• Scritto da Mattia Verga
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Guida al networking: scopriamo gli apparati

Guida al networking: scopriamo gli apparati

Inizia con questo articolo una piccola serie dedicata alla comprensione del funzionamento delle reti. Scopo di questi articoli è preparare l'utente alla realizzazione e gestione di una rete domestica o di un piccolo ufficio e fornire le conoscenze di base per la risoluzione di eventuali problemi.

In questa prima "lezione" diamo uno sguardo agli apparati che possiamo trovare in una rete, imparando le differenti caratteristiche e funzionalità che offrono. Nel corso di tutti gli articoli cercherò di semplificare le spiegazioni evitando richiami ai concetti più complessi: per far questo mi ritroverò in alcuni frangenti a fornire informazioni al limite della correttezza, quindi mi perdonino i più esperti che dovessero, loro malgrado, ritrovarsi a leggere queste pagine!

Inizia con questo articolo una piccola serie dedicata alla comprensione del funzionamento delle reti. Scopo di questi articoli è preparare l'utente alla realizzazione e gestione di una rete domestica o di un piccolo ufficio e fornire le conoscenze di base per la risoluzione di eventuali problemi.

In questa prima "lezione" diamo uno sguardo agli apparati che possiamo trovare in una rete, imparando le differenti caratteristiche e funzionalità che offrono. Nel corso di tutti gli articoli cercherò di semplificare le spiegazioni evitando richiami ai concetti più complessi: per far questo mi ritroverò in alcuni frangenti a fornire informazioni al limite della correttezza, quindi mi perdonino i più esperti che dovessero, loro malgrado, ritrovarsi a leggere queste pagine!

Il collegamento Ethernet

Una rete informatica è un'entità composta da due o più dispositivi in grado di scambiarsi informazioni. Per far questo, ovviamente, serve un mezzo fisico di comunicazione che li unisca: possono essere cavi nel caso di reti cablate o onde radio nel caso di reti senza fili (wireless o Wi-Fi).

Nel nostro caso prenderemo in considerazione le reti cablate, che si basano ormai tutte sullo standard Ethernet Base T, anche se in alcune (rare) realtà molto vecchie potreste trovarvi a fronteggiare lo standard Base 2 o Base 5. Riconoscere su quale delle due tipologie si sta operando è molto semplice: basta osservare i cavi e le schede di rete. Gli standard Base 2 e Base 5 sfruttano infatti cavi coassiali (tipo quelli dell'antenna), mentre lo standard Base T usa cavi composti da quattro coppie di fili e connettori plug simili a quelli del telefono, ma più grossi (RJ45).

connettori

Un'altra distinzione tra tipologie dello standard Ethernet è basata sulla velocità di trasmissione: lo standard Ethernet 10/100 sta infatti a indicare che si possono raggiungere velocità di scambio dati fino a 100Mbps, mentre con il più recente Gigabit Ethernet si raggiungono i 1.000 Mbps. "Mbps" indica "milioni di bit al secondo" ed è importante chiarire qui la differenza tra "bit" e "byte": un byte corrisponde a 8 bit. Le velocità delle reti sono quasi sempre espresse in bit al secondo (bps) e non in byte al secondo (Bps). Ne consegue che c'è una bella differenza tra il dire che una connessione ADSL funziona a 7Mbps (7 milioni di bit al secondo, cioè 875 KBps) e dire che funziona a 7MBps...

Per quanto riguarda lo standard Ethernet 10/100 (e anche per lo standard Gigabit Ethernet che è comunque retro compatibile con le velocità della versione precedente) la scelta della velocità (10 o 100 Mbps) viene di solito effettuata automaticamente dai dispositivi quando inserite il cavo nella scheda di rete. Un'altra opzione che viene rilevata automaticamente è il tipo di funzionamento, Half Duplex o Full Duplex. Nel funzionamento Half Duplex viene utilizzata solo una coppia di fili e i due dispositivi ai capi del collegamento devono alternarsi nella trasmissione e ricezione; nel collegamento Full Duplex vengono invece utilizzate due coppie e i dispositivi possono trasmettere e ricevere simultaneamente. L'autoconfigurazione iniziale può essere fonte della mancata instaurazione del collegamento nel caso una delle due schede di rete non funzioni correttamente o nel caso che uno dei due dispositivi sia configurato con impostazioni manuali anziché in automatico.

