La rete Presentato da Andrea Zocco Sommario

La rete Presentato da: Andrea Zocco

Sommario q Cos’è una rete, cos’è il cablaggio strutturato q Il cablaggio Strutturato, la parte fisica della rete q La parte “attiva” della rete q La trasmissione nella rete q Verificare il funzionamento della rete

Cosa è una Rete Una rete di computer è costituita da un insieme di PC autonomi (nodi di elaborazione o host) collegati mediante una infrastruttura di comunicazione (rete) Le reti di calcolatori sono alla base dei sistemi distribuiti (sistemi in cui i carichi di lavoro e le risorse vengono “distribuiti”) I principali obiettivi di una rete sono: – condivisione di risorse – comunicazione tra utenti – miglioramento dell’affidabilità del sistema – diminuzione dei costi complessivi

Cosa è una Rete Ogni rete comprende: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Cablaggio strutturato (Cat 5 E, Cat 6…. . ) Almeno due computer Schede di rete (Network Interface Card) Mezzo di collegamento (cavo, fibra, ecc. . ) Software di rete, Un “punto di aggregazione” per collegare tutti i cavi dei PC in un unico punto che può essere un HUB o uno SWITCH

IL CABLAGGIO STRUTTURATO “ 1ª Definizione IL CABLAGGIO STRUTTURATO RAPPRESENTA UNA INFRASTRUTTURA TECNOLOGICA CHE MEDIANTE L’INTERCONNESSIONE DI DIVERSE APPARECCHIATURE PERMETTE DI INTEGRARE PIÙ SERVIZI E INFORMAZIONI, A PRESCINDERE DALL’ORIGINE E DALLA TIPOLOGIA CHE LI CONTRADDISTINGUE: DATI, FONIA, VIDEO, SISTEMI DI SICUREZZA, AUTOMAZIONI, CONTROLLO, Ecc. . “ Nota: (tratta da CEI/EN 50173) CABLAGGIO STRUTTURATO: UN SISTEMA DI CAVI DI STRUTTURATO TELECOMUNICAZIONE, PROLUNGHE ED ELEMENTI DI CONNESSIONE CHE PERMETTE IL COLLEGAMENTO DI APPARECCHIATURE PER LA TECNOLOGIA DELL’INFORMAZIONE

IL CABLAGGIO STRUTTURATO • Area con diversi edifici • Distanza per servizi di telecomunicazioni: max 2000 mt • Supporto fisico , FIBRA o RAME

il cavo in rame

Velocità di trasmissione nei cavi in rame PER QUEL CHE RIGUARDA LA SUDDIVISIONE DAL PUNTO DI VISTA PRESTAZIONALE, ESSA VA FATTA SOPRATTUTTO DAI “PROTOCOLLI” DI TRASMISSIONE CHE NE DETERMINANO, CONTESTUALMENTE ALLA TECNOLOGIA UTILIZZATA, LE VELOCITÀ MASSIME DI TRASMISSIONE. CLASSIFICAZIONE PRESTAZIONE CAVI A COPPIE EIA/TIA VELOCITA’ FREQUENZA CATEGORIA 3 10 Mbps 16 MHz CATEGORIA 4 16 Mbps 20 MHz CATEGORIA 5 100 Mbps 100 MHz CATEGORIA 5 e 1000 Mbps 100 MHz CATEGORIA 6 10000 Mbps (55 mt) 250 MHz CATEGORIA 6 A 10000 Mbps (100 mt) 500 MHz CATEGORIA 7 CATEGORIA 8 FTP ANSI/TIA-568 -C. 2 -1 ? 25/40 Mbps 600 MHz Gbps ( 30 mt) 2000 MHz

La Fibra Ottica mm mm Principali caratteristiche Applicazioni prevalenti ¨ insensibilità al rumore elettromagnetico ¨ ambienti elettromagneticamente rumorosi ¨ mancanza di emissioni ¨ ambienti con problemi di compatibilità ¨ non conducibilità elettrica ¨ banda passante teoricamente illimitata (fibre monomodali) ¨ bassa attenuazione elettromagnetica ¨ protezione dalle sovratensioni ¨ altissime velocità di trasmissione ¨ distanze elevate

Velocità di trasmissione nei cavi in Fibra • Lo standard ISO/IEC 11801 riporta diverse tipologie di fibre ottiche: Fibra Multimodale (MM) OM 1 (62, 5 / 125 μ ): banda 200 MHz km a 850 nm (ormai obsoleta ma diffusa) OM 2 (50 / 125 μ ): banda 500 MHz km a 850 nm OM 3 (50 / 125 μ ): banda 1500 MHz km a 850 nm OM 4 (50 / 125 μ ): banda 3500 MHz km a 850 nm N. B. per le classi OM 1, OM 2, OM 3, OM 4 a 1300 nm banda 500 MHz km Fibra Monomodale (SM) OS 1/OS 2 monomodale: 100 GHz x Km

