La rete locale

Il collegamento in rete permette:

-          la condivisione delle informazioni;

-          la condivisione di dispositivi hardware come dischi rigidi, ottici, stampanti, modem fax.

Per “collegamento in rete” si intende un gruppo di computer in grado di accedere contemporaneamente allo stesso archivio di dati e con la possibilità di trasmettersi l’uno con l’altro qualsiasi tipo di documento. Non appena il lavoro di un ufficio viene automatizzato grazie all’uso di computer, è necessario prevedere subito la messa in opera di un collegamento in rete. La connessione è essenziale per il lavoro di un ufficio. Non solo permette lo scambio di informazioni fra i diversi reparti od impiegati, ma anche consente di lavorare sempre su dati corretti ed aggiornati. Con opportuni programmi che regolino lo scambio di dati, lo stesso archivio di informazioni può essere aggiornato dall’amministrazione mentre l’ufficio marketing lo sta già elaborando. L’archivio, ovviamente, deve risiedere in un disco rigido su uno dei computer collegati alla rete. La collocazione ideale delle informazioni è quella più vicina a chi le deve utilizzare o aggiornare il maggior numero delle volte. Un archivio come quello del nostro esempio dovrebbe risiedere nel disco rigido di un computer dell’amministrazione.  Oltre che permetterci di condividere le informazioni, il collegamento in rete consente anche di utilizzare in molti una sola periferiche. Invece di acquistare una stampante ad impatto, dai risultati mediocri per ciascun computer, è possibile acquistare una stampante laser, dalla qualità di stampa ottima, e collegarla in rete in modo che tutti possano utilizzarla. Lo stesso può essere fatto con un juke-box di dischi ottici, con una stampante a colori o con un modem fax. Pur acquistando un unico apparecchio, ogni computer lo può usare senza nessuna necessità di spostamenti, allacciamenti volanti, turni. La connessione viene realizzata attraverso la presenza di apposite schede inserite nei computer e l’allacciamento di tutti i computer con speciali cavi. In questo modo ciascun computer diventa una postazione di lavoro della rete, pur conservando tutte le caratteristiche di indipendenza tipiche del personal.

Caratteristiche tecniche

La creazione di una rete avviene con l’inserimento di una scheda all’interno di ciascun computer, con la sistemazione di un cavo che le unisca e l’installazione di un apposito programma di gestione della rete. La scelta delle schede, dei cavi e del programma è conseguente alla scelta dell’architettura scelta per la rete. L’architettura delle reti di computer è molto complessa. Le reti si dividono per:

-          localizzazione delle postazioni;

-          topologia;

-          tecnologia;

-          protocollo;

-          sistema operativo di rete.

Localizzazione delle postazioni

Esistono due tipi di rete. Nella prima le postazioni di lavoro si trovano tutte nelle vicinanze del server, nello stesso palazzo o comunque entro la distanza massima consentita per la connessione diretta tramite cavo, distanza che può variare a seconda del tipo di tecnologia utilizzata. Questo tipo di rete viene chiamata LAN, Local Area Network. Nella seconda le postazioni possono risiedere a qualsiasi distanza, in zone, città, nazioni o continenti diversi. La connessione non può essere messa in opera direttamente con cavi, ma viene realizzata tramite collegamenti telematici attraverso linee telefoniche ordinarie, linee dedicate o servizi telematici pubblici o privati. Questo tipo di rete viene chiamata WAN, Wide Area Network.

Topologia

Le postazioni di lavoro appartenenti alla stessa rete possono essere collegate in diversi modi:

-      ad anello, quando il cavo parte dal server, si innesta in ciascuna postazione e dalla stessa riparte per la successiva o per una periferica, e così via fino a quando non ritorna allo stesso server chiudendo il cerchio;

-      a stella, quando dal server partono tanti cavi quante sono le postazioni o le periferiche, con tanti collegamenti singoli;

-      a bus, quando dal server parte un solo cavo, che si innesta in ciascuna postazione e dalla stessa riparte per la successiva o per una periferica, come nella topologia ad anello, ma non torna al server, bensì termina all’ultima postazione.

