Programma per esame classe terza liceo
Le reti:
Topologie di reti
Tipologie di reti
Architetture
Modem, Router
Switch, Hub
Le basi di dati:
Introduzione ai database e relativi concetti
Sviluppo di semplici database
Internet e il web:
Linguaggi di markup
Introduzione alle pagine web
Creazione di pagine web con HTML
Cenni di CSS
Cenni di HTML5
Sviluppo di un sito web interdisciplinare
RISPOSTE
Topologia delle reti
La topologia delle reti è la disposizione delle componenti ovvero computer e infrastrutture come switch, router, access point, ecc. Tutti sono riassunti nel nome “componenti di rete”.
Si deve distinguere tra topologia logica e topologia fisica che indica le connessioni elettriche e posizionamento degli oggetti.
Le topologie in uso sono:
1) Rete a maglia
2) Rete a stella
3) Rete ad anello
4) Rete ad albero
5) Rete a bus
Nel dettaglio si possono descrivere con i seguenti vantaggi, svantaggi, forma e funzionalità:
Rete mesh in italiano a maglia.
I nodi sono tutti interconnessi quindi da ogni punto è possibile raggiungere un altro tramite una sola connessione fisica.
Se uno dei cavi si rompe è possibile raggiungere il nodo tramite un altro percorso anche se non minimo.
Esistono quindi dei percorsi chiusi all’interno della rete che si chiamano maglie con percorsi multipli tra i nodi.
Lo studio e la realizzazione si fa con la teoria dei grafi.
Questo significa che esistono due tipologie di reti mesh:
1) Parzialmente connessa se viene utilizzata solo una parte di tutti i collegamenti diretti esistenti tra i nodi;
2) completamente connessa se ogni nodo è collegato direttamente con tutti i nodi attraverso rami dedicati.
Il numero di cavi necessari è sfavorevole rispetto a altre topologie perché c’è una ridondanza per soddisfare i percorsi in ricezione e trasmissione.
Per una rete di 10 computer i cavi necessari saranno la sommatoria di 10-1, quindi 9+8+7+6+5+4+3+2+1 = 45 fili.
Vantaggi: Estremamente veloce a causa dei percorsi dedicati per ogni trasmissione.
Svantaggi: Difficile da espandere, Troppi cavi per reti grandi.
Utilizzo: Interconnessioni tra server geografici e reti metropolitane. Il costo è molto elevato e si realizza solo quando è necessaria una estrema velocità.
Rete a stella
Esiste un nodo centrale detto padre a cui si connettono tutti i nodi detti figli, detto centro stella.
Il centro stella è di solito un Hub ovvero un dispositivo hardware con tante porte RJ45 oppure in fibra ottica che duplica i pacchetti e li invia a tutti, ovvero usa la tecnica broadcast.
Gli Switch invece distinguono a chi è destinato il pacchetto e bilanciano il carico di rete.
Funzionamento della rete a stella
Ogni nodo figlio, un computer, invia un pacchetto al nodo centrale che lo inoltra al destinatario.
le reti LAN (Local Area Network) sono tipicamente a stella. Una topologia a stella standard va bene solo per reti piccole come le reti private delle aziende.
I router consentono di ingrandire queste reti.
I vantaggi
In caso di guasto si blocca solo il nodo interessato e il resto della rete continua a funzionare. Ci pensa il nodo centrale a tenere in piedi la rete. E’ molto affidabile dal momento che eventuali guasti non compromettono il funzionamento dell’intera rete. Rimane isolato solo il nodo guasto, mentre gli altri continuano a funzionare passando per il nodo centrale;
Si espande facilmente collegando più reti a stella tra loro tramite un solo filo tra due hub come se fossero due nodi della stessa stella. Si crea dunque un concatenamento, o collegamento in cascata, da cui ha origine la cosiddetta rete a stella in espansione.
La rete è sempre disponibile per cui ogni computer può inviare dati in qualsiasi momento.
Svantaggi
C’è Rischio di sovraccarico del nodo padre in caso di un intenso traffico di rete.
Se si blocca o rompe lo switch smette di funzionare dal quel punto gerarchico in giù, se si blocca quello generale, il padre, si blocca tutta la rete.
Rete ad anello
In questa rete i nodi sono disposti a forma di cerchio creando un anello, senza l’esistenza di nodi terminali. I computer sono collegati con un cavo circolare. E’ la topologia è usata per le reti Wan, spesso fatte in fibra ottica che è un mezzo di trasmissione unidirezionale.
Funzionamento dell’anello
Ciascun nodo verifica se il pacchetto è indirizzato a lui quindi decide se usarlo o passarlo oltre.
La trasmissione termina quando il pacchetto fa un intero giro e ritorna al nodo trasmittente. Il percorso può avvenire in modo unidirezionale o bidirezionale.
Unidirezionale, in senso orario o antiorario a seconda dei casi, in cui sussiste un alto rischio di guasti perché se un collegamento non funziona compromette l’intera rete.
Bidirezionale, per cui ciascun nodo può inviare il messaggio sia al nodo precedente che a quello successivo. In questa modalità ad un eventuale guasto, di un solo terminale, viene risulto sfruttando la direzione ancora attiva.
I vantaggi
Elevata estendibilità della rete, garantita dal potenziamento del segnale da parte di ogni nodo;
Facilità di realizzazione;
Sistema semplice da costruire e sufficientemente veloce.
Gli svantaggi
Bassa tolleranza ai guasti per quanto riguarda l’anello unidirezionale perché se si verifica un problema a un singolo cavo o nodo l’intera rete si blocca;
Scarsa diffusione: oggi tale topologia è quasi sparita nelle aziende ma era usata nei primi sistemi a fibra ottica (FDDI) che ora si sono evoluti. Anche le token ring, tecnologia diffusa nei computer di media fascia, stanno abbandonando la topologia ad anello;
Difficoltà di espansione dovuta proprio al rischio di guasto, minore però nelle reti bidirezionali che sono le più diffuse tra quelle ad anello.
Rete ad albero
E’ una topologia dalla struttura gerarchica e multilivello, in cui a ogni nodo ne sono collegati altri due di livello inferiore
Come funziona una rete ad albero
Il nodo padre o nodo radice (root) è collegato ai nodi figli detti foglie (leaves) che possono essere padri dei sottostanti, creando una nuova struttura gerarchica. Ogni nodo si raggiunge attraverso un solo percorso.
I vantaggi
Costi contenuti che garantiscono un ottimo rapporto tra prezzo e velocità e una minore complessità di realizzazione.
Facile espandibilità attraverso i nodi figli che possono diventare a loro volta radici.
Gli svantaggi
Non c’è tolleranza ai guasti dal momento che se si interrompe un collegamento che porta a un nodo padre rimane isolata anche tutta la sua discendenza.
Esiste il rischio di blocco totale se si guasta il nodo radice principale.
Rete a bus
Un unico cavo, munito di appositi terminatori resistivi alle estremità, contiene i pacchetti inviati da tutti i nodi. Questi ascoltano il bus e se identificano un pacchetto indirizzato a loro lo estraggono. La rete è cosi piena di dati anche quando non indirizzati a una specifica destinazione.
Il vantaggio principale è che si eliminano quasi tutti i cavi ma gli svantaggi sono un elevato traffico e una alta sensibilità ai guasti, infatti se si sgancia un nodo senza bypasssarlo cade tutta la rete