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Sistemi e reti 0

Modulo 0 — Fondamenti di Rete | Hands on Stem
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Fondamenti di Rete

Cos’è una rete informatica, perché serve, come è organizzata: le basi da cui parte tutto il corso di Sistemi e Reti.

Prof. D. Bertolino Hands on Stem Sistemi e Reti

0.1 Cos’è una Rete Informatica?

Definizione

Una rete informatica è un insieme di dispositivi (host) collegati tra loro tramite mezzi trasmissivi e dispositivi di interconnessione, in grado di comunicare e condividere risorse secondo regole condivise (protocolli).

Pensala così: una rete è come un sistema postale. Ci sono mittenti e destinatari (i dispositivi), strade e autostrade (i cavi o le onde radio), uffici postali e smistamento (switch, router) e regole su come scrivere l’indirizzo (i protocolli).

Senza una rete, ogni computer sarebbe un’isola. Con una rete, possiamo inviare email, navigare sul web, condividere file, stampare da remoto, giocare online, fare videoconferenze — tutto ciò che oggi diamo per scontato.

I 4 elementi fondamentali di una rete

1. Host — dispositivi terminali (PC, server, smartphone, stampanti, dispositivi IoT).
2. Mezzi trasmissivi — il canale fisico (cavo in rame, fibra ottica, onde radio).
3. Dispositivi di rete — apparati di interconnessione (switch, router, access point).
4. Protocolli — regole condivise per la comunicazione (TCP/IP, HTTP, DNS…).

0.2 Perché servono le Reti?

Le reti informatiche risolvono problemi concreti. Prima delle reti, per trasferire un file da un computer all’altro serviva un floppy disk. Oggi trasferiamo gigabyte in pochi secondi, dall’altra parte del mondo.

Condivisione Risorse
  • File e cartelle condivise
  • Stampanti e periferiche di rete
  • Connessione Internet unica per tutti
  • Database centralizzati
Comunicazione
  • Email e messaggistica
  • Videoconferenze (Teams, Meet)
  • VoIP (telefonia su rete)
  • Collaborazione in tempo reale
Affidabilità
  • Backup centralizzato
  • Ridondanza (più percorsi)
  • Continuità operativa
  • Disaster recovery

0.3 Classificazione per Estensione Geografica

Le reti si classificano innanzitutto per la dimensione dell’area che coprono. Questa distinzione non è solo geografica: influenza la tecnologia usata, la velocità, il costo e la complessità di gestione.

Tipo Nome completo Estensione Esempio Velocità tipica
PAN Personal Area Network ~1-10 m Bluetooth, smartwatch ↔ telefono 1-3 Mbps
LAN Local Area Network Edificio / campus Rete scolastica, ufficio 1-10 Gbps
MAN Metropolitan Area Network Città / area urbana Rete comunale, fibra cittadina 1-100 Gbps
WAN Wide Area Network Nazione / mondo Internet, rete aziendale globale Variabile
E Internet?

Internet non è una singola rete: è una rete di reti (inter-net). Collega milioni di LAN, MAN e WAN in tutto il mondo usando il protocollo TCP/IP come lingua comune. È la più grande WAN mai creata.

0.4 Topologie di Rete

La topologia descrive come i dispositivi sono collegati tra loro. Distinguiamo la topologia fisica (come sono disposti i cavi) dalla topologia logica (come fluiscono i dati). Le principali topologie sono quattro.

Le 4 Topologie Fondamentali
⭐
Stella (Star)
Tutti i nodi collegati a un dispositivo centrale (switch/hub). La più usata nelle LAN moderne. Se il centro cade, tutta la rete si ferma.
━━━
Bus
Tutti i nodi collegati a un unico cavo condiviso (backbone). Economica ma soggetta a collisioni. Storica: usata nelle prime Ethernet (10BASE2).
⭕
Anello (Ring)
Ogni nodo collegato al successivo, formando un cerchio. I dati viaggiano in una direzione (o due nel dual ring). Usata in Token Ring e FDDI.
🔗
Maglia (Mesh)
Ogni nodo collegato a più (o tutti) gli altri. Massima ridondanza. Full mesh: costosissima. Partial mesh: usata in WAN e backbone.
Topologia Vantaggi Svantaggi Dove si usa
Stella Facile da gestire, guasto di un nodo non blocca la rete SPOF sul dispositivo centrale LAN moderne (99% dei casi)
Bus Economica, semplice da installare Collisioni, difficile da diagnosticare Obsoleta (reti legacy)
Anello Accesso ordinato (token), nessuna collisione Un guasto interrompe tutto (se non dual ring) Token Ring, FDDI (legacy)
Maglia Massima ridondanza e affidabilità Costosa, complessa da gestire WAN, backbone, data center
Nella pratica

Oggi quasi tutte le LAN usano la topologia a stella con uno switch al centro. Le WAN e i backbone usano topologie a maglia parziale per garantire ridondanza. La topologia a bus e ad anello sono di fatto obsolete, ma è fondamentale conoscerle per l’esame.