La metodologia token passing

L’accesso alla trasmissione dei dati viene concessa ad ogni postazione di lavoro secondo un turno prestabilito. Il token è un segnale di contrassegno che viene inviato dal server alla prima postazione della rete. Se questa postazione ha necessità di trasmettere dati, lo può fare ed ha la temporanea proprietà esclusiva della rete. Al termine della trasmissione, o se la postazione non ha nulla da trasmettere, passa il contrassegno alla postazione immediatamente successiva nel turno. Il token viene passato da postazione a postazione, fino all’esaurimento del turno e ad un nuovo inizio. Con questo sistema sono evitate le collisioni di dati, poiché ogni postazione è l’unica a trasmettere. In caso di una trasmissione di una serie di dati particolarmente lunga, od in presenza di una sosta dovuta alla lettura dei dati dal disco rigido, la rete rimane per lungo tempo occupata e tutte le altre postazioni sono impossibilitate ad utilizzarla. La metodologia CSMA/CD consente una migliore ottimizzazione della rete, in quanto ciascuna postazione può utilizzare i tempi morti delle altre.

Tecnologia

La tecnologia di rete si riferisce alle regole di comunicazione fra server, postazioni di lavoro e periferiche. Ciascuna tecnologia di rete utilizza esclusivamente una metodologia ed una topologia ben definite.
Alcune fra le più diffuse sono:

-          Ethernet (metodologia a CSMA/CD e topologia a bus);

-          Token ring (metodologia a Token passing e topologia ad anello);

-          Appletalk (metodologia a CSMA/CD e topologia a bus).

Ciascuna tecnologia ha diverse caratteristiche, con limiti differenti sulla distanza massima fra il server e gli estremi della rete e sul numero di postazioni collegabili.

Protocollo

Come nella trasmissione di dati via modem, anche nelle trasmissione di dati attraverso la rete ha bisogno di definire il protocollo, cioè il modo in cui i byte vengono codificati e trasmessi lungo i cavi. Mentre c’è una corrispondenza univoca fra topologia e tecnologia di rete, ciascuno protocollo può essere adottato dalle diverse tecnologie sulle rispettive topologie. Reti con diverse tecnologie possono avere lo stesso protocollo, mentre reti con la stessa tecnologia potrebbero usare diversi protocolli. I protocolli principali sono stati stabiliti dalle stesse case produttrici, tranne uno che è stato elaborato dal Ministero della Difesa degli Stati Uniti che, essendo il maggior acquirente al mondo di computer, in pratica detta legge sugli standard:

-          TCP/IP (richiesto dal Ministero della Difesa degli Stati Uniti, viene adottato da tutte le tecnologie di rete);

-          IPX/SPX (sviluppato dalla Novell, una casa produttrice del più diffuso sistema operativo di rete operante sui personal computer);

-          NetBIOS e SDLC (sviluppati dalla IBM ed utilizzati per i propri elaboratori e personal).

Sistema operativo di rete

Il programma che gestisce la rete ed amministra tutte le postazioni di lavoro e le periferiche collegate, è per la rete l’equivalente del sistema operativo per il singolo computer. Su di lui risiede la responsabilità del funzionamento dell’intera rete, della trasmissione dei dati da una postazione ad un’altra, da una postazione ad una periferica, da un disco ad una postazione e viceversa.
Il programma di rete deve risiedere in un computer dedicato a questa sola funzione, chiamato server, e deve sempre essere in esecuzione. Spesso il sistema operativo di rete è in grado di gestire reti con metodologie, topologie, tecnologie e protocolli diversi. Parallelamente, deve essere presente un programma di amministrazione della rete, a volte in esecuzione sullo stesso server, altre volte da una postazione di rete. Il programma di amministrazione deve:

-          autorizzare l’accesso di nuovi utenti;

-          cancellare utenti da escludere;

-          stabilire criteri di riservatezza e gerarchie di accesso ai diversi archivi connessi alla rete;

-          identificare ciascuna postazione e ciascuna periferica con un identificativo univoco;

-          controllare l’efficienza della rete, la perfetta trasmissione dei dati, gli eventuali malfunzionamenti;

-          stabilire le modalità di connessione fra la rete gestita ed altre reti eventualmente collegate.

L’accesso al programma di amministrazione della rete viene concesso esclusivamente, tramite una parola d’ordine, al network manager, figura essenziale in qualsiasi tipo di rete, piccola o grande che sia. Il network manager, oltre ad assolvere ai compiti sopra elencati, deve stabilire la collocazione e la dimensione fisica della rete e controllarne frequentemente lo stato.

Componenti della rete

Altri componenti fisici o logici della rete, oltre al sistema operativo, sono:

-          server;

-          nodo;

-          pacchetto;

-          cavi;

-          bridge;

-          router;

-          gateway.

