Topologie di rete
Le reti sono costruite in base a tre architetture, o topologie, fondamentali: a stella, a bus e ad anello.
In una topologia a stella ogni computer è collegato da un cavo dedicato ad un dispositivo centrale: il concentratore (hub o switch). Possono essere usati sia cavi UTP che cavi in fibra.
Se un cavo si guasta o viene disconnesso, un computer soltanto risulta scollegato dalla rete. Se si guasta il concentratore cade l’intera rete, ma i problemi di cablaggio sono facili da individuare e riparare e molto meno frequenti che in una rete a bus su cavo coassiale.
In una topologia a bus tutti i computer sono collegati in serie lungo il medesimo cavo. Ogni macchina è connessa alla precedente ed alla successiva. Le estremità del cavo sono chiuse da appositi terminatori.
Il cablaggio è coassiale. Qualsiasi guasto a un connettore, a un terminatore, a un segmento di cavo interrompe l’intera rete ed è estremamente difficile da individuare. Le interruzioni della continuità del sistema di cablaggio sono relativamente frequenti. Le reti a bus non sono più in uso.
In una topologia ad anello i computer sono connessi in serie da un cavo continuo che, dal punto di vista logico, realizza un cerchio chiuso. Il cablaggio fisico è molto simile a quello di una topologia a stella.
L’anello è logico, non fisico, e dipende dai dispositivi elettronici utilizzati. L’implementazione più nota di questa architettura è la rete Token Ring di IBM. I computer si trasmettono lungo l’anello un "gettone" elettronico. Soltanto la macchina che è in possesso del gettone è in grado di trasmettere.
Token Ring è un’architettura proprietaria. L’hardware di rete è significativamente più costoso che nel caso di topologia a stella, mentre la velocità di trasferimento dati è più bassa.
La topologia a stella rappresenta lo standard industriale attuale di implementazione di una rete dati.
Nella pratica quotidiana, sono frequenti soluzioni miste. La più tipica è la topologia "a bus a stella", in cui più sottoreti a stella sono interconnesse a bus.
L’ampiezza di banda
La capacità di trasferimento dati su una rete si definisce ampiezza di banda. Maggiore la quantità di dati da trasferire in un periodo di tempo determinato, maggiore l’ampiezza di banda richiesta. Nel caso i concentratori di rete siano degli hub, la banda aumenta anche in misura proporzionale al numero delle macchine connesse. Lo standard attuale per le reti locali è una ampiezza di banda di 100 Mbps.
Il forte accento posto su una non bene intesa "multimedialità", come trasposizione informatica della comunicazione televisiva, ha prodotto in questi anni di PSTD alcuni errori di metodo. Una rete di computer è, prima di tutto, una infrastruttura di comunicazione che consente modalità di interazione diverse, più pervasive e multidirezionali di una trasmissione televisiva. Non ha molto senso utilizzare una infrastruttura informatica per distribuire in modalità sincrona su tutti i client il medesimo CD-ROM o DVD, ed è una buona idea non rinunciare ad esplorare le possibilità di comunicazione che una rete informatica può offrire per il solo motivo di non riuscire a visualizzare al primo tentativo su tutti i client contemporaneamente il medesimo filmato di tre minuti.
Le richieste in termini di ampiezza di banda determinano la scelta del tipo di infrastruttura e dei protocolli di rete.
Esistono molte implementazioni commerciali di una rete informatica che garantiscono ampiezze di banda diverse. È bene aver familiari le più diffuse:
LocalTalk ed EtherTalk: LocalTalk è l’implementazione del protocollo AppleTalk su doppino telefonico. È una soluzione proprietaria presente su molti modelli di computer Apple. È piuttosto lenta, ma ancora diffusa in ambienti Mac.
EtherTalk è l’implementazione del protocollo AppleTalk su Ethernet a 10Mbps. Reti AppleTalk e reti EtherTalk possono condividere dati e dispositivi con una rete Ethernet standard mediante un router.
Ethernet: è il protocollo più usato per una LAN. Il 90% circa delle LAN realizzate sono di questa tipologia. Ethernet era, in origine, implementata su un cavo coassiale con una topologia a bus (Ethernet 10Base2 e 10Base5). A causa sia di notevoli difficoltà nella gestione e individuazione dei guasti, sia delle limitazioni della ampiezza di banda, il protocollo è stato ridefinito come 10BaseT.
