrico
  o ottico per il cavo di rete.

76
Il Modello Progetto 802

• Sviluppato contemporaneamente allo standard OSI,
  il Progetto 802 (lanciato dallIEEE nel febbraio
  1980) definisce gli standard per i componenti
  fisici di una rete la scheda di rete e il cavo,
  contemplati nei livelli Fisico e Collegamento
  dati del modello OSI.
• Le specifiche 802 definiscono le modalità di
  accesso e di trasferimento dei dati sul supporto
  fisico da pasrte delle schede di rete.

77
Categorie IEEE 802

• Gli standard 802 sono 12 i principali sono
• 802.1 Internetworking
• 802.2 LLC (logical link control)
• 802.3 Ethernet
• 802.4 Token bus
• 802.5 Token ring
• 802.8 Fibra ottica
• 802.9 reti dati e voce integrate
• 802.11 reti senza filo
• 802.12 reti 100 base VG-AnyLAN

78
Il Modello Progetto 802

• Il progetto 802 divide il livello Collegamento
  Dati in due sottolivelli
• Logical Link Control (LLC)
• Media Access Control (MAC)

79
Il Modello Progetto 802

• Sottolivello Logical Link Control (LLC)
• Gestisce la comunicazione di collegamento dati e
  lutilizzo di punti di interfaccia logici (SAP.
  Service Access Point). E possibile che altri
  computer usino i SAP per trasferire le
  informazioni dal sottolivello LLC ai livelli OSI
  superiori. Questi standard sono definiti dalla
  categoria 802.2.
• Sottolivello Media Access Control (MAC)
• Garantisce laccesso condiviso al livello Fisico
  da parte delle schede di rete. Comunica
  direttamente con la scheda di rete ed è
  responsabile della consegna dei dati privi di
  errori tra due computer nella rete.

80
I Driver della Scheda di Rete

• Un driver è un software che consente ad un
  computer di funzionare con una determinata
  periferica. Il driver della rete garantisce la
  comunicazione tra una scheda di rete e il
  redirector di rete in esecuzione sul computer
  (software di rete che accetta le richieste di I/O
  e le reindirizza verso le risorse su un server).
• I driver della scheda di rete risiedono nel
  sottolivello MAC del livello Collegamento Dati.
  Il sottolivello MAC ha il garantisce laccesso
  condiviso al livello Fisico da parte delle schede
  di rete.
• In pratica, i driver delle schede di rete
  assicurano la comunicazione diretta tra il
  computer e la scheda di rete che è un
  collegamento fra il computer e il resto della
  rete.

81
Modalità di Invio dei Dati

• Poiché linvio di grossi file su una rete ne
  determinerebbe il rallentamento ed eventuali
  errori richiederebbero linvio di tutto il file
  da capo, i dati vengono suddivisi in pacchetti o
  frames , le unità base delle comunicazioni di
  rete.
• Il computer ricevente raccoglie i pacchetti e
  assemblati secondo lordine corretto per
  riformare i dati originali.

82
Modalità di Invio dei Dati

• I pacchetti possono contenere vari tipi di dati
• Informazioni (files)
• Dati di controllo e comandi (richieste di
  servizio)
• Codici di controllo (correzione degli errori) che
  indicano la necessità di una ritrasmissione.

83
Componenti dei Pacchetti

• Tutti i pacchetti hanno dei componenti in comune
  raggruppati in tre sezioni.
• Lintestazione comprende lindirizzo di origine e
  lindirizzo di destinazione, informazioni di
  sincronizzazione.
• I dati varia da 512 byte a 4 Kb
• Informazioni di coda tipo il controllo degli
  errori

84
Creazione dei Pacchetti

• La procedura di creazione del pacchetto inizia al
  livello Applicazione, dove i dati vengono
  generati, e attraversano i sette livelli. Ogni
  livello aggiunge ai dati informazioni relative a
  quel livello destinate al livello corrispondente
  sul computer di destinazione.
• Al livello Trasporto, il blocco originale di dati
  vieni diviso nei pacchetti veri e propri, la cui
  struttura è definita dal protocollo utilizzato
  dai due computer. Sempre a questo livello, sono
  aggiunte informazioni di sequenza che guideranno
  il ricevente nel riassemblare i dati dai
  pacchetti.