Server
E’ il computer sul quale è in esecuzione il sistema operativo di rete. Non è importante la sua collocazione fisica nell’ambito della rete, se non nella topologia a stella. In quelle a bus o ad anello può essere una qualsiasi delle postazioni. La maggior parte dei programmi di rete richiede che il server sia adibito a questo scopo esclusivo, e quindi quella postazione non può essere utilizzata per l’ordinario lavoro.

Nodo
Il termine si riferisce a qualunque apparecchiatura sia connessa alla rete, sia una postazione che una periferica, sia un server che un bridge o router. I nodi sono identificati dal sistema operativo di rete con un numero assegnatogli all’atto dell’installazione della singola apparecchiatura. Il numero identificativo del nodo costituisce l’indirizzo della apparecchiatura.

Pacchetto
Il pacchetto è il più piccolo blocco di dati che il protocollo utilizzato dalle rete è capace di trattare. I documenti inviati da un nodo ad un altro vengono suddivisi in pacchetti. In ciascun pacchetto, altre ai dati, sono presenti i numeri dei nodi di destinazione e di partenza e il numero progressivo del pacchetto all’interno dell’intera trasmissione. Ciò consente, nel protocollo CSMA/CD, di identificare i pacchetti persi per collisione e di effettuarne la ritrasmissione.

Cavi
La scelta dei cavi con i quali effettuare la trasmissione deve essere effettuata in considerazione non solo del costo dei cavi e delle loro installazione, ma soprattutto delle dimensioni che la rete deve avere, delle tecnologie utilizzate e del traffico prevedibile di dati. I tre tipi di cavi più utili sono:

-          doppino telefonico: filo a due poli, spesso non schermato, utilizzato per le normali linee telefoniche (il costo è molto basso, l’efficienza buona e la capacità di traffico mediocre);

-          cavo coassiale: filo a due poli, uno interno ed uno esterno che funziona anche da isolante per interferenze elettriche esterne (il costo è medio, l’efficienza buona e così anche la capacità di traffico);

-          cavo ottico: i dati viaggiano grazie ad un segnale luminoso generato da un laser attraverso un cavo in fibra di vetro (il costo è molto alto, l’efficienza ottima e la capacità di traffico altissima).

Un tipo di collegamento attualmente in sperimentazione prevede il collegamento senza l’utilizzo di cavi. Due sono i metodi:

-          con infrarossi;

-          con onde radio.

Nel primo caso ciascun nodo è dotato di un sensore ricevete e di un emettitore di infrarossi. Ciascun nodo, però, devo trovarsi a portata visiva di un altro e il contatto non deve interrompersi, quindi non deve essere disturbata da oggetti, da apertura o chiusura di porte o passaggio di persone. Nel secondo caso i nodi sono dotati di un ricetrasmettitore radio. I nodi possono trovarsi anche in posti diversi di un palazzo, od in palazzi adiacenti. Questa tipo di collegamento offre innumerevoli vantaggi. Una applicazione è legata all’uso di computer notebook a penna. Grazie al collegamento via radio, ciascun notebook può essere utilizzato all’interno di un edificio con una mobilità assoluta. Ad esempio, ne possono essere dotati i medici o le infermiere di un ospedale, che così possono accedere ai dati generali di tutti i pazienti ed integrarli con prescrizioni, note, osservazioni e diagnosi direttamente dalla stanza del paziente. Utilizzando frequenze radio diverse, vicine a quelle delle normali radio ricetrasmittenti, può collegarsi alla rete pur trovandosi in una qualunque parte della città. Soluzione studiata per i rappresentanti commerciali o per i dirigenti impegnati in riunioni fuori dalla sede dell’azienda.

Bridge
Un bridge consente il collegamento fra due reti, in modo che le due reti ne formino una sola e che ciascun nodo della prima rete possa ricevere o trasmettere dati scambiandoli con un nodo della seconda rete. Il bridge è collegato ad entrambe le reti ed esamina tutti i pacchetti in circolazione nelle due reti. Quando riconosce, in un pacchetto di una rete, l’indirizzo di un nodo appartenente all’altra rete, lo smista in modo totalmente invisibile per gli utenti. Il normale traffico di dati all’interno di ciascuna rete continua ad avvenire in modo del tutto indipendente e separato.

