Istruttore: In questa
lezione parleremo dei diversi
tipi di hardware di rete utilizzati per trasmettere
dati da un luogo all'altro e da un dispositivo all'altro.
Che si tratti di trasporto di voce, video o dati, tutto
questo materiale deve attraversare la rete per
poter svolgere la funzione prevista.
Cosa comprende la rete?
I componenti di rete possono
essere schede di interfaccia di rete, hub,
switch non gestiti e gestiti, punti di accesso wireless, router,
firewall, patch panel, dispositivi Power over
Ethernet, modem via cavo, modem digitali a sottoscrizione,
terminali di rete ottica e reti definite dal software.
Alcuni di questi termini possono risultare familiari,
ma altri no.
Perciò, nel corso della lezione, esamineremo brevemente
ciascuno di questi aspetti.
In primo luogo, abbiamo le schede NIC o schede di interfaccia di rete.
Oggi la maggior parte dei computer dispone di una scheda di interfaccia
di rete che fornisce una connessione Ethernet alla rete.
Può essere integrato nella scheda madre,
aggiunto come scheda di espansione
o come periferica esterna tramite connessione USB.
La scheda di interfaccia di rete verrà quindi utilizzata
per collegare il computer alla rete.
Inoltre, può essere cablato utilizzando un NIC
in rame che si basa su un cablaggio Cat 5 o superiore.
Oppure si potrebbe avere un NIC in fibra cablato.
E questo si basa su un cavo in fibra ottica.
Oppure si può utilizzare una scheda NIC wireless.
Si connette a un punto di accesso wireless
utilizzando onde di radiofrequenza nella gamma
Wi-Fi di 2. Da 4 a 5 gigahertz.
Poi, abbiamo un hub.
L'hub è una vecchia tecnologia di rete,
ma si può ancora incontrare sul campo.
Ora, un hub ha un numero di porte diverse,
generalmente compreso tra 4 e 48 porte.
Questo permette di collegare fino
a 48 computer a questo hub.
Ogni computer è collegato a una singola porta dell'hub.
Il funzionamento di un hub prevede
l'utilizzo di un'interfaccia cablata.
Nella maggior parte dei casi, si tratta di una connessione
cablata in rame con connettori RJ45 in ciascuna delle porte.
Può funzionare a 10 megabit al secondo
o a 100 megabit al secondo, ma in genere
non a una velocità superiore.
Quando si ha a che fare con un
hub, tutti i computer collegati a quell'hub saranno
considerati parte del suo dominio di collisione.
Questo perché gli hub funzionano
in modalità broadcast.
Mi piace pensare agli hub come se fossi seduto
in un'aula con 30 studenti.
Se io fossi l'animatore
e tutti voi foste seduti in classe con me e voleste
fare una domanda, non potreste
farlo tutti contemporaneamente perché
io sono una sola persona e posso
sentire solo una persona alla volta.
Quindi, con un hub, se due persone parlano contemporaneamente, si
verificherebbe una collisione.
Ora, in classe, posso controllare
questa collisione dicendo a tutti che non possono
parlare se prima non alzano la mano.
E questo sarebbe un modo molto controllato
di tenere la nostra lezione, in modo che
nessuno parli sopra gli altri.
Ma i mozzi non hanno questa capacità.
Così, invece, tutti i dispositivi client della
rete, se rilevano una collisione, smettono
di parlare.
Sceglieranno un tempo casuale fino al quale
contare e poi proveranno a ritrasmettere.
Quindi, tornando all'esempio della mia classe,
se Mary e Joe cercassero di parlare contemporaneamente, si
fermerebbero.
Si sceglieva un numero, forse tre secondi.
E l'altro sceglieva un altro numero,
magari per due secondi.
E dopo il tempo trascorso, in questo caso due secondi,
iniziavano a parlare.
In questo modo non si verificherebbe un'altra
collisione, perché la seconda persona che sta aspettando tre secondi
sentirebbe che c'è già qualcuno che sta parlando
e non parlerebbe più finché quella persona non ha finito.