85
Indirizzamento dei Pacchetti

• Ogni scheda di rete vede tutti i pacchetti
  inviati sul proprio segmento di cavo, ma genera
  un interrupt sul computer solo se lindirizzo del
  pacchetto corrisponde al proprio.
• Esistono pacchetti di tipo broadcast che possono
  essere ricevuti da più computer sulla rete.

86
La Funzione dei Protocolli

• Sono regole e procedure per le comunicazioni
• Esistono molti protocolli, ognuno con vantaggi e
  limitazioni specifiche.
• Alcuni lavorano a diversi livelli OSI il livello
  al quale lavora un protocollo ne descrive le
  funzione.
• E possibile che vari protocolli lavorino insieme
  (stack di protocolli).

87
La Funzione dei Protocolli

• Il protocollo esegue operazioni diverse sul
  computer che invia e su quello che riceve
• Sul Computer che invia i dati
• Divide i dati in pacchetti
• Aggiunge informazioni di indirizzamento ai
  pacchetti
• Prepara i dati per la trasmissione attraverso la
  scheda e il cavo di rete
• Sul Computer che riceve i dati
• Preleva i pacchetti dal cavo
• Trasporta i pacchetti nel computer attraverso la
  scheda di rete
• Rimuove dai pacchetti le informazioni aggiuntive
• Copia i dati dai pacchetti in un buffer e li
  riassembla
• Passa i dati riassemblati allapplicazione

88
Stack di Protocolli

• In una rete vari protocolli devono funzionare
  insieme per assicurare che i dati vengano
  trattati secondo lo schema visto sopra. Il
  coordinamento delle funzionalità dei vari
  protocolli è il modello a Livelli.
• Uno stack di protocolli è una combinazione di
  protocolli. Ogni livello specifica un protocollo
  differente per la gestione di una funzione o di
  un sottosistema della procedura di comunicazione.

89
Stack di Protocolli
90
Il Processo di Binding

• Assicura grande flessibilità nellinstallazione
  di una rete in pratica, si possono abbinare
  protocolli e schede di rete in base alle
  necessità. E possibile, ad esempio, eseguire il
  binding di due stack di protocolli come lIPX/SPX
  e il TCP/IP ad una stessa scheda di rete.
• Lordine di binding, determina la posizione di un
  protocollo nello stack dei protocolli e quindi
  lordine con cui il sistema operativo esegue il
  protocollo per tentare di stabilire una
  connessione.

91
Stack Standard

• Esiste una serie di stack standard
• Linsieme di protocolli ISO/OSI
• LIBM System Network Architecture (SNA)
• Digital DECnet
• Novell NetWare
• Apple AppleTalk
• Linsieme di protocolli Internet, il TCP/IP

92
Stack Standard

• I task di comunicazione che le reti devono
  eseguire sono assegnai ai protocolli di questi
  stack che funzionano come uno dei tre tipi
  fondamentali di protocollo (simile al modello
  OSI)
• Applicazione
• Trasporto
• Rete

93
Task di comunicazione nel modello OSI
94
Tasks e Protocolli
95
Protocolli Comuni
96
TCP/IP

• Il Transmission Control Protocol/Internet
  Protocol è un insieme di protocolli standard che
  consente le comunicazioni in ambiente eterogeneo
  e laccesso ad Internet. E instradabile
  (routable) ed è di fatto lo standard per le reti.
• Altri protocolli scritti per linsieme TCP/IP
  comprendono
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) posta
  elettronica
• FTP (File Transfer Protocol) scambio di files
• SNMP (Simple Network Management Protocol)
  gestione della rete
• E uno stack di dimensioni ampie, e pertanto può
  svantaggiare stazioni MS-DOS.