I “modi” di propagazione • multipli (multimodale) – generati dai differenti angoli di incidenza dei raggi provenienti dalla sorgente – percorrono diverse strade all’interno del nucleo CORE Light Mode CLADDING • unico (monomodale) – sorgente luminosa “coerente” – il nucleo è poco più grande della lunghezza d’onda CORE CLADDING Light Mode

Alla rete fisica si collegano gli elementi attivi Gli elementi attivi di una LAN sono: Ø Ø Ø PC (Personal Computer) NIC (Network Interface Card, o schede di rete) Hub Switch Router Access Point Printer (Stampanti) Server Lan disk IP Camera IP Phone Altro

NIC Ø Ø Schede di rete Le schede di rete sono l’interfaccia tra il PC e la rete. Permettono ai computer di colloquiare secondo procedure precise Comunemente hanno velocità 10/100 Mbit Ethernet o Fast. Ethernet APPARATI ATTIVI Che gestiscono il traffico Trasportare il flusso dati su una rete non è una cosa semplice, servono apparati intelligenti che rispettano regole precise • HUB (ripetitori) • SWITCH (commutatori) • ROUTER (instradatori)

HUB (o repeater) obsoleto! Apparato attivo molto semplice Punto di aggregazione per i cavi che collegano le stazioni in un segmento di rete Ogni pacchetto di dati proveniente da un PC viene ricevuto dall’HUB su una porta e viene ritrasmesso su tutte le altre Tutti gli utenti collegati a un HUB si trovano sullo stesso “segmento” di rete e condividono la stessa larghezza di banda (velocità di trasmissione) Se il segmento è a 10 Mbit/s e un utente sta impegnando il 10% della banda gli altri avranno a disposizione 9 Mbit/s Se si collegano tante stazioni all’HUB le prestazioni (velocità) si riducono drasticamente

Switch (o commutatore) Funzionamento simile all’HUB ma molto più potente e “intelligente” La banda non è più condivisa ma è “dedicata” Tutti gli utenti hanno la stessa larghezza di banda Se la rete è a 10 Mbit/s ogni utente avrà a disposizione 10 Mbit/s da non dividere con nessuno Lo switch riceve i pacchetti da un PC su una porta e li commuta solo sulla porta dov’è collegato il PC di destinazione Lo switch è in grado di leggere all’interno di ogni pacchetto l’indirizzo della scheda di rete delle stazioni origine-destinazione commutando il traffico verso le stazioni impegnate nella comunicazione e non verso le altre

Router ü E’ l’apparato più “intelligente” della rete ü E’ in grado di collegare diverse LAN insieme ü Esegue l’instradamento dei pacchetti a livello più alto poiché conosce gli indirizzi delle reti ad esso collegate ü E’ in grado di scegliere il percorso più breve per raggiungere una destinazione Un concetto IMPORTANTE Un router può interconnettere reti che usano diverse tecnologie, inclusi mezzi fisici diversi, tecniche di accesso, schemi di indirizzamento fisico e formato dei frames.

Riassumendo…. Uno SWITCH serve per collegare insieme diverse stazioni in rete in banda “dedicata” – segmenta la rete Un ROUTER collega LAN diverse, “impara” le route per raggiungere le stazioni e trova il percorso ottimale. Solitamente viene usato per collegare una LAN (ufficio, casa, ecc. . ) verso INTERNET Un HUB serve per collegare insieme diverse stazioni in rete “condividendo” la banda

Indirizzi MAC address Gli indirizzi MAC sono gli indirizzi di livello 2 delle schede di rete Ogni scheda di rete ha un numero identificativo “unico” Non esiste una scheda che abbia lo stesso indirizzo MAC di un’altra Esempio di MAC Address 00. 60. 1 B. 5 D. AE. 2 F

I protocolli Le regole per la trasmissione Architettura di comunicazione Per garantire la comunicazione i calcolatori cooperano mediante un insieme di regole chiamate protocolli di comunicazione Un protocollo di comunicazione specifica il formato dei dati, delle informazioni di controllo e la velocità di trasmissione L’elevato livello di cooperazione richiede l’utilizzo di un insieme di protocolli organizzati mediante un’architettura a strati 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1

