LE RETI
Una rete è costituita da più computer collegati tra loro attraverso un mezzo di comunicazione.Le reti possono essere locali o geografiche: in quelle locali (LAN: Local Area Network) tutte le unità sono a breve distanza, mentre nelle reti geografiche (WAN: Wide Area Network) le unità possono essere distanti tra loro anche migliaia di chilometri.
Si parla anche di MAN (Metropolitan Area Network) per le reti locali che si estendono all'interno di una città.
LE RETI LOCALI
Nelle reti locali i computer sono posti a breve distanza, di solito all'interno dello stesso edificio; le distanze sono al massimo dell'ordine delle centinaia di metri.Una rete locale può poi essere collegata a una più ampia; ci sono in genere delle reti dorsali con potenzialità superiori che interconnettono varie reti locali.
Caratteristiche di ogni rete sono il modo in cui avviene il collegamento (connessioni), il modo in cui si svolgono le comunicazioni, i servizi che la rete può offrire.
In una rete locale in genere vengono collegati tra loro dei personal e delle periferiche.
Ci sono dei computer che offrono servizi (chiamati server) e altri che chiedono servizi (chiamati client); altri computer possono essere sia client che server.
Un personal quindi può essere un desktop se viene usato come computer personale, ma diventa un client (o può essere un server) se viene collegato a una rete.
I SERVER
I server sono dei computer di servizio che gestiscono periferiche usate in comune dai diversi elaboratori della rete.Esistono dispositivi particolari per la gestione di tipi diversi di periferiche:
- print server per le stampanti,
- file server per unità disco e nastro,
- terminal server per consentire ai terminali di accedere a qualsiasi nodo della rete,
- communication server per permettere il collegamento della rete ad altre reti.
LE CONNESSIONI
Le diverse unità della rete sono collegate tramite i mezzi di connessione (cavi e interfaccia di rete).Anche se può sembrare banale, uno dei problemi fondamentali è la scelta del tipo di cavi.
Per realizzare un collegamento in rete si utilizzano i twisted pair, o doppini intrecciati utilizzati anche per le linee telefoniche, i cavi coassiali, impiegati normalmente come cavi TV, e le fibre ottiche.
I twisted pair sono formati da cavi arrotolati a coppie rivestiti da materiale isolante; possono essere schermati (una guaina di filo intrecciato riveste ogni coppia di cavi arrotolati) oppure no.
Naturalmente quelli schermati sono più costosi ma sono anche più adatti poiché offrono maggiore conduttività e isolamento.
I cavi coassiali sono più spessi e rigidi, quindi è meno facile piegarli per seguire il percorso desiderato, ma in compenso sono molto resistenti alle interferenze elettriche e magnetiche.
I cavi a fibre ottiche sono realizzati da conduttori che trasportano la luce e non l'elettricità; l'elemento di conduzione in genere è un tipo di fibra di vetro speciale, quindi devono essere maneggiati con cura.
Hanno molti vantaggi poiché possono trasmettere il segnale per lunghe distanze (fino a 30 KM) senza risentire delle interferenze ambientali; però, dal momento in cui non possono essere curvati facilmente, si incontra una certa difficoltà nella loro installazione. Essa comporta inoltre una spesa elevata perchè questi cavi richiedono la lucidatura di ogni estremità per ottenere una buona trasmissione della luce, operazione che deve essere fatta a mano da un installatore esperto.
L'interfaccia con la rete di comunicazione è costituita per i personal computer da una scheda (scheda di interfaccia di rete o NIC - Network interface Card).
LA SCHEDA DI INTERFACCIA DI RETE
La scheda di interfaccia si inserisce in uno degli slot di espansione della scheda madre; esistono schede diverse secondo il tipo di bus del computer ISA o EISA.Normalmente le schede di interfaccia devono essere configurate con l'impostazione degli interrupt (il PC ha 16 indirizzi di interrupt chiamati IRQ e numerati da 0 a 15); le interfacce li usano per segnalare l'attività.
Gli interrupt si possono impostare tramite gli interruttori DIP (Dual In line Package) o spostando i jumper: gli interruttori DIP sono gruppi di interruttori singoli con due posizioni che corrispondono ai valori On e Off; i jumper sono connettori che collegano due file di pin adiacenti; un jumper è attivato se collega due pin; se non è attivato viene infilato su un solo pin e rimane sporgente; una coppia di pin connessi seleziona l'interrupt desiderato.
Inoltre bisogna impostare un indirizzo della porta di I/O (tramite un interruttore DIP) per consentire al computer di leggere e scrivere sulla memoria appartenente all'interfaccia.