Cavo crossover

Un altro aspetto da considerare nello standard Ethernet è l'esistenza di cavi dritti e cavi incrociati (crossover). L'utilizzo di un cavo incrociato è indispensabile quando si collegano direttamente le schede di rete di due PC o un PC e un router. Il cavo dritto (quello maggiormente utilizzato) si usa invece per collegare un PC a un hub o uno switch. Attenzione ai router che integrano al loro interno uno switch: in questo caso bisogna usare un cavo dritto. Se siete indecisi sul tipo di cavo da utilizzare iniziate col cavo dritto (di solito i moderni dispositivi hanno un meccanismo per cui rilevano il tipo di cavo e operano l'incrocio automaticamente al loro interno se necessario); se proprio vedete che non si accendono i led link sulle schede di rete (che simboleggiano lo stato del collegamento a livello fisico) passate al cavo crossover.

Hub e switch

Nel caso la nostra rete sia composta da soli due PC è sufficiente collegare tra loro le due schede di rete con un cavo Crossover, ma cosa succede se dobbiamo mettere in rete tre PC? Ovviamente non bisogna spelare i cavi di rete e metterli tutti in parallelo...

Per collegare più PC in una rete sono necessari dei dispositivi che possono essere degli hub oppure degli switch. Anche se all'occhio inesperto possono sembrare simili, a parte il nome, c'è una grossa differenza oltre al prezzo: gli hub sono "stupidi", gli switch no.

hub

Sostanzialmente si può dire che gli hub facciano quello che scherzosamente ho proposto nel paragrafo precedente, cioè mettono in parallelo tutti i cavi di collegamento con i vari PC. Ovviamente non lo fanno in maniera letterale, ma l'effetto è sostanzialmente identico: quando due PC si stanno parlando tutti gli altri connessi alla rete devono attendere che si liberi il mezzo fisico per poter a loro volta trasmettere o ricevere. Questo pone serie limitazioni di prestazioni della rete se si ha un gran numero di PC collegati. In fase di progettazione e realizzazione della rete è dunque necessario pensare bene se il risparmio di (al massimo) qualche decina di euro vale le limitazioni imposte da un hub. Al contrario un hub è la scelta ideale se il nostro scopo è rilanciare il segnale su un tratto di cavo molto lungo (sopra i 100 metri) e quindi abbiamo solo bisogno di rigenerare il segnale a metà tratta con un hub attivo (cioè alimentato da rete elettrica, a differenza degli hub passivi non alimentati).

switch

Uno switch è invece un dispositivo in grado di operare a un livello più elevato, dirigendo il traffico dei dati che circolano sulla rete. In questo caso è lo switch che chiude o apre i collegamenti tra due PC: se il PC A deve inviare un dato al PC B, quando il dato raggiunge lo switch quest'ultimo lo analizza e lo gira a B. Se B è impegnato a ricevere o trasmettere con altri PC in rete, lo switch tiene in memoria il pacchetto finché il canale di comunicazione si libera, nel frattempo il PC A è libero di comunicare a sua volta con altri PC. Il costo di uno switch è tanto maggiore rispetto a quello di un hub quanto maggiori sono il numero di porte e la memoria interna: per piccole reti esistono switch a 4 o a 8 porte, si sale poi fino a prodotti professionali da decine di porte e con diverse funzionalità aggiuntive che possono costare centinaia di euro.