10BaseT ha conosciuto una rapida fortuna perché è affidabile e poco costosa. Garantisce una ampiezza di banda (10Mbps) sufficiente alle necessità delle più comuni applicazioni di produttività. In questa topologia, ogni computer è collegato ad un hub da un cavo UTP dedicato. L’architettura è a stella. L’hub invia i dati trasmessi da ogni macchina a tutte le altre.
10BaseFL è uno standard per la trasmissione dati su fibra ottica multimodale a 10Mbps. L’implementazione è più costosa che nel caso di 10BaseT ed ha senso in situazioni in cui si debbano coprire lunghe distanze (fino a 2 chilometri).
La seconda generazione di 10BaseT è 100BaseT (Fast Ethernet), che offre una ampiezza di banda dieci volte maggiore, ma a costi generalmente più alti per l’infrastruttura ed i componenti elettronici.
100Base individua ormai una intera famiglia di standard definiti in base al mezzo di trasmissione. 100BaseTX prevede l’utilizzo di cavo UTP CAT 5 o di cavo schermato STP CAT 1. La distanza massima per ciascun segmento di cavo non può superare i 90 metri. 100BaseFX ne rappresenta l’equivalente in fibra ottica su cavo multimodale. Può sostenere una ampiezza di banda di 100 Mbps su distanze di 400 metri. 100BaseT4 è una implementazione di Ethernet su doppino non schermato di categoria 3, 4 e 5 per distanze fino a 90 metri e ampiezza di banda di 100Mbps. Ha senso considerarne l’implementazione in caso si volesse utilizzare un impianto telefonico preesistente per la trasmissione dati o aggiornare a 100 Mbps una 10BaseT precedente utilizzando la cablatura già in opera. Questo è possibile perché 100BaseT4 usa tutte le quattro coppie di conduttori del cavo, mentre 100BaseTX usa soltanto due coppie.
È in corso di sviluppo una implementazione 1000BaseT (Gigabit Ethernet), che offre una ampiezza di banda cento volte maggiore che 10BaseT. Molti produttori di cavi hanno avuto a listino negli ultimi anni esecuzioni di UTP in CAT 5e, o super 5, o CAT 6 o pure CAT 7 che avrebbero dovuto supportare 1000BaseT. Finalmente, EIA\TIA ha inserito il cavo UTP CAT 5e nelle specifiche 568A, e ne ha definito lo standard. Non è stato tuttavia definito lo standard di rete corrispondente, che pure è giunto alla fase di stesura della bozza finale (IEEE 802.3ae). L’approvazione dovrebbe avvenire entro il mese di giugno di questo anno.
Allo stato, è possibile realizzare una infrastruttura in standard CAT 5e e implementare una rete 100BaseT, di cui si può prevedere l’aggiornamento a 1000 Mbps dopo il rilascio di IEEE 802.3 e mediante la sostituzione di tutte le schede di rete e di tutti i dispositivi attivi. Si tratterebbe, tuttavia, di una operazione costosa, e ragionevole soltanto se le esigenze di banda sono davvero alte.
FDDI: è l’acronimo di Fiber Distributed Data Interface, ma si solito si pronuncia /fiddi/. Definisce una tipologia di rete sviluppata a metà degli anni Ottanta. Consente una velocità di trasmissione di 100Mbps su doppio anello in fibra in grado di coprire distanze fino a 200 chilometri. È piuttosto costosa e, per questo, non ha molto senso considerarne l’installazione in una rete di istituto o tra più sedi dello stesso istituto.
Token Ring: è una tecnologia di rete sviluppata da IBM ed accettata da IEEE con la specifica 802.5. Supporta cavi in fibra ottica o doppino schermato e non schermato disposti in una architettura ad anello logico. Rispetto ad una LAN Ethernet garantisce tempi certi di trasferimento dei dati. Sull’anello circola un gettone elettronico. Soltanto il computer che detiene il gettone è in grado di trasmettere. La velocità originale era di 4 Mbps, poi aggiornata a 16 Mbps. I costi sono elevati, ed ha senso occuparsi di reti Token Ring soltanto nel caso la scuola ne sia già dotata.