Oggi vi sono comunque schede che si autoconfigurano, cioè determinano automaticamente i valori ottimali per il loro funzionamento, senza problemi di conflitto con altre schede installate nel computer. Le schede di interfaccia contengono una RAM che serve per registrare le informazioni in ingresso e uscita; a questo buffer deve corrispondere una regione equivalente della memoria RAM del PC (di solito viene scelta una zona della memoria alta).
Quando arriva un interrupt che segnala l'arrivo di un messaggio vengono letti a partire dall'indirizzo della porta di I/O i dati in arrivo e, viceversa, quando si deve trasmettere un messaggio vengono scritti a partire dall'indirizzo della porta di I/O i dati in partenza.
Le informazioni vengono copiate attraverso il bus tra la scheda di interfaccia e la CPU.
Per usare una scheda di interfaccia serve del software apposito: il driver che deve essere specifico per il tipo di scheda e il sistema operativo utilizzato.
Il processore non parla direttamente con la scheda di interfaccia, ma col driver che, a sua volta, gestisce la scheda.
Se si modifica il software i driver devono essere aggiornati.
LA TOPOLOGIA DELLE RETI LOCALI
Per topologia di una rete si intende (prendendo a prestito un termine matematico) la forma dei collegamenti tra i diversi computer.Le topologie principali sono: a stella, a bus e ad anello.
In quella a stella c'è un nodo centrale a cui sono collegati tutti gli altri, ognuno con un proprio cavo. La comunicazione tra un computer e l'altro passa sempre attraverso il nodo centrale; quindi se si rompe un cavo o si guasta un computer tutto il resto della rete continua a funzionare, ma se si guasta il nodo principale viene bloccata l'intera rete.
Nella topologia ad anello ogni nodo è collegato con altri due in una disposizione circolare. Per passare dal nodo che trasmette al nodo ricevente, un messaggio deve attraversare tutti i nodi intermedi. Il guasto di un qualsiasi nodo interrompe il funzionamento dell'intera rete (esistono però anche anelli in grado di saltare i nodi non funzionanti).
La gestione della comunicazione avviene con il metodo chiamato token passing o di accesso a gettone. Il token o gettone è un segnale che viaggia continuamente lungo l'anello; un computer che voglia trasmettere deve raccogliere il gettone, inviare il messaggio e poi reinserire il gettone sulla linea. Finché un conputer che ha raccolto il gettone non lo ritrasmette sulla linea, gli altri computer non possono iniziare altre trasmissioni.
Nella topologia a bus c'è un unico cavo che collega tra loro tutti i computer; quindi se si rompe il cavo si blocca l'intera rete; invece se si guasta un computer gli altri possono continuare a lavorare. Questa topologia permette di modificare ed estendere facilmente la rete.
Reti più complesse si ottengono dalla combinazione di questi tipi principali. Si può avere per esempio un anello multistellare.
Tipologie delle reti localiI TIPI DI RETE
Parlando del tipo di rete ci di riferisce alla tecnologia con cui è stato costruito l'hardware.Quelle più diffuse sono la rete Ethernet e la Token ring.
Il tipo di rete meno costoso ma anche più antiquato è rappresentato da ARCNET (Attached Resource Computer NETwork) prodotta dalla Datapoint Corporation con sede a San Antonio, nel Texas. E' flessibile, semplice e poco costosa, ma anche poco veloce.
La rete Ethernet è stata sviluppata alla fine anni degli anni '60 in collaborazione da Digital corporation, Intel e Rank Xerox (da cui il nome di DIX dato alle prese a 15 pin dei cavi Ethernet). E' una rete robusta e affidabile ma non molto veloce; è comunque uno degli standard più diffusi sul mercato.
La rete Token ring, sviluppata da IBM, è molto affidabile ed esiste in due velocità, ma è più costosa.
Il tipo più moderno di rete è invece la FDDI (Fiber Distribuited Data Interface, ossia Interfaccia di dati distribuita su fibra) è una rete ad alta velocità, adatta anche per lunghe distanze, ma piuttosto costosa perché utilizza solamente fibre ottiche per tutti i collegamenti.
LE COMUNICAZIONI
Per gestire le comunicazioni tra i vari tipi di computer collegati in rete vengono definiti degli insiemi di regole chiamati protocolli; in genere, piùhe di singoli protocolli si parla di gruppi o di suite di protocolli.L'attività del protocollo di trasmissione può essere paragonata a quella di un ufficio postale: prende i messaggi da inviare, li suddivide e li prepara in buste da spedire, e viceversa, quando riceve delle informazioni, apre le buste e ricompone i messaggi.
