Per rete si intende un qualsivoglia numero di sistemi indipendenti che sono collegati tra di loro in maniera tale da permettere uno scambio di dati. I sistemi collegati tra di loro devono presentare oltre ad una connessione fisica, anche una logica. Quest’ultima viene prodotta attraverso protocolli di rete specifici come quello TCP (Transmission Control Protocol). La connessione di due computer è sufficiente per essere considerata una rete.
Le reti vengono configurate con uno scopo ben preciso, che può essere la trasmissione di dati da un sistema all’altro o quello di rendere disponibili nella rete risorse comuni quali server, database o stampanti. In base alla grandezza e al raggio d’azione del sistema dei computer è possibile distinguere diverse dimensioni di rete. Tra i più importanti tipi di rete si annoverano:
La connessione fisica che sta alla base di questi tipi di reti può essere realizzata via cavo o via onde radio (radiotecnica). Spesso le reti di comunicazione fisiche pongono le condizioni necessarie per parecchie reti di connessioni logiche, le cosiddette Virtual Private Network (VPN). Nonostante queste reti utilizzino per la trasmissione dati un mezzo di trasmissione fisico comune, come ad esempio un cavo a fibre ottiche, vengono assegnate a diverse reti logiche virtuali tramite software per il tunneling.
Ogni tipo di rete è stato sviluppato per specifici settori di utilizzo, è basato su tecniche e standard diversi, e presenta quindi vantaggi e limitazioni diverse.
I dispositivi moderni come smartphone, tablet, notebook o computer desktop si possono connettere ad una rete ad hoc in modo da permettere uno scambio di dati. Quando la connessione passa tramite cavo, si parla di Personal Area Network (PAN). In questo caso le tecniche di trasmissione più comuni sono quella USB o FireWire. La variante senza cavi Wireless Personal Area Network (WPAN) si basa su tecniche come Bluetooth, Wireless USB, Insteon, IrDA, ZigBee o Z-Wave. Una Wireless Personal Area Network che funziona tramite bluetooth prende il nome di piconet. Le connessioni PAN e WPAN si estendono normalmente per pochi metri e non sono quindi adatte a collegare dispositivi in stanze diverse o in altri edifici.
Oltre alla comunicazione tra due terminali, una Personal Area Network rende possibile anche la connessione ad altre reti più grandi. In questo caso si parla di un uplink. Per via del raggio d’azione limitato ed un altrettanto basso tasso di trasmissione dei dati, le reti PAN vengo usate soprattutto per collegare periferiche nel campo degli hobby e dell’intrattenimento. Degli esempi tipici sono le cuffie senza fili, le console di gioco e le macchine fotografiche digitali. Nell’Internet of Things (IoT) le reti WPAN vengono utilizzate per funzioni di controllo e monitoraggio con bassi tassi di trasmissione dati. I protocolli come Insteon, Z-Wave e ZigBee sono stati progettati specificamente per le smart home e per la domotica.
Solitamente più computer sono collegati assieme in un’unica rete tramite una Local Area Network (LAN). Una rete locale di questo tipo può collegare due computer in una casa privata così come collegare mille apparecchi in un’azienda. Anche le reti delle istituzioni pubbliche come autorità, scuole o università sono realizzate tramite LAN. Uno standard ampiamente diffuso per le Local Area Network collegate via cavo è l’Ethernet. Meno utilizzate e decisamente obsolete sono invece i protocolli per le reti locali come ARCNET, FDDI e Token Ring. La trasmissione dati avviene o per via elettronica tramite cavi in rame o tramite fibra ottica, ossia attraverso filamenti in fibra di vetro.
Nel caso in cui più di due computer siano connessi in una rete LAN, sono necessarie ulteriori componenti di rete come hub, bridge, e switch che fungono da elementi di unione e nodi di connessione. La rete LAN è stata sviluppata al fine di rendere possibile una trasmissione veloce di grandi quantità di dati. A seconda della struttura della rete e del mezzo di trasmissione utilizzato, la trasmissione dati della LAN si aggira di norma dai 10 ai 1.000 Mbit/s. Le reti LAN consentono uno scambio di informazioni facile tra apparecchi diversi collegati tra loro in rete. Solitamente nelle aziende tramite una rete LAN vengono messi a disposizione tra più computer file server, stampanti o programmi.
Quando una rete locale viene realizzata tramite onde radio, si parla di una Wireless Local Area Network (WLAN). Le basi tecniche degli standard della WLAN sono stati definiti tramite la famiglia di norme IEEE 802.11. Le reti locali senza fili offrono la possibilità di collegare comodamente i dispositivi alla rete di casa o a quella aziendale e sono compatibili con le reti LAN collegate tramite cavo Ethernet. La trasmissione dei dati però rimane più bassa rispetto a quella di una connessione Ethernet.