Protocollo TCP/IP E’ il protocollo più diffuso al mondo in ambito sia locale che geografico (Internet) E’ usato dalla rete Internet per far comunicare le periferiche tra loro, ogni sito ha un suo indirizzo IP univoco. Nella rete Ethernet il protocollo TCP/IP si lega al Mac address della periferica. La periferica viene perciò identificata non solo tramite il Mac address ma anche attraverso l’indirizzo TCP/IP. Mentre il Mac address non è modificabile lo è invece l’indirizzo TCP/IP ma non devono essere presenti in rete due indirizzi identici. Due le versioni attuali: IPv 4 > Indirizzi del tipo > 192. 168. xxx IPv 6 > Indirizzi del tipo > 2001: 0 db 8: 0000: 1428: 57 ab

Indirizzo IP q Gli indirizzi IP sono una componente vitale delle reti q L’indirizzamento IP e il protocollo IP lavorano a livello 3 q IP è la sigla di Internet Protocol q Attualmente si usa IPv 4 ma è già standard l’indirizzamento IPv 6 q Un indirizzo IP è composto da 32 bit q 4 campi con valore compreso tra 0 255 q Esempi di indirizzi IP 128. 41. 55. 78 10. 0. 0. 60 q Ogni stazione su una rete deve avere un indirizzo IP che la identifica

Indirizzi IP Tabelle indirizzi IPv 4 : Range di IP che si possono usare nelle reti locali

Trasmissione Le reti locali ed internet vengono denominate reti a “commutazione di pacchetto” poiché usano la tecnica per l'invio di messaggi in piccole unità di informazione (pacchetti). I “pacchetti” sono trasmessi attraverso le stazioni in una rete lungo la via migliore disponibile in quel momento tra sorgente e destinazione. Le reti a commutazione di pacchetto gestiscono le informazioni in piccole unità, .

I Pacchetti Come vengono incapsulati i dati I dati viaggiano nella rete sotto forma di pacchetti (data packet). Il termine pacchetto rappresenta una specie di confezionamento (o meglio di "imbustamento") delle informazioni attraverso cui si definisce il mittente, il destinatario, i dati trasmessi e tutta una serie di informazioni di controllo.

Pacchetti nel Protocollo TCP/IP ……. i dati trasmessi e tutta una serie di informazioni di controllo. ·Preamble: Sono bits di sincronizzazione. Permettono al ricevitore di sincronizzarsi in maniera corretta rispetto alla fase della forma d'onda che trasporta l'informazione sotto forma di bits. ·SFD: 1 byte riservato al campo che segna l’inizio della frame ·Destination Address: Indirizzo Mac destinatario. ·Source Address: Indirizzo Mac mittente. · Length: Lunghezza in byte del messaggio contenuto nella porzione “Data” · Data: Dati da trasmettere dal mittente al destinatario. (da 0 a 1500 bytes massimi) ·Padding: Viene inserito , se necessario, per portare la lunghezza di “Data” + “ Padding” almeno a 46 byte ·FCS: Sono bits per il controllo errori. Tramite questi 16 bits si effettua il controllo ciclico di ridondanza. Ad ogni pacchetto che viene trasmesso in rete vengono aggiunti questi 16 bits, quando il pacchetto sarà letto dalla rete verrà riesaminato il FCS e in caso di incompatibilità il pacchetto verrà scartato

I protocolli più comuni su una LAN DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) Protocollo che fornisce una configurazione dinamica di indirizzi IP attraverso la gestione centralizzata dell'allocazione di indirizzi. Il server DHCP e' il computer che gestisce l'assegnazione degli indirizzi IP su reti internet/intranet. Utilizzando questo sistema il lavoro dell'amministratore risulta facilitato in quanto ogni client acquisisce automaticamente in fase di boot il numero IP che, quindi, può cambiare di volta in volta (Dynamic). ARP (Address Resolution Protocol) Protocollo delle reti TCP/IP che permette a un host di trovare l´indirizzo fisico (MAC) di un nodo sulla stessa rete conoscendo soltanto l´indirizzo logico (IP) del destinatario.

I protocolli più comuni su una LAN ICMP (Internet Control Message Protocol) Il famoso “ping” fa parte del protocollo ICMP, verifica la connessione alla rete e misura il tempo di routing dei pacchetti. SNMP (Simple Network Management Protocol) Il protocollo di gestione della rete di TCP/IP. Nell'SNMP gli agenti, sia hardware che software, controllano l'attività nei vari dispositivi della rete e riferiscono alla console. Le informazioni di controllo su ciascun dispositivo vengono memorizzate in una struttura denominata management information block MIB (blocco informativo gestionale).