ALCUNI PROTOCOLLI
IPX (Internetwork Packet eXchange, che significa scambio di pacchetti fra reti) e SPX (Sequenced Packet eXchange, che significa scambio sequenziale di pacchetti) sono protocolli definiti da Novell per la rete NetWare, molto usata per i personal computer.TCP/IP (Trasmission Control Protocol Internet Protocol, che significa protocollo di controllo della trasmissione protocollo di Internet) è un protocollo sviluppato grazie ad un finanziamento del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti per collegare i computer del governo (viene chiamato anche protocollo DOD, da Department Of Defense).
Ce ne sono in circolazione molte implementazioni, anche a basso costo o gratuite per personal computer. Si può dire che sia il più usato e conosciuto.
SNA (Systems Network Architecture, che significa architettura di Rete di Sistemi) è un gruppo di protocolli di base di IBM (usato in genere con mainframe o sistemi IBM - tipo AS/400).
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) è una suite di protocolli standard del settore progettata per reti di grandi dimensioni costituite da segmenti connessi tramite router. TCP/IP è il protocollo utilizzato in Internet, dove sono raccolte migliaia di reti dislocate in tutto il mondo che connettono strutture di ricerca, università, biblioteche, enti governativi, società private e singoli utenti. L'origine di TCP/IP risale al progetto di ricerca DARPA (Department of Defense (DoD) Advanced Research Projects) condotto dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti tra la fine degli anni '60 e l'inizio degli anni '70. Nel 1970 gli host ARPANET iniziano a utilizzare il protocollo NCP (Network Control Protocol), una forma preliminare di quello che sarebbe diventato il protocollo TCP (Transmission Control Protocol). Nel 1972 viene introdotto il protocollo Telnet per l'emulazione di terminale, al fine di connettere sistemi diversi. All'inizio degli anni '70 tali sistemi erano rappresentati da tipi diversi di computer mainframe. Nel 1973 viene introdotto il protocollo FTP (File Transfer Protocol). Tale protocollo viene utilizzato per lo scambio di file tra sistemi diversi. Nel 1974 viene specificato in modo dettagliato il protocollo TCP (Transmission Control Protocol). TCP sostituisce NCP offrendo servizi migliorati e affidabili per le comunicazioni. Nel 1981 viene specificato in modo dettagliato il protocollo IP (Internet Protocol), detto anche IPv4 (IP version 4). Tale protocollo fornisce funzionalità di indirizzamento e routing per il recapito end-to-end. In seguito ulteriori versioni e specifiche per IP (versione 6) definirono l'uso delle classi di tale protocolli per l'utilizzo in reti private e Internet. Poiché TCP/IP è il protocollo utilizzato in Internet, la sua evoluzione si è basata su standard fondamentali creati e adottati per più di trent'anni. Il futuro del protocollo TCP/IP è in stretta correlazione con le innovazioni e la gestione di Internet, per cui vengono continuamente sviluppati nuovi standard. Sebbene Internet e le relative tecnologie non siano di proprietà di alcuna organizzazione, vi sono alcune società che si occupano della supervisione e del controllo di questi nuovi standard, ad esempio l'Internet Society e l'IAC (Internet Architecture Board). Gli standard relativi al protocollo TCP/IP vengono pubblicati in una serie di documenti detti RFC (Requests for Comments). Tali documenti descrivono il funzionamento interno di Internet. Gli standard TCP/IP vengono sempre pubblicati in documenti RFC, sebbene non tutti i documenti di questo tipo contengano specifiche di standard. Alcuni documenti RFC forniscono esclusivamente informazioni generali, dati sperimentali o nozioni storiche. Andando nel dettaglio l'indirizzo IP (IPv4) è un indirizzo logico a 32 bit utilizzato per identificare l'interfaccia di un nodo TCP/IP basato su IPv4. Ogni indirizzo IPv4 è costituito da due parti: l'identificatore di rete (ID) e l'ID host. L'ID di rete identifica tutti gli host nella stessa rete fisica. L'ID host identifica un host nella rete. Per ogni interfaccia di una rete TCP/IP basata su IPv4 è necessario un indirizzo IPv4 univoco, ad esempio 131.107.2.200. L'IPv6, estensione ulteriore di IPv4, si basa invece su un indirizzo a 128 bit e quindi allarga ulteriormente il numero di nodi che può supportare una rete.