Ecco come funziona un hub in teoria.
Il problema è che in questo modo si
rallenta l'intera connessione di rete, perché se ci sono
quattro persone su un hub, sono solo quattro persone che
stanno parlando contemporaneamente
per evitare possibili collisioni.
Ma quando mi sposto in quegli hub più grandi con 48 persone, significa
che ci sono molte collisioni che avvengono
in continuazione.
Questo è solo uno dei problemi dell'hub.
Il secondo problema è che tutti possono sentire tutto
ciò che viene detto perché siamo tutti nella stessa aula,
o in questo caso, siamo tutti nello stesso hub.
Ogni volta che qualcuno invia qualcosa
all'hub, questo lo ritrasmette su tutte le porte che ha.
E poi dirà: "Ho un messaggio per Jason. E chiunque non sia Jason si coprirà
le orecchie e farà
finta di non sentirlo.
Ma tutti questi dispositivi potrebbero,
se volessero, ascoltarlo.
Il modo in cui questi client di
rete sanno a chi ci si rivolge è attraverso
il cosiddetto indirizzo MAC, che è il proprio
indirizzo sulla rete locale.
Quindi il computer di Jason ha un indirizzo MAC.
E anche da Joe's.
E anche quella di Maria.
In questo modo, quando l'hub invia un messaggio,
dice: "Questo messaggio è destinato a Jason". Tutti gli altri lo ignoreranno,
in teoria, perché non sono
Jason.
Quindi ora abbiamo due problemi di base con gli hub.
Uno è rappresentato dalle collisioni.
E la seconda è che le persone potrebbero scoprire le loro orecchie
e ascoltare un traffico che non è destinato a loro.
Per ovviare a questi due problemi, è stato
creato un dispositivo noto come interruttore.
Gli switch sono essenzialmente hub intelligenti.
E ciò che fanno è ricordare
chi è su ogni porta collegata.
Proprio come un hub, è possibile avere da 4 a 48, persino
fino a 96 persone collegate a un singolo switch se le porte
sono sufficienti.
Ora, per ogni porta,
lo switch ricorderà chi è su quella porta.
Quindi, quando qualcuno dice: "Ho un messaggio per
Jason", lo switch passa le informazioni
dalla porta su cui le ha ricevute
alla porta su cui si trova Jason.
In questo modo, solo Jason riceverà il messaggio.
Oltre a garantire una maggiore sicurezza, questo
sistema impedisce anche che si verifichino collisioni,
perché solo Jason riceve i dati sulla sua porta e non li trasmette
a tutte le altre porte dello
switch.
Con gli switch, quindi, possiamo
avere più persone che parlano contemporaneamente, perché
lo switch è abbastanza intelligente
da mettere insieme le persone e prevenire le collisioni.
Questo aumenta la velocità
della rete e ne aumenta anche la sicurezza.
Per quanto riguarda gli
interruttori, li classifichiamo in due categorie.
Si tratta di switch non gestiti e gestiti.
Ora, uno switch non gestito svolge le sue funzioni
senza richiedere alcun tipo di configurazione.
In sostanza, lo si estrae dalla scatola, lo si
collega, vi si inseriscono le persone e poi può funzionare.
È un'ottima soluzione perché è davvero facile da configurare.
In genere, questo sistema viene utilizzato in ambienti
di piccoli uffici e uffici domestici quando
si ha a che fare con una rete
molto piccola, come gli switch a quattro o otto porte.
Ora, se si inizia ad avere a che fare con reti più grandi,
è necessario passare
a qualcosa di un po' più potente.
È qui che si passa a uno switch gestito.
Ora, uno switch gestito fuori dalla scatola funzionerà
come uno switch non gestito finché non lo si configura.
Ora, una volta configurato, è possibile
configurare molte impostazioni diverse, tra cui una maggiore
sicurezza come l'abilitazione dell'802. 1X.