Analizzare le prestazioni della rete CERTIFICAZIONE RAME LO STRUMENTO DEVE ESSERE IN GRADO DI MISURARE TUTTI I PARAMETRI ATTENUAZIONE DEFINITI DAGLI STANDARD NAZIONALI ED MAPPATURA INTERNAZIONALI. LUNGHEZZA NEXT RESISTENZA DI ANELLO FEXT RITARDO DI PROPAGAZIONE EL-FEXT DELAY SKEW PS-ELFEXT IMPEDENZA NOMINALE ACR RL PS-ACR Parametri da verificare per la corretta certifica agli standard

Analizzare le prestazioni della rete CERTIFICAZIONE FIBRA EDIFICIO 1 Patch Panel EDIFICIO 2 Patch Panel Campus Backbone x Cavo in fibra ottica multimodale Giunto meccanico o a fusione x Giunto meccanico o A fusione Lunghezza del cavo (es. 1, 2 Km) Patch panel 1 dotato di connettori inseriti direttamente nelle bussole Connector Loss 0, 75 d. B Patch panel 2 dotato di un cavo unito per fusione al cavo principale ed inserito nella bussola Splice Loss 0, 3 d. B Fibre Loss = 850 nm 3, 5 d. B / km Splice Loss 0, 3 d. B A L + n ag + nc ac (d. B) A 3, 5 1, 2 + 2 0, 3 + 2 0, 75 = 6, 3 (d. B) Connector Loss 0, 75 d. B

PROCEDURA PER IL TEST OTTICO Valori di attenuazione massima Standard ISO/IEC 11801 Parameter MULTIMODE 850 nm 1300 nm SINGLEMODE 1310 nm 1550 nm Fibre Attenuation d. B/km 3. 5 max. 1. 0 max Connector Ac Insertion loss d. B 0. 75 max. 0. 75 max. 0. 3 max. Splice Loss d. B Ag 1. 0 max 0. 3 max.

OTDR Optical Time Domain Reflectometer Ø Misura dell’attenuazione dei giunti; Ø Misura dell’attenuazione dei connettori; Ø Misura di punti di attenuazione concentrata; Ø Misura dell’attenuazione totale di sezione; Ø Misura di attenuazione di tratta; Ø Misura di attenuazione specifica (chilometrica); Ø Misura attenuazione di riflessione (return loss); Ø Potenza ottica retrodiffusa; Ø Localizzazione dei giunti; Ø Localizzazione stress e interruzioni; Ø Lunghezza tratte; Ø Lunghezza totale di sezione.

Analizzare le prestazioni della rete Apparati ATTIVI Per verificare se una rete locale (LAN) funziona al meglio occorre misurare le sue prestazioni Rendimento (throughput) Ø Numero di bit che possono essere trasmessi sulla rete in un certo periodo di tempo (es. 1 Mbps) Latenza (latency) o ritardo (delay) Ø Tempo impiegato da un messaggio per andare da un punto all’altro della rete (es. 24 ms) Tempo di andata e ritorno RTT (Round Trip Time) Ø Tempo impiegato da un messaggio per andare da un punto all’altro della rete e tornare al punto di partenza Strumenti di misura dell’RTT Ø Ping Ø Traceroute Calcola l’RTT rispetto ad una destinazione finale per un messaggio di dimensioni standard (32 B o 64 B) Calcola l’RTT per ogni nodo intermedio fino alla destinazione finale per un messaggio di dimensioni standard

Analizzare le prestazioni della rete Analizzare una rete locale significa: Conoscere i principi di funzionamento delle reti Conoscere i protocolli di trasmissione Conoscere le problematiche più diffuse Conoscere tutte le stazioni della rete Conoscere il tipo di indirizzamento IP Conoscere il tipo di traffico che impegna la rete (%utilizzo, broadcast, ecc. . ) Sapere quanti utenti sono collegati in un determinato momento Trovare il problema che affligge la rete in breve tempo (limitare il down time del servizio) Misurare i tempi di risposta e la connettività delle stazioni (stampanti, PC, Server, ecc Per verificare il corretto funzionamento della rete utilizzano degli strumenti che eseguono misure precise e verifiche approfondite di facile comprensione Vantaggi nell’utilizzo della strumentazione: Semplici da usare. Occorre meno tempo per rilevare i guasti Possibilità di avere report stampabili Con un semplice click si esegue un test completo di tutte le stazioni collegate Misure precise ed affidabili Definiscono la professionalità dell’installatore

Grazie Andrea Zocco E-Mail andrea. zocco@elmat. com