Se gli amministratori di rete utilizzassero la notazione binaria per gli indirizzi IPv4, ognuno di tali indirizzi consisterebbe in una stringa a 32 cifre, composta da un'alternanza di 0 e 1. Poiché stringhe di questo tipo sono impegnative da esprimere e ricordare, gli amministratori utilizzano una notazione decimale con punti che separano quattro numeri decimali compresi tra 0 e 255. Ogni numero decimale, noto come ottetto, rappresenta 8 bit, ovvero un byte, dell'indirizzo a 32 bit.
In Internet sono state originariamente definite classi di indirizzi (divisi in pubblici e privati) per assegnare in modo sistematico i prefissi degli indirizzi di reti di varie dimensioni. La classe di un indirizzo definisce il numero di bit utilizzati per l'ID di rete e di bit utilizzati per l'ID host. Le classi di indirizzi definiscono inoltre il numero possibile di reti e quello di host per rete. Delle cinque classi di indirizzi esistenti, le classi A, B e C sono state riservate agli indirizzi unicast IPv4 (assegnati a una singola interfaccia di rete situata in una subnet specifica e utilizzati per le comunicazioni uno-a-uno).
La classe D è stata riservata agli indirizzi multicast IPv4 (assegnati a una o più interfacce di rete situate in diverse subnet e utilizzati per le comunicazioni uno-a-molti) e la classe E a un utilizzo di tipo sperimentale.
Questo sistema però causa notevoli sprechi: per esempio un'organizzazione di grandi dimensioni con una rete di classe A può ad esempio avere fino a 16.777.214 host. Se tuttavia l'organizzazione utilizza solo 70.000 ID host, verranno sprecati 16.707.214 indirizzi unicast IPv4 potenziali. Dal 1993, i prefissi degli indirizzi IPv4 vengono assegnati in base alle effettive esigenze delle organizzazioni relativamente agli indirizzi unicast IPv4 a cui sia possibile accedere via Internet. Questo metodo è noto anche come CIDR (Classless Inter-Domain Routing). Se, ad esempio, un'organizzazione determina di avere bisogno di 2.000 indirizzi unicast IPv4 a cui sia possibile accedere via Internet, l'autorità ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) oppure un provider di servizi Internet (ISP, Internet Service Provider) provvederà all'allocazione di un prefisso degli indirizzi IPv4 con 21 bit fissi e 11 bit riservati agli ID host. Tramite questi 11 bit è possibile creare 2.046 indirizzi unicast IPv4. Allora se si deve impostare una rete LAN, e si desidera disporre di connettività diretta a Internet, ovvero tramite instradamento, è necessario utilizzare degli indirizzi pubblici. Se si desidera disporre di connettività indiretta, ovvero tramite proxy o conversione, è possibile utilizzare sia indirizzi pubblici che privati. Se la rete Intranet non è connessa a Internet in alcun modo, è possibile utilizzare tutti gli indirizzi unicast IPv4 desiderati. Se tuttavia la rete Intranet è connessa a Internet, è necessario utilizzare indirizzi privati con i computer locali per evitare problemi di rinumerazione.
Il livello Interfaccia di rete, denominato anche livello Accesso di rete, invia e riceve pacchetti TCP/IP a e dal supporto di rete. La suite TCP/IP è stata progettata in modo da risultare indipendente dal metodo di accesso alla rete, dal formato del frame e dal supporto utilizzati. È quindi possibile utilizzarla per comunicare in tipi di rete differenti che adoperano tecnologie LAN, ad esempio LAN senza fili Ethernet e 802.11, e tecnologie WAN, ad esempio Frame Relay e ATM (Asynchronous Transfer Mode). La mancata associazione a una tecnologia di rete specifica consente di adattare la suite TCP/IP a nuove tecnologie.
Per utilizzare il protocollo TCP, un'applicazione deve fornire l'indirizzo IP e il numero di porta TCP delle applicazioni di origine e di destinazione. Una porta fornisce un percorso per l'invio di segmenti, ed è identificata da un numero univoco. Le porte TCP sono distinte dalle porte UDP sebbene alcune possano utilizzare lo stesso numero. I numeri di porta inferiori a 1024 sono porte note di assegnazione IANA (Internet Assigned Numbers Authority). Per esempio la porta 20 è utilizzata per il canale dati FTP, la 21 per quello di controllo FTP, il 23 da Telnet, la 80 dal protocollo HTTP utilizzato per il Web (browser), la 139 dal servizio per le sessioni NetBIOS ecc. Una connessione TCP viene inizializzata tramite un handshake a tre stadi, il cui scopo è sincronizzare il numero di sequenza e i numeri di riconoscimento di entrambe le parti di una connessione e di scambiare le rispettive dimensioni della finestra TCP. In rete Windows, i servizi e gli strumenti TCP/IP sono esempi di applicazioni Windows Sockets. I servizi forniti consentono alle applicazioni di utilizzare un indirizzo e una porta IP specifici, di inizializzare e accettare una connessione con un altro indirizzo di destinazione specifico, di inviare e ricevere dati, di chiudere una connessione.
