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Appendice A: Elementi di base delle reti di telecomunicazioni  
   
 

Trasmissioni in banda base o in banda larga | Il modello ISO OSI

 
     
  Prima di illustrare in che modo Ethernet si è evoluta con gli anni è necessario introdurre sommariamente alcuni concetti fondamentali relativi alle reti di telecomunicazioni, e in particolare alle reti locali (LAN). Cominciamo con lo specificare che con il termine 'rete' si intende un qualunque insieme di dispositivi indipendenti, o nodi, in grado di comunicare tra loro attraverso un mezzo che può essere una connessione fisica, come nel caso delle comunicazioni su rame e su fibra ottica, oppure può essere il semplice spazio nel quale si propagano le onde elettromagnetiche, come succede per le reti senza fili, o 'wireless'. I nodi della rete si possono suddividere in due grandi categorie: Data Terminal Equipment (DTE) e Data Control Equipment (DCE) a seconda che siano terminali di origine e di destinazione dei dati (come PC, server, sensori, trasduttori) oppure che siano elementi intermedi destinati al trasferimento dell'informazione da e verso i DTE. Esempi di DCE sono: le interfacce di rete (NIC, Network Interface Card), i ripetitori, i ponti (o bridge), i concentratori (o hub), i commutatori (o switch) e gli instradatori (o router).

Topologie di rete

A prescindere dal tipo di tecnica adottata per il trasferimento dei dati, una rete viene caratterizzata dal modo in cui i suoi nodi sono collegati tra loro, ossia dalla sua topologia. Le topologie più comuni sono: a bus, a stella e ad anello. Un caso particolare di rete è rappresentato dalle connessioni punto-punto. In questo caso la rete è costituita da due nodi e la comunicazione risulta enormemente semplificata. Per realizzare una comunicazione peer-to-peer tra due sistemi Ethernet su doppino è sufficiente ricorrere a un cablaggio in cui si invertono i terminali di trasmissione e ricezione di uno dei connettori (si utilizza cioè un cavo di crossover).

      Bus Condiviso
In una rete a bus condiviso, che è la topologia della rete Ethernet originaria (Thick Ethernet e Thin Ethernet) tutti i nodi sono connessi a un mezzo di trasmissione lineare denominato bus. Ogni nodo trasmette sul bus i propri dati che si propagano andando a toccare tutti i nodi rimanenti. L'assenza di nodi di controllo che instradino le informazioni richiede che siano i singoli nodi a incorporare l'intelligenza necessaria per il controllo di flusso e il recupero in caso di errori. La distanza tra il nodo trasmittente e quello ricevente è ovviamente dipendente dalla loro posizione all'interno della rete, cosa questa che può comportare dei problemi di bilanciamento; inoltre, per evitare problemi di riflessione del segnale, è necessario 'terminare' appositamente le estremità del bus con degli opportuni resistori. Dal punto di vista dell'affidabilità, il problema maggiore di questa configurazione è che una interruzione in qualunque punto del bus renderebbe inutilizzabile l'intera rete.

Figura 1: Topologia a bus condiviso
Figura 1: Topologia a bus condiviso

      Stella
Nella topologia a stella tutti i nodi sono connessi a un unico nodo centrale, o hub (letteralmente 'mozzo') che può ritrasmettere il segnale a tutti gli altri nodi, oppure inoltrarlo al solo destinatario agendo in questo caso da centro di commutazione (nel qual caso prende il nome di 'switch' o commutatore). La rete Ethernet commutata sfrutta appunto questo tipo connessione. Il fatto che ogni nodo si debba preoccupare di gestire le comunicazioni solo sulla tratta che lo collega all'hub, posto a una distanza nota semplifica il bilanciamento della rete. L'hub concentra in sé l'intelligenza necessaria a gestire le comunicazioni, e questo rappresenta un vantaggio in quanto è possibile modificare le caratteristiche dell'intera rete agendo solo su questo componente. Inoltre l'interruzione di uno dei collegamenti con l'hub escluderebbe dalla rete solo il nodo a esso collegato; gli stessi terminatori non sono più necessari in quanto i rami non debitamente collegati ai nodi vengono esclusi in modo automatico. Il rovescio della medaglia è rappresentato dalla robustezza: un guasto all'hub comporterebbe infatti il fallimento dell'intera rete. Un ulteriore vantaggio della topologia a stella è rappresentato dalla sua capacità di supportare nodi eterogenei: l'hub può infatti occuparsi della conversione delle trasmissioni, ad esempio memorizzandole e ritrasmettendole ad una velocità inferiore a tutti quei nodi che utilizzano una tecnologia meno recente.

Figura 2: Topologia a stella
Figura 2: Topologia a stella

      Anello
La topologia ad anello vede una serie di ripetitori collegati tra loro in sequenza fino a formare un percorso chiuso semplicemente connesso. Ogni nodo riceve l'informazione dal nodo precedente e, se non è destinata a sé, la inoltra al nodo successivo. Nel mondo di Ethernet questo tipo di connessione non la si trova realizzata con connessioni fisiche ma piuttosto tramite percorsi virtuali realizzati ricorrendo a topologie a stella. E' il caso ad esempio delle reti 100VG-AnyLAN e di alcune soluzioni proprietarie o semiproprietarie che si prefiggono di rispondere al problema della ridondanza e della disponibilità delle funzioni offerte dalla rete stessa.


Figura 3: Topologia a bus condiviso
Figura 3: Topologia ad anello

Le topologie di rete utilizzate in pratica sono spesso più complesse di quelle fondamentali qui sommariamente illustrate, e contemplano casi ibridi che si possono classificare come reti a maglia non completamente connesse: si possono infatti avere porzioni di rete connesse a stella i cui hub e switch sono connessi tra loro su bus condiviso, su un anello o in una maglia completamente connessa.

 
     
 
 
   
   

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