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Reti, Telecomunicazioni e Protocolli di rete

La telematica è una disciplina scientifica e tecnologica che nasce dalla necessità di unificare metodologie e tecniche delle telecomunicazioni e dell'informatica per realizzare il trasferimento a distanza delle informazioni e delle elaborazioni.

Unificare l'informatica e le telecomunicazioni può essere fatto seguendo due strade distinte ma complementari:

Le telecomunicazioni al servizio dell'informatica: in questo primo percorso i mezzi di trasmissione, le reti ed i servizi di comunicazione permettono e facilitano il dialogo e la condivisione delle risorse tra i computer connessi.

L'informatica al servizio delle telecomunicazioni: in questo secondo percorso la tecnologia informatica è indirizzata al miglioramento dei metodi di scambio delle informazioni intervenendo nel potenziamento dei servizi offerti dalle reti di comunicazione attraverso l'uso di software e hardware adeguati.

La stretta interrelazione tra questi due approcci permette il continuo miglioramento dei sistemi telematici a beneficio di entrambi gli attori: l'informatica e le telecomunicazioni. Internet è il risultato più evidente di questa correlazione.


Tecnologie di trasmissione

Le Tecnologie di trasmissione sono il primo tassello su cui si crea la rete che permette lo scambio di informazioni e segnali di ogni tipo; dati, fonia o video che sia. Queste comunicazioni si possono sviluppare su più media. Per semplicità consultativa queste tecnologie possono essere raggruppate in:

Connessioni geografiche: le tecnologie di trasmissione adottate nelle comunicazioni geografiche sono adatte a trasportare l'informazione fra un sito e un altro utilizzando l'infrastruttura di uno o più operatori telefonici. Devono garantire la trasmissioni di dati su lunghe distanze e, spesso, la condivisione della banda fra più utenti garantendone la riservatezza e la sicurezza. Le WAN sono le reti realizzate con queste connessioni in ambito geografico esteso mentre le MAN, caratterizzate normalmente da una velocità di trasmissione più alta, sono limitate all'ambito metropolitano.

Connessioni telefoniche: i mezzi trasmissivi adottati per le comunicazioni telefoniche sono gli stessi utilizzati per le connessioni geografiche ma i protocolli trasmissivi e le modalità di condivisione sono spesso meno complessi in quanto sviluppati precedentemente. La rete telefonica, infatti, si è evoluta nel corso del XX secolo trasportando inizialmente solo semplici comunicazioni vocali con circuiti commutati meccanicamente, successivamente venne introdotta la multiplazione, che permetteva la trasmissione di più comunicazioni sullo stesso mezzo, e, quindi, la commutazione di pacchetto adottata per le attuali comunicazioni.

Connessioni locali: verso la fine degli anni '60 si è sentita la necessità di far dialogare i primi computer e si è così dato vita alle prime local area network. Come suggerisce il nome, le LAN sono limitate normalmente ad un edificio o al più ad un campus.

Connessioni wireless: recentemente, si è iniziato a considerare anche l'etere come mezzo trasmissivo per poter rendere mobili le comunicazioni sia in ambito locale che geografico.

Le comunicazioni possono avvenire su vari mezzi fisici ciascuno con le proprie caratteristiche trasmissive. Molto spesso, inoltre, le trasmissioni possono interessare più mezzi trasmissivi differenti per trasportare l'informazione da un sito all'altro.

 

Hardware di rete

Sebbene le prime reti sono state realizzate collegando direttamente fra di loro i computer, per le connessioni dati, e i telefoni per le comunicazioni vocali, non appena è aumentata la complessità delle connessioni da effettuare, si è resa necessaria l'adozione di specifici hardware che potessero ridurre la complessità delle connessioni.

Rete dati: i primi computer erano interconnessi semplicemente utilizzando connessioni seriali che però permettevano solo connessioni punto-punto. Nel 1980 fu introdotta una rete che prevedeva una connessione condivisa, la rete ethernet. Da allora si sono sviluppati dispositivi sempre più complessi e specializzati che hanno portato alla creazione delle attuali reti.

Rete telefonica: All'inizio del XX secolo le poche comunicazioni telefoniche erano commutate manualmente, quando però gli utenti da connettere iniziarono a crescere furono ideati i primi dispositivi semiautomatici di commutazione antesignani delle attuali centrali telefoniche. Con l'introduzione del Voice over IP è iniziata la fase di declino dei dispositivi dedicati alla commutazione telefonica che porterà, probabilmente entro il 2015, ad una completa dismissione delle classiche tecnologie di commutazione.

 

Protocolli di rete

Per comunicare due dispositivi qualsiasi hanno la necessità di adottare un protocollo comune.

Protocolli di rete: Dopo la nascita di ethernet si è assistito al fiorire di diversi protocolli di rete, operanti quasi tutti a livello di rete nella classificazione ISO/OSI. Con l'avvento di internet tutti i sistemi hanno iniziato ad adottare come unico protocollo il protocollo IP che però, con il suo spazio di indirizzamento di circa 4 miliardi di host, è troppo limitato a garantire l'interconnessione futura di tutti i sistemi. Il protocollo IPv6 gradualmente soppianterà il protocollo IP proprio per superare queste limitazioni.

Protocolli telefonici: Anche per le comunicazioni telefoniche è stato necessario adottare dei protocolli che garantiscono l'interconnettività di diversi dispositivi. Come è avvenuto per i protocolli di rete, anche in questo caso è prevedibile una graduale crescita degli standard basati su IP a discapito degli altri protocolli.

 

Protocolli utilizzati su internet

Internet è basata sul protocollo Internet Protocol nella sua versione IPv4 e, nel prossimo futuro, IPv6. Questo protocollo, da solo, non può occuparsi di tutte le varie specificità di comunicazione delle diverse applicazioni, quindi, sia a livello più alto, sia a livello più basso, altri protocolli si occupano di compiti specifici:

Protocolli di accesso: IP è un protocollo di rete che opera a livello 3 ISO/OSI quindi per operare deve basarsi su protocolli di più basso livello. Alcuni di questi sono insiti nelle tecnologie di trasmissione quindi, in questa pagina, sono stati inclusi nella prima sezione dell'indice tematico, altri sono indipendenti dal media utilizzato e quindi sono stati inclusi in questa sezione.

Protocolli di supporto: per instaurare la comunicazione, configurare alcuni parametri o semplicemente testare la corretta comunicazione, il protocollo IP deve appoggiarsi a protocolli specifici che operano a livello 2 o 3 ISO/OSI.

Protocolli di trasporto: sopra al protocollo IP è necessario utilizzare dei protocolli che si occupino del trasporto dell'informazione. Questi protocolli operano a livello 4 ISO/OSI cioè il livello di trasporto.

Protocolli di routing: una rete come internet ha molteplici connessioni, molto spesso ridondanti. È necessario adottare specifici protocolli che riescano a creare la Routing table all'interno di ciascun apparato deputato all'instradamento. Questi protocolli possono operare a livello 2, 3 o 7 ISO/OSI.

Protocolli di sicurezza: la sicurezza informatica si avvale di alcuni protocolli di supporto in grado di criptare le comunicazioni e di garantirne l'autenticità.

Protocolli utente finale: a livello applicazioni o livello 7 ISO/OSI operano tutti i protocolli che forniscono direttamente un servizio per l'utente.