Tornando sulla definizione degli spazi per gli indirizzi IPv4 (è stato progettato alla fine degli anni '70), nessuno avrebbe potuto immaginare che sarebbe stato possibile esaurirli. Tuttavia, a causa dell'allocazione originale di ID di rete basati su classi di indirizzi Internet e del recente aumento di host presenti nel mondo, lo spazio degli indirizzi IPv4 si è progressivamente esaurito fino al punto che a partire dal 1992 è diventata chiara la necessità di una sostituzione. Con il protocollo IPv6, è ancora più difficile immaginare che lo spazio degli indirizzi possa essere tutto utilizzato. Per disporre di un riferimento, è possibile pensare che uno spazio degli indirizzi a 128 bit offre 655.570.793.348.866.943.898.599, ovvero 6,5^1023, indirizzi per ogni metro quadrato della superficie terrestre. La decisione di utilizzare 128 bit per gli indirizzi IPv6 è per offrire allocazione e routing efficaci in grado di riflettere la topologia della rete Internet attuale e per adattarsi agli indirizzi MAC (Media Access Control) utilizzati dalle più recenti tecnologie di rete. In questo modo è possibile disporre di più livelli di gerarchia e di maggiore flessibilità per la progettazione di routing e indirizzi gerarchici, caratteristiche non disponibili con gli indirizzi Internet basati sulla vecchia impostazione.
NetBIOS è un'API precedente a Windows Sockets che fornisce servizi per gestione nomi, datagrammi e sessioni in applicazioni NetBIOS. Un programma applicativo che utilizza come API per la comunicazione di rete NetBIOS può essere eseguito su tutte le implementazioni di protocollo che supportano l'interfaccia NetBIOS. Esempi di servizi e applicazioni Windows che utilizzano NetBIOS sono la condivisione di file e stampanti e il servizio Browser di computer.
I SERVIZI
Una rete viene realizzata proprio perché i computer possano avere a disposizione dei servizi offerti da altri computer; diventa possibile inviare o ricevere messaggi, cercare informazioni e trasportare file da un computer all'altro, utilizzare stampanti collegate a un altro computer ecc.I SISTEMI OPERATIVI DI RETE
Perché la rete possa funzionare ci deve essere un sistema operativo di rete (NOS - Network Operating System) che ne gestisce i servizi offerti.Il sistema operativo di rete deve permettere di condividere le risorse; per esempio se una stampante deve essere utilizzata in rete bisogna che venga gestita la coda di stampa tramite un meccanismo di spool (i file da stampare vengono memorizzati sul disco e vengono stampati uno alla volta man mano che la stampante si rende disponibile).
LE RETI GEOGRAFICHE
Le reti geografiche collegano computer posti a grandi distanze tra loro. Poiché collegano punti precisi in zone geografiche diverse non possono rispettare una disposizione particolare (topologia); la forma delle reti viene chiamata "a maglia".I COLLEGAMENTI REMOTI
I computer delle reti geografiche sono posti a chilometri di distanza l'uno dall'altro; si parla in questo caso di collegamenti remoti. Le connessioni tra le diverse stazioni vengono realizzate mediante linee telefoniche o telegrafiche, onde radio ecc.Collegamenti remoti possono essere realizzati anche tra periferiche e unità cetrale.
La trasmissione a distanza viene anche chiamata teleprocessing.
SEGNALE DIGITALE E ANALOGICO
Un segnale digitale è un segnale che cambia valore in modo brusco dopo un certo intervallo di tempo; un segnale analogico è un segnale che varia con continuità nel tempo.Le trasmissioni all'interno del computer o con altri dispositivi o stazioni collegate localmente avvengono con segnali digitali; le trasmissioni con dispositivi remoti avvengono tramite segnali analogici.
LA MODULAZIONE DEL SEGNALE ANALOGICO
Un segnale analogico viene trasmesso tramite un'onda portante che ha un andamento sinusoidale.L'onda sinusoidale viene modificata (si dice che viene modulata) in modo da trasmettere un messaggio codificato in codice binario.