È possibile eseguire operazioni come il filtraggio MAC.
O la possibilità di configurare
le cose in reti locali virtuali sullo stesso switch.
In genere, se si lavora in un ufficio di grandi dimensioni
e si dispone di uno switch a 24 o 48 porte, si tratta
di switch gestiti.
E sarete in grado di configurarli
per fare molte cose diverse in base ai vostri requisiti
di sicurezza o operativi.
Il prossimo elemento di cui vogliamo parlare
è il cosiddetto punto di accesso wireless.
Un punto di accesso wireless è un dispositivo
che consente ai dispositivi wireless di
connettersi alla rete cablata e funziona come
un convertitore multimediale, convertendo
i segnali di radiofrequenza che passano attraverso le onde radio
in segnali elettrici in rame che entrano in
una connessione via cavo Cat 5 o Cat 6 in uno degli switch.
Questo vi permetterà di estendere la vostra
rete cablata al regno wireless.
La maggior parte di noi, a questo punto della vita, ha già utilizzato il Wi-Fi.
Ed è proprio di questo che stiamo parlando.
Con un punto di accesso wireless,
è possibile estendere la rete cablata al regno wireless
e consentire ai client wireless di connettersi
alla rete per accedere ai servizi della rete o alla
connessione Internet per collegarsi
a Internet.
Parleremo poi di un router.
Ora, un router viene utilizzato
per collegare tra loro due reti diverse.
In genere vengono utilizzati
per prendere decisioni intelligenti
sull'inoltro da una rete all'altra in base al suo indirizzo logico,
che chiamiamo indirizzo IP.
Ora, questo indirizzo IP o indirizzo del protocollo
Internet sarà un indirizzo IP versione 4 o IP versione 6, a seconda della rete
utilizzata, oppure potrà utilizzare entrambi.
Ora, la maggior parte dei router moderni si basa su IP,
anche se esistono altri protocolli di routing.
Al giorno d'oggi, però,
quasi tutte le reti si basano sul protocollo IP o Internet Protocol.
È su questo che ci concentreremo.
Quando si ha a che fare con un router,
si collegano insieme più reti diverse.
Il più comune di questi è
il piccolo ufficio o l'ambiente domestico,
quando si collega la rete locale
e i computer a Internet, che si collega attraverso
il provider di servizi
Internet.
Il router va collocato tra
il provider di servizi Internet
e la rete locale.
In generale, in un piccolo ufficio o in un ambiente
domestico, il provider di servizi Internet
vi fornirà un unico dispositivo
combinato che comprende un modem DSL, via cavo o in fibra,
un punto di accesso wireless, uno switch a quattro porte,
un router e un firewall integrati.
Questo ci porta al prossimo dispositivo,
noto come firewall.
In una rete aziendale, il
firewall è un dispositivo separato.
Ma ancora una volta, in un piccolo ufficio o in un ambiente
domestico, spesso il firewall sarà combinato
con il dispositivo fornito dall'ISP.
Quando si parla di firewall, si
tratta di un dispositivo configurato
con diverse regole, note come liste di
controllo degli accessi, che ci forniscono
un modo per analizzare e bloccare il traffico che tenta di
entrare o uscire dalla nostra rete.
Questo è il ruolo di un firewall.
Si tratta essenzialmente di una guardia di
sicurezza che si trova al confine della rete.
Tutto ciò che entra o esce dalla rete passa attraverso
il firewall e può essere ispezionato.
Quindi, in base alle regole impostate,
è possibile bloccare, consentire
o interrompere il traffico che tenta
di entrare o uscire dalla rete.
I firewall sono un'ottima cosa per la sicurezza.
E con il tempo sono migliorati sempre di più.
Al giorno d'oggi, oltre ai firewall, esiste
anche un dispositivo noto come UTM (Unified
Threat Management Appliance).