Router
Un router è un dispositivo che unisce due reti. Se una od entrambi queste reti sono connesse ad altre tramite altri router, anch’esse sono connesse fra loro. I dati possono essere scambiati anche fra nodi di reti non adiacenti, attraverso il passaggio di router diversi. Il router riconosce l’indirizzamento del pacchetto, e lo inoltra a destinazione attraverso diverse reti e diversi router seguendo la strada più conveniente. Nel caso che questa strada sia interrotta per traffico eccessivo di una delle reti intermedie o del suo blocco per malfunzionamento, il router cerca di inoltrare i dati seguendo percorsi alternativi. Il normale traffico di dati all’interno di ciascuna rete continua ad avvenire in modo del tutto indipendente e separato.

Gateway
Un gateway permette la connessione fra due reti che utilizzano diversi protocolli di trasmissione, traducendo i pacchetti di dati da un protocollo all’altro. Il gateway è tipicamente utilizzato per connettere una rete costituita da personal computer ed una costituita da un mainframe ed i suoi terminali. Le postazioni di lavoro della rete di personal computer possono diventare, tramite il gateway, terminali del mainframe collegato. Hanno bisogno, oltre del normale sistema operativo di rete, anche di un apposito software che, in esecuzione sulla singola postazione, simuli le caratteristiche hardware dei terminali utilizzati nella rete del mainframe e che effettui tutti gli adattamenti necessari per i diverso tipi di linguaggi e protocolli dei mainframe. In pratica non è la rete dei personal ad essere connessa con il mainframe, ma è la singola postazione che, tramite la rete ed in gateway, diventa un terminale del mainframe aprendo con quest’ultimo una sessione di lavoro. Mentre per connettere due reti è sufficiente un solo bridge od un solo router, per connettere una rete di personal ad un mainframe possono essere necessari più gateway, in quanto ciascuno può consentire un numero limitato di sessioni di lavoro.

La struttura di una rete

Insieme alla scelta di un programma di gestione della rete ed all’impiego di un computer come server di rete, è necessario studiare bene la struttura e la dimensione che si intende dare alla rete. Benché si possano collegare moltissimi computer alla stessa rete, è sconsigliabile realizzare reti troppo vaste. Il numero alto di postazioni e di periferiche collegate ed il traffico incessante sottoporrebbero il server ed il sistema operativo di rete ad un pesante sovraccarico. L’efficienza o l’inefficienza di una rete si ripercuote istantaneamente sulle singole postazioni. Una gestione caotica dei dati, lenta e troppo complessa, provoca dei tempi di attesa nel lavoro della singola postazione, rallentando il lavoro anche a chi utilizza la rete semplicemente per stampare su una laser. Possiamo pensare ad una rete come ad un gruppo di lavoro che venga creato con lo scopo di eseguire un determinato compito. Se al gruppo di lavoro partecipano troppe persone, le riunioni saranno troppo lunghe, i lavori si perderanno di vista, le comunicazioni fra due componenti saranno più difficili e le decisioni più contrastate. Se al gruppo di lavoro appartengono troppo poche persone, le riunioni saranno inutili perché duplicate con quelle di altri gruppi di lavoro, la potenzialità sarà insufficiente, non ci sarà abbastanza scambio di informazioni e le decisioni saranno inutili perché si scontreranno con quelle degli altri gruppi. Le dimensioni ideali di una rete spesso coincidono con le aree effettive di lavoro all’interno dell’azienda. L’ufficio marketing ha una rete, l’amministrazione un’altra e l’ufficio stampa un’altra. Il lavoro quotidiano si svolge all’interno di ciascuna rete. Le esigenze saltuarie di interscambio di dati vengono soddisfatte attraverso bridge o router, formando una rete composta da più reti. Il passaggio della maggior parte dei dati viene limitato all’interno delle diverse aree, con tragitti brevi fra server, postazioni e periferiche. L’insieme dei collegamenti viene impegnato solo quando è indispensabile e la connessione viene effettuata tramite apparecchiature apposite, che ottimizzano il traffico. Compito di determinare le dimensioni e la struttura delle reti è, ovviamente, del network manager. La scelta dei computer, dei programmi, della tecnologia e del software di rete non è più importante delle decisione sulla impostazione della rete. Decisioni che possono avere nel tempo importanti conseguenze, negative o positive. La sua presenza di un network manager, anche nelle reti più piccole, è essenziale. In questo ultimo caso non è detto che debba essere una figura professionale autonoma, ma può essere integrata in una figura professionale già esistente.