La modulazione dell'onda portante può avvenire con modalità diverse:
- la modulazione di ampiezza rappresenta le cifre 0 e 1 con due diverse ampiezze dell'onda (in genere, quella dell'onda portante è l'ampiezza metà o doppia);
- la modulazione di frequenza rappresenta le cifre 0 e 1 con due diverse frequenze dell'onda (quella dell'onda portante è la frequenza metà o doppia);
- la modulazione di fase rappresenta le cifre 0 e 1 cambiando la fase dell'onda; passando da 0 a 1 o viceversa, cioè, viene cambiato l'angolo di partenza della forma d'onda.
Modulazione del segnale analogicoLA TRASMISSIONE DEL SEGNALE
La trasmissione remota è una trasmissione seriale che avviene utilizzando un segnale analogico. Trasmissione seriale significa che viene trasmesso un bit alla volta.Le informazioni all'interno del computer vengono trasmesse in modo parallelo (tutto il byte in una volta) tramite un segnale digitale.
Il passaggio da trasmissione parallela a seriale al momento dell'invio di una comunicazione si chiama serializzazione e viene eseguito dall'unità di governo linea, un dipositivo che si occupa anche di compiere il passaggio inverso: la deserializzazione all'arrivo di un messaggio, cioè la ricomposizione del byte a partire dai singoli bit che arrivano uno dopo l'altro.
La trasformazione del segnale da digitale ad analogico e viceversa invece si chiama modulazione e demodulazione e viene eseguita da un dispositivo chiamato modem.
Per una trasmissione remota, tra due stazioni sono necessari due modem, uno all'inizio della linea, vicino alla prima delle due stazioni, e l'altro alla fine della linea, vicino alla seconda stazione.
LE LINEE TELEFONICHE
Per le trasmissioni remote il mezzo di comunicazione più utilizzato è rappresentato dalle linee telefoniche.I collegamenti possono essere realizzati mediante linee private, installate e gestite dall'utente stesso, o attraverso linee pubbliche, affittate (cioè riservate all'utente) o commutate (le normali linee telefoniche).
Le linee telefoniche possono essere di tipo simplex, se permettono la comunicazione in un solo senso, duplex se permettono la comunicazione in entrambi i sensi o half duplex, se è possibile trasmettere prima in una direzione e poi nell'altra, alternativamente.
IL MODEM
Il modem è un dispositivo telematico che effettua operazioni di modulazione e demodulazione nella trasmissione di dati su linee telefoniche (Modulator-DEModulator). Opportunamente collegata a un personal computer (internamente o esternamente), questa periferica è in grado di dialogare con un altro PC dotato di modem attraverso una connessione telefonica e può essere utilizzato anche per l'invio e la ricezione di file oltre che di fax (fax-modem).Ma l'utilizzo che ha contribuito maggiormente alla diffusione di questo dispositivo è certamente costituito dalla navigazione in Internet attraverso l'abbonamento e la connessione con un Provider. Grazie alla rete virtuale è possibile tra l'altro comunicare, ricevere e inviare file a bassissimo costo con l'uso degli E-mail.
L'ostacolo più evidente alla trasmissione via modem è costituito dalle linee telefoniche, le quali, a prescindere dalle prestazioni del modem, rappresentano spesso delle vere e proprie strozzature per il passaggio dei dati informatici. La sempre maggiore diffusione delle linee dedicate ISDN (Integrated Services Digital Network) ha tuttavia incoraggiato i costruttori a migliorare le prestazioni di queste periferiche. La velocità dei modem destinati alla linea telefonica analogica è attestata sul limite dei 56 KBps; i modem ISDN arrivano invece facilmente a 128 KBps.
Tra le applicazioni più evolute di questo dispositivo, vi sono il voice-modem e lo speaker-phone, strumenti capaci di trasmettere e ricevere dati, fungendo da terminale vocale per i contatti attraverso la linea telefonica e via Internet.
I modem per linea commutata in commercio hanno caratteristiche comuni:
- comandi Hayes, così chiamati dalla ditta americana che li ha elaborati. Si tratta di un linguaggio di comandi con il quale il computer dirige il funzionamento del modem;
- velocità massima secondo le nostre esigenze: 300, 1'200, 2'400, 4'800, 9'600, 12'200, 28'800, 36'600 baud (bit per secondo) ed oltre con protocolli avanzati;
- protocolli: CCITT se si vuole comunicare esclusivamente con paesi europei, Bell se anche con gli Stati Uniti;
- correzione d'errore: MNP4, che consente la ricezione dei dati esattamente come sono stati trasmessi, eliminando ogni possibile bit modificato da interferenze (non è presente nei modem più economici);
- compressione: MNP5, che invia i bit codificandoli in modo che lo scambio effettivo di dati sia più veloce della velocità tecnica del collegamento (non è presente nei modem più economici).