Modem e router

Di fondamentale importanza è capire la differenza esistente tra modem e router, parole che sono ormai entrate nel dizionario di tutti i giorni e che ormai si è costretti ad utilizzare a sproposito per farsi capire dai non addetti ai lavori.

modem

Il modem (modulatore/demodulatore) è per definizione un dispositivo che trasforma un segnale digitale in un segnale analogico e viceversa. Niente di più, niente di meno. Erano modem i vecchi modem per il collegamento a Internet su linea commutata (linea telefonica analogica) che si collegavano sulla porta seriale o su una scheda interna del PC. Sono modem i dispositivi USB o Ethernet che si collegano al PC e permettono di collegarsi a Internet via ADSL lanciando la connessione con nome utente e password. Mentre i primi trasformavano trasformavano il segnale digitale del PC in frequenze foniche, i secondi lo trasformano in un altro tipo di segnale digitale per la trasmissione ADSL. In entrambi i casi però è il PC che pilota e gestisce il collegamento e la connessione è diretta tra PC e mondo Internet, mentre il modem opera solo una trasformazione del segnale.

router

Il router è invece un dispositivo che opera a un livello ancora superiore allo switch e permette di mettere in comunicazione diverse reti di PC. Ogni rete ha infatti un proprio identificativo (lo si vedrà meglio in una lezione successiva dove parleremo del protocollo IP) e i PC che la compongono possono parlare solo con PC della stessa rete. Se un PC vuole comunicare con un'altra rete ha bisogno di un intermediario, il router.

modem-router

Se ci pensiamo bene è quello che avviene se abbiamo una rete locale (LAN, local area network) e vogliamo navigare in Internet con un PC: Internet non è altro che una rete di PC a livello globale (WAN, wide area network) che non fa parte della nostra LAN. In questo caso avremo bisogno di un router, perché dobbiamo comunicare con un'altra rete, e di un modem, perché il router dovrà probabilmente collegarsi a Internet tramite la linea telefonica, analogica o ADSL che sia. I dispositivi a cui ci si riferisce di solito come "router ADSL" sono in realtà dei modem/router, integrano cioè entrambe le tipologie, e vi permettono di configurare al loro interno i parametri forniti dal Provider per attivare il collegamento a Internet. Attenzione perciò in fase d'acquisto: spesso mi capita di trovare persone che comprano un router (che costa meno di un modem/router) per collegare la rete all'ADSL. Come potete ben immaginare però collegare la linea telefonica alla presa di rete WAN del router non funziona come sperato... e visto che hanno forme diverse qualche dubbio dovrebbe venire, no??!

Il concetto di client e server

Per concludere questa nostra prima lezione introduciamo i concetti di client e di server. Avrete sicuramente sentito almeno una volta la parola "server web", magari anche "server ftp" o "server dhcp".

In senso generale ci si riferisce a un PC che richiede qualcosa come a un client, mentre un PC che fornisce qualcosa come a un server. Al giorno d'oggi questa distinzione è leggermente più difficile da applicare in quanto la multimedialità ha trasformato tutti i PC ad essere sia client, sia server allo stesso tempo: basta pensare al Peer to Peer, eMule, BitTorrent, ecc. Se però andiamo ad analizzare un PC che apre una pagina Internet, in quel momento il PC sarà il client, cioè richiede dei dati a un altro PC remoto che è in grado di fornirli e che farà dunque da server, in questo caso server Web in quanto il servizio fornito è la possibilità di inviare pagine web.

Allo stesso modo ci sono differenti tipi di server; a volte uno stesso PC può essere sia server web, sia server FTP, in quanto fornisce entrambi i servizi. Un importante tipo di server che andremo a vedere nella lezione dedicata al protocollo IP è il server DHCP: questo servizio può essere offerto da un PC (tipicamente in grosse reti aziendali), ma anche essere integrato in un router. Non sempre quindi un server si identifica in un PC, ma può essere un altro apparato che compone la rete.

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