97
NetBEUI

• NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) e
  NetBIOS erano in orgine legati e visti come unico
  protocollo. Vari fornitori di rete hanno separato
  NetBIOS (Network Basic Input/Output System),
  protocollo a livello Sessione, per poterlo usare
  con altri protocolli di trasporto instradabili.
  NetBIOS che agisce come interfaccia
  dellapplicazione rispetto alla rete consente ad
  un programma di avviare una sessione con un altro
  programma sulla rete.
• NetBEUI è un protocollo di livello Trasporto
  piccolo e veloce, compatibile con tutte le reti
  Microsoft, ma non routable.

98
IPX/SPX e NWLink

• LInternetwork Packet Exchange/Sequenced Packet
  Exchange è uno stack di protocolli usato dalle
  reti Novell. Piccolo e veloce, a differenza di
  NetBEUI supporta il routing.
• Microsoft fornisce NWLink come propria versione
  dellIPX/SPX.

99
Metodi di Accesso

• I metodi di accesso sono linsieme delle regole
  che definiscono la modalità di immissione dei
  dati dal cavo di rete e di prelevamento dei dati
  dal cavo da parte di un computer se due computer
  inviano dati sul cavo contemporaneamente, i
  pacchetti di uno entrano in collisione con i
  pacchetti dellaltro ed entrambi sono distrutti.
  I metodi di accesso impediscono laccesso
  simultaneo al cavo, garantendo una procedura
  ordinata nellinvio e nella ricezione dei dati.

100
Carrier-Sense Multiple Access with Collision
Detection

• Con il metodo CSMA/CD, ogni computer verifica la
  presenza di traffico di rete sul cavo
• Un computer sente che il cavo è libero.
• Il computer invia i dati.
• Se sul cavo sono presenti dati, nessun altro
  computer può trasmettere finché i dati non hanno
  raggiunto la propria destinazione ed il cavo è di
  nuovo libero.
• Se due computer iniziano la trasmissione
  simultaneamente, si verifica una collisione ed
  entrambi smettono di trasmettere per un periodo
  di tempo casuale e poi tenteranno di nuovo la
  trasmissione.

101
Carrier-Sense Multiple Access with Collision
Detection

• La capacità di rilevamento delle collisioni (che
  indicano al computer di non poter trasmettere)
  impone una limitazione sulla distanza a 2.500 m,
  oltre la quale, a causa dellattenuazione, un
  computer non è in grado di sentire una
  collisione generata dal lato opposto del cavo.
• Il CSMA/CD è noto come Metodo a Priorità poiché i
  computer fanno a gara per avere lopportunità di
  trasmettere.
• Più sono i computer sulla rete, maggiore sarà il
  traffico e più alta è la possibilità di dover
  evitare collisioni in questo caso il CSMA/CD può
  risultare un metodo di accesso lento a causa dei
  tentativi di ritrasmissione che, se in elevato
  numero, possono bloccare la rete (applicazioni di
  database).

102
Carrier-Sense Multiple Access with Collision
Avoidance

• Non così popolare come il CSMA/CD o il Token
  Passing, il CSMA/CA è un metodo in cui ogni
  computer segnala la propria intenzione di
  trasmettere. In questo modo, i computer sentono
  che potrebbe verificarsi una collisione ed
  evitano di trasmettere.
• La trasmissione dellintenzione di trasmettere,
  però, aumenta il traffico sulla rete
  rallentandola.

103
Token Passing

• Nel token passing un pacchetto di tipo speciale
  circola lungo lanello di cavo da computer a
  computer. Qualsiasi computer desideri trasmettere
  deve attendere un token libero e ne può prendere
  possesso. Mentre un computer sta trasmettendo gli
  altri non possono trasmettere.
• Nel token ring non sè ne priorità, ne
  collissione, ne tempo perso.

104
Demand priority

• E un metodo di accesso progettato per reti
  ethernet a 100 Mbps detto 100VG-Any LAN.
• Come nel caso CSMA/CD ci possono essere conflitti
  se due computer trasmettono contemporaneamente.
  Ciò può essere evitato creando uno schema di
  priorità sullhub o i ripetitori in maniera tali
  che i dati inviati da certi computer abbiano
  maggiore priorità rispetto a quelli trasmessi da
  altri. Demand priority ha due vantaggi
• Utilizzo di quattro coppie di fili
• Le trsmissioni avvengono attraverso hub