Le apparecchiature più recenti presentano, oltre ad un costo più contenuto rispetto ai vecchi modelli, ed a dimensioni più piccole, alcune innovazioni tecnologiche:
- autoriconoscimento del protocollo: il modem è in grado di riconoscere il protocollo usato dal modem corrispondente e di regolarsi da solo sullo stesso protocollo;
- capacità telefax: la tecnica di trasmissione dei telefax non è molto distante da quella dei modem. Basta un piccolo circuito in più ed il modem è in grado di trasmettere e ricevere telefax, collegandosi con le tradizionali apparecchiature telefax.
In coincidenza con il successo dei computer portatili, sono stati prodotti un buon numero di modem portatili che alle caratteristiche tecniche più diffuse aggiungono:
- adattabilità, grazie alla presenza di tipi diversi di connettori telefonici, compresi i telefoni pubblici, quelli utilizzati negli alberghi e gli apparecchi cellulari;
- autoalimentazione, che ne permette l'uso in situazioni particolari.
MODEM ISDN
Il "modem" ISDN differisce da quello per linee telefoniche commutate: erroneamente viene genericamente chiamato modem, ma in realtà non ha più funzionalità di modulazione e demodulazione di frequenza, dato che la linea ISDN è digitale.I "modem" ISDN non funziona su linee telefoniche commutate (le normali linee telefoniche) dove la comunicazione si effettua tramite la selezione di un numero telefonico e l'instradamento attraverso varie centraline su linee utilizzate contemporaneamente anche da altri utenti per diversi collegamenti. Le linee ISDN sono installazioni particolari con le quali il collegamento fra i due punti, pur utilizzando spesso, almeno in parte, le normali attrezzature telefoniche, è elaborato con particolari tecnologie che permettono una trasmissione senza alcun errore e più veloce. La differenza è sostanziale. Nel caso della linea commutata i due computer lavorano isolati per la gran parte del loro tempo, salvo effettuare una telefonata quando è necessario uno scambio di dati. La linea è però soggetta a disturbi derivati dall'instradamento e dalla condivisione della linea. Nel caso della linea ISDN scambio di dati è assente da disturbi. Nell'uno e nell'altro caso è necessario un modem a ciascun capo della linea, ma i modem per linea commutata sono del tutto diversi da quelli per linea ISDN. Avere una linea ISDN è ovviamente molto più costoso, tuttavia ha il vantaggio di avere due numeri telefonici del tutto indipendenti e di consentire un minore impegno di linea (e quindi un minor consumo di scatti) se si usa spesso il modem (di tipo ISDN) o il fax (però di tipo ISDN anch'esso). Utilizzare una linea ISDN con un modem normale (o con un fax normale) non porta ad alcun vantaggio complessivo.
MODEM/ROUTER ADSL
Con la diffusione di reti ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) e Fastweb per la connessione ad Internet, il mercato ha richiesto l'installazione sui computer di nuove apparecchiature, che nel gergo comune hanno preso il nome di "modem ADSL". Entrambe queste reti sono digitali, quindi la necessità di modulazione e demodulazione di frequenza come sulle linee tradizionali (dette a commutazione) non esiste più, ma si ha un passaggio da una rete LAN (locale) ad una WAN (Wide Area Network) con un sistema di routing. Il modem o il router ADSL deve interagire con la controparte presso il fornitore di accesso Internet attraverso un protocollo. Questo protocollo di comunicazione serve inizialmente per l'identificazione dell'utente che accede alla rete e poi per ottenere l'indirizzo IPv4, salvo il caso in cui questo sia stabilito dal contratto (indirizzo statico) e quindi già noto. Esistono due protocolli: PPP over ethernet e PPP over ATM. Questi protocolli vengono spesso abbreviati con nomi del tipo PPPoE e PPPoA rispettivamente.A differenza del "modem ADSL", un router ADSL è un piccolo elaboratore senza tastiera e senza schermo, a cui si accede tramite un terminale seriale (attraverso una porta seriale standard), oppure attraverso un piccolo servente HTTP munito di un programma CGI adeguato.