Il dispositivo contiene un
firewall e altre funzioni, come le protezioni
antispam e le soluzioni antivirus, combinate
in un unico dispositivo.
Ma nel loro cuore sono ancora un firewall
e svolgono queste funzioni.
Il prossimo dispositivo di cui parleremo
è noto come pannello patch.
Un pannello patch è un dispositivo che consente
di collegare i jack di rete dalla parete a un'area centrale.
Il retro di questa cosa è noto come pannello patch.
Un pannello patch consente di terminare
i cavi che attraversano le pareti e che partono
dalle prese di rete in un unico punto su un blocco di
punzonatura sul retro del pannello.
Sull'altro lato del pannello,
abbiamo porte RJ45 precablate che possiamo collegare
con cavi patch di Cat 5, Cat 6, Cat
7 o Cat 8, per poi collegarli al
nostro switch.
Ora vi chiederete: "Perché ho bisogno di un pannello patch?
"Perché non posso collegarli direttamente al mio interruttore? Si tratta di una questione di supportabilità
della rete a lungo termine e di riduzione
dei costi.
Per uno switch decente in un piccolo
ufficio, in un ambiente domestico o in una piccola
azienda, il costo di uno switch varia
da 500 a 1.000 dollari.
Ma un pannello patch costa solo 50 dollari.
Se si collegano e scollegano continuamente
oggetti direttamente allo switch,
le porte possono usurarsi e rompersi.
E quando si rompe una di queste porte,
non è possibile sostituirla.
Invece, è necessario un interruttore completamente nuovo.
Ma con un pannello patch, se si rompe una di quelle porte,
è possibile sostituire quella parte del pannello
patch o l'intero pannello patch per meno di 50 dollari.
Ciò significa che è possibile risparmiare molto utilizzando i pannelli
patch invece di collegarsi direttamente agli switch.
E vi offre una maggiore sostenibilità a lungo termine.
Nella maggior parte degli uffici e delle reti
aziendali, le prese a muro sono
collegate a un pannello patch,
che viene poi cablato allo switch.
Questo contribuisce a ridurre
i costi e ad aumentare la supportabilità.
Il prossimo gruppo di dispositivi di cui parleremo
riguarda il Power over Ethernet, noto anche come PoE.
Power over Ethernet è una funzione di alcuni switch e altri
dispositivi che consente di fornire energia
elettrica da una porta dello switch tramite
un normale cavo dati a un dispositivo di alimentazione.
Ora, questi PD o dispositivi di alimentazione possono essere telecamere,
telefoni IP voiceover o punti di accesso wireless.
Non ha molta importanza, ma il punto è che è
possibile utilizzare un unico cavo per fornire
sia i dati che l'alimentazione al dispositivo.
In questo modo si elimina la necessità
di avere una presa elettrica accanto al dispositivo.
Ora, quando si tratta di PoE,
è disponibile in tre diverse varietà.
C'è 8025. 3af, 802. 3at e
802. 3bt.
Ora, quando si ha a che fare con l'802. 3af, la versione più
vecchia di Power over Ethernet.
Questo significa che consentirà di prelevare
la minor quantità di energia possibile.
Quando si tratta di 802. 3af, i dispositivi di alimentazione
possono assorbire solo circa 13 watt di potenza.
Quindi questo funziona bene per dispositivi come i telefoni IP voiceover,
ma non altrettanto per altri dispositivi ad alta potenza
come un punto di accesso wireless.
Ora, quando si ha a che fare con l'802. 3at, noto anche
come PoE Plus.
Questo consente ai dispositivi di potenza di assorbire fino a
25 watt, invece dei 13 watt dell'802. 3af.
Ora, il terzo è l'802. 3bt.
Questo è noto come PoE Plus Plus, o 4P PoE.
Questo può essere usato per fornire una potenza fino a 51
watt per un dispositivo di tipo 3 o 73 watt per un dispositivo di tipo 4.
Si tratta di una grande quantità di energia che
può essere fornita tramite Power over Ethernet.