La portata di una rete LAN dipende dagli standard e dal mezzo di trasmissione utilizzati, tuttavia è possibile aumentarla attraverso un ripetitore (repeater). Con il Gigabit Ethernet tramite fibra ottica è possibile ottenere un raggio d’azione di diversi chilometri. Tuttavia le Local Area Network si estendono solo raramente più in là di un complesso edilizio. Più LAN geograficamente vicine possono essere connesse a delle reti più grandi chiamate Metropolitan Area Network (MAN) o Wide Area Network (WAN).
La Metropolitan Area Network (MAN), che in italiano potrebbe essere tradotta come rete metropolitana senza fili, viene definita come una rete di telecomunicazione a banda larga, che collega più LAN geograficamente vicine. Di solito si tratta di singole filiali di un’azienda, che vengono connesse ad una MAN attraverso l’affitto di linee dedicate. Per questo utilizzo vengono utilizzati router efficienti e connessioni altamente performanti in fibra ottica, che consentono una trasmissione dati maggiore rispetto ad Internet. La velocità di trasferimento tra due nodi distanti è comparabile alla comunicazione interna di una LAN.
L’infrastruttura per le reti MAN viene messa a disposizione da provider che operano a livello internazionale. Le città con cablaggio MAN si collegano a loro volta a reti sovraregionali, chiamate Wide Area Network (WAN), e internazionali, che prendono il nome di Global Area Network (GAN).
Con la metro Ethernet, ovvero attraverso l’utilizzo della tecnologia Carrier Ethernet (CE 1.0) o Carrier Ethernet 2.0 (CE 2.0), viene resa possibile una speciale tecnica di trasmissione per le MAN, con la quale si vengono a creare le cosiddette Metropolitan Ethernet Network (MEN), altamente performanti.
Con gli standard IEEE 802.16 sono state regolate anche le Wireless Metropolitan Area Network (WMAN) per le grandi reti radiofoniche regionali ed è grazie alla ben nota tecnologia conosciuta con il nome di WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) che è possibile impostare i cosiddetti WiFi Hotspot. Per WiFi Hotspot si intendono dei punti di accesso WiFi sparsi in diverse zone della città. Le WMAN oltre a dare la possibilità di connettersi ad Internet in vaste aree cittadine, permettono anche di offrire un’efficiente connessione ad Internet ad eventuali clienti in regioni con carenza di infrastrutture. Difatti la trasmissione DSL è tecnicamente legata all’allacciamento dei cavi di rame; dove questi non sono presenti, la connessione tramite DSL risulta impossibile.
Mentre le Metropolitan Area Network collegano punti vicini tra loro in regioni rurali o in grandi conurbazioni, le Wide Area Network (WAN) si estendono ad un territorio più ampio quali paesi e continenti interi. Il numero di reti locali o singoli computer che si possono connettere ad una singola WAN è teoricamente illimitato.
Mentre le reti LAN e MAN vengono realizzate tramite i cavi Ethernet per via della vicinanza geografica degli apparecchi da collegare, con le WAN vengono utilizzate tecniche diverse quali IP/MPLS (Multiprotocol Label Switching), PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy), SDH (Synchronous Digital Hierarchy), SONET (Synchronous Optical Network), ATM (Asynchronous Transfer Mode) e raramente ancora l’ormai antiquata X.25.
Le Wide Area Network sono per la maggior parte possedute da una determinata organizzazione o azienda e vengono gestite privatamente o affittate. Inoltre i fornitori di servizi Internet (ISP, Internet Service Provider) utilizzano le WAN per allacciare le reti delle aziende ed i clienti finali ad Internet.
Una rete universale quale è Internet viene definita come Globe Area Network (GAN). Tuttavia una rete come Internet non è l’unica nel suo genere. Vi sono compagnie che gestiscono delle reti chiuse, che comprendono diverse WAN e così riescono a mettere in contatto i propri computer a livello mondiale. Le GAN utilizzano le infrastrutture a fibra ottica delle WAN e le congiungono attraverso cavi sottomarini internazionali o trasmissioni satellitari.
Una Virtual Private Network (VPN) è una rete di comunicazione virtuale che utilizza l’infrastruttura di una rete fisica, per connettere dei sistemi in maniera analogica. Tuttavia detta così potrebbe trattarsi di qualunque delle reti descritte in precedenza. Solitamente si tratta di una rete che utilizza Internet come mezzo di trasporto, così da collegare quasi tutti i computer a livello mondiale ed essere disponibile gratuitamente, contrariamente alle MAN o alle WAN che sono gestite privatamente. Il trasferimento dati avviene tramite un tunnel virtuale, il quale serve a stabilire una connessione tra un client VPN ed un server VPN.
Al fine di mantenere la riservatezza dei dati, di regola le Virtual Private Network vengono criptate. Lo scopo d’utilizzo delle VPN è solitamente la connessione di diverse LAN su Internet, o quello di rendere possibile l’accesso remoto ad una rete o di un singolo computer tramite connessione pubblica.
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