0.5 Client-Server vs Peer-to-Peer

Oltre alla topologia fisica, le reti si distinguono per il modello architetturale che definisce i ruoli dei dispositivi.

Client-Server

Un dispositivo dedicato (server) offre servizi; gli altri (client) li richiedono.

  • Gestione centralizzata
  • Sicurezza più controllabile
  • Scalabile a migliaia di utenti
  • Il server è un SPOF se non ridondato
  • Costo più elevato

Esempi: rete scolastica, sito web, email aziendale, Google Classroom

Peer-to-Peer (P2P)

Ogni dispositivo è sia client che server. Tutti sono pari (peer).

  • Nessun server dedicato
  • Facile da configurare
  • Economica per piccoli gruppi
  • Difficile da gestire oltre 10-15 nodi
  • Sicurezza decentralizzata

Esempi: condivisione file Windows in casa, BitTorrent, blockchain

0.6 Standard e Organismi di Standardizzazione

Perché dispositivi di produttori diversi possano comunicare, servono standard condivisi. Chi li scrive?

Organismo Cosa standardizza Standard famosi
IEEE Reti locali, wireless, Ethernet 802.3 (Ethernet), 802.11 (Wi-Fi), 802.1Q (VLAN)
IETF Protocolli Internet (RFC) TCP/IP, HTTP, DNS, DHCP, TLS
ISO Standard internazionali generali Modello OSI (ISO 7498)
ITU Telecomunicazioni ADSL, VDSL, 5G, standard cablaggio
TIA/EIA Cablaggio strutturato T568A / T568B, Cat 5e/6/6a

0.7 Riepilogo del Modulo

Rete
Dispositivi + mezzi + protocolli per comunicare e condividere risorse.
Estensione
PAN → LAN → MAN → WAN. Internet è una rete di reti.
Topologia
Stella (LAN), Bus/Anello (legacy), Maglia (WAN/backbone).
Architettura
Client-Server (centralizzata) vs Peer-to-Peer (decentralizzata).

🧪 Verifica di Autovalutazione

01 Quali sono i 4 elementi fondamentali di una rete?
02 Qual è la differenza tra LAN e WAN? Fai un esempio per ciascuna.
03 Perché la topologia a stella è la più usata nelle LAN moderne?
04 In quale topologia un singolo guasto interrompe tutta la rete?
05 Spiega la differenza tra architettura Client-Server e Peer-to-Peer.
06 Cos’è Internet? È una LAN, una WAN o qualcos’altro?
07 Quale organismo ha definito lo standard Ethernet 802.3?

Soluzioni

Domanda 01 — I 4 elementi fondamentali
Host (dispositivi terminali), mezzi trasmissivi (cavi, onde radio), dispositivi di rete (switch, router, AP) e protocolli (regole di comunicazione come TCP/IP).
Domanda 02 — LAN vs WAN
LAN: rete locale, copre un edificio o un campus. Esempio: la rete del laboratorio di informatica. WAN: rete geografica, copre grandi distanze. Esempio: la rete di una banca con sedi in diverse città. La LAN è più veloce e di proprietà dell’organizzazione; la WAN spesso usa infrastrutture di operatori telecom.
Domanda 03 — Perché la stella è la più usata
Perché il guasto di un singolo cavo o nodo non blocca tutta la rete (solo quel nodo si disconnette). È facile aggiungere/rimuovere dispositivi e diagnosticare problemi. Lo switch centrale gestisce il traffico in modo efficiente.
Domanda 04 — Topologia vulnerabile ai guasti
La topologia ad anello (ring): se un nodo o un cavo si guasta, il segnale non può più circolare e tutta la rete si ferma. Per questo si usa il dual ring (doppio anello) come contromisura. Anche il bus è vulnerabile: un’interruzione del cavo principale blocca tutto.
Domanda 05 — Client-Server vs Peer-to-Peer
Client-Server: ruoli separati — un server dedicato offre servizi, i client li richiedono. Gestione centralizzata, sicura, scalabile. Peer-to-Peer: ogni nodo è sia client che server, tutti pari. Semplice, economica, ma difficile da gestire con molti nodi e meno sicura.
Domanda 06 — Cos’è Internet
Internet non è né una LAN né una singola WAN: è una rete di reti (internetwork). Collega milioni di LAN, MAN e WAN in tutto il mondo usando TCP/IP come protocollo comune. È la più grande interconnessione di reti mai realizzata.
Domanda 07 — Standard Ethernet 802.3
Lo standard Ethernet 802.3 è stato definito dall’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). L’IEEE è l’organismo che standardizza le tecnologie per reti locali e wireless (serie 802.x).
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