In tutti questi casi, per poterli
utilizzare, è necessario disporre di tre
elementi diversi.
Primo. è necessario disporre di
uno switch che supporti Power over Ethernet a uno di questi tre livelli.
In secondo luogo, è necessario disporre di un cablaggio
adeguato che lo supporti.
In genere, è preferibile utilizzare la Cat 6 o superiore
per poter supportare potenze più elevate di Power over Ethernet.
In terzo luogo, è necessario un dispositivo di alimentazione.
Si tratta del dispositivo che utilizzerà i dati e l'alimentazione
che passano attraverso il cavo Ethernet, come ad esempio il telefono VoIP,
la fotocamera o il punto di accesso wireless.
Ora, alcuni dispositivi richiedono il PoE
e potreste non avere uno switch PoE.
In questo caso, è possibile utilizzare un dispositivo aftermarket
noto come iniettore di potenza.
In pratica, un iniettore di corrente si collega direttamente
a una presa a muro per ottenere la propria alimentazione.
Quindi si collega il cavo Ethernet
dallo switch non alimentato a questo iniettore di corrente.
Quindi, inietta l'alimentazione su quella linea mentre
si esce dall'altro lato e alimenta
il dispositivo da lì.
Si tratta quindi di un cavo che va dallo switch, che
è uno switch non PoE, all'iniettore di potenza.
E poi, dall'iniettore di corrente ai dispositivi di alimentazione.
L'iniettore di corrente inietta l'energia nella
parte centrale del cavo, perché ora
lo si collega a una presa che fornisce
l'alimentazione adeguata.
Il dispositivo successivo è noto come modem via cavo.
Il modem via cavo è un dispositivo
che traduce il segnale del cavo coassiale
in onde di radiofrequenza in qualcosa
che può essere utilizzato dal resto
della rete.
Il modem via cavo funge da convertitore, prendendo
il segnale in arrivo dal cavo coassiale e convertendolo
in impulsi elettrici che possono essere inviati
a una normale rete Ethernet tramite un cavo a doppino in rame
non schermato, che può poi essere inviato
al router o al gateway.
Poi c'è la linea digitale d'abbonamento o modem DSL.
Analogamente a un modem
via cavo, anche un modem DSL esegue questa tecnica di conversione,
ma invece di passare da una radiofrequenza
a un cavo coassiale, converte il
segnale in arrivo da una tipica
linea telefonica in qualcosa che può essere utilizzato
dal resto della rete attraverso un
tipico cavo a doppino intrecciato non schermato in rame.
Il prossimo è il cosiddetto ONT o terminale
di rete ottico.
Se si utilizza una connessione in fibra ottica verso
l'esterno, si utilizzerà un
ONT o un terminale di rete ottico per terminare il cavo.
Quando la connessione in fibra arriva all'ONT, questo
funge da convertitore multimediale
e traduce i segnali luminosi in arrivo dalla
fibra in segnali elettrici che possono uscire
da un cavo a coppie intrecciate non schermato in rame e
tornare al router o al gateway della rete.
L'ultimo dispositivo che abbiamo non è un vero e proprio dispositivo,
ma più che altro un concetto.
Ed è noto come SDN o software defined networking.
Ora, il software defined networking
o reti definite dal software è in realtà un modo per virtualizzare l'hardware
di rete sottostante di cui abbiamo appena parlato.
Tutti questi router, switch e firewall e
tutti questi dispositivi possono essere
convertiti in equivalenti basati su
cloud con cui interagire tramite software.
È qui che entra in gioco il software
defined networking.
Quando si ha a che fare con il software defined
networking, in realtà scomponiamo i diversi
livelli in cui opera un dispositivo,
ovvero il livello di controllo dell'infrastruttura
e quello delle applicazioni, in livelli separati, e interagiamo
con essi in modo programmatico utilizzando il software
per essere in grado di svolgere diverse funzioni su più dispositivi
fisici nel nostro mondo di