L'accesso è controllato normalmente attraverso una parola d'ordine e potrebbero essere previste due utenze: una amministrativa e una comune, dove la seconda consente la consultazione dello stato di funzionamento. È bene iniziare a configurare il router ADSL prima di collegarlo alla linea esterna, per definire una parola d'ordine di accesso all'amministrazione differente da quella predefinita e per organizzare la rete locale. Di norma il router dovrebbe essere già impostato con un indirizzo IPv4 privato, associato all'interfaccia rivolta verso la rete interna (LAN); bisogna leggere la documentazione per determinare questo indirizzo e la sua maschera di rete; quindi, coerentemente con questi dati si configura il proprio elaboratore per accedere al router. Per qualche motivo, capita spesso che questo indirizzo sia in classe A, per esempio 10.0.0.2, con maschera di rete 255.0.0.0; di conseguenza, si deve configurare l'interfaccia di rete del proprio elaboratore in modo da poter comunicare con questo, per esempio con l'indirizzo 10.0.0.3, impostando anche l'instradamento predefinito verso il router, cioè verso l'indirizzo 10.0.0.2; quindi, con un navigatore comune si dovrebbe accedere al servente HTTP del router: http://10.0.0.2.
Bisogna tener conto che il sistema con router apre le porte anche ai potenziali attacchi dall'esterno: generalmente un apparecchio di questo tipo ha anche la funzione di NAT e consente tutte le comunicazioni che hanno origine dall'interno, bloccando probabilmente tutti i pacchetti provenienti dall'esterno che non sono riferiti ad alcuna comunicazione preesistente. Questa può essere una soluzione molto semplice ai problemi di sicurezza, ma non consente di ricevere accessi dall'esterno.
Un router più evoluto potrebbe consentire di dichiarare delle ridirezioni precise per connessioni TCP e UDP che vengono tentate dall'esterno verso porte determinate. Per esempio potrebbe essere utile definire una ridirezione del genere per le richieste che riguardano la porta 80 verso l'elaboratore della rete locale che ospita un servente HTTP (anche se un indirizzo IPv4 dinamico offre poche possibilità di utilizzare un servizio del genere).
Quando il router non è in grado di ridirigere un traffico particolare verso un elaboratore della rete interna, dovrebbe essere possibile almeno inviare tutti i pacchetti che non sono associati a comunicazioni preesistenti verso un indirizzo che potrebbe essere indicato come "zona demilitarizzata". Naturalmente, l'elaboratore che si trova a ricevere questi pacchetti risulta completamente accessibile dall'esterno, come se avesse l'indirizzo IP pubblico ottenuto dal router stesso e deve essere difeso in qualche modo (per esempio configurando la gestione del filtro dei pacchetti IP).
Quando il router consente la configurazione come firewall, le cose si complicano ed è molto probabile che sia consentito l'accesso dall'esterno in modo predefinito. Per motivi di sicurezza è bene evitare che sia concessa la configurazione del router dall'esterno, ovvero al di fuori della rete locale. Qualunque sia la configurazione del firewall che si intende applicare, occorre verificare con programmi di scansione, dall'esterno della propria rete locale l'accesso alla LAN.
Sul mercato esistono anche apparecchi Modem/router "all-in-one" per la condivisione della connessione a banda larga a Internet: questi router wireless 802.11g garantiscono alla rete una grande flessibilità. Combinano cinque prodotti in uno: modem ADSL, router, switch LAN 10/100, access point 802.11g e doppio firewall SPI. Forniscono una connettività continua e illimitata alle risorse di rete e a Internet e consente di condividere l'accesso a banda larga con tutti i computer collegati alla rete in modalità wireless o mediante cavi Ethernet. Grazie alla funzionalità wireless 802.11g ad alta velocità (cinque volte superiore rispetto allo standard 802.11b), questi prodotti consentono di scaricare file di grandi dimensioni, effettuare videoconferenze e distribuire e riprodurre filmati digitali, foto e file MP3 in tempi rapidissimi.
Un'altra tipologia di connessione è la PLC: essa prevede l'accesso ad Internet tramite un particolare dispositivo (NT) che viene collegato direttamente ad una delle prese elettriche presenti nel locale, invece che alla presa telefonica. Grazie a questa nuova tecnologia che consente la trasmissione di dati sulla linea elettrica non è quindi necessaria alcuna linea telefonica. La velocità di collegamento è migliore rispetto alla velocità di connessione ADSL. Al momento della richiesta dovrà essere verificata la copertura del servizio. La connessione risulta protetta e sicura: nessuno sarà in grado di vedere se il PC è connesso alla rete elettrica; solamente in modalità VLAN è possibile controllare da un PC se ne risultano altri connessi alla rete locale. Il sistema, inoltre, risulta protetto dagli hacking. Oltre a ciò, il modem NT Plus è un'unità a basso dispendio di energia e non serve spegnerlo ogni volta che il PC viene spento.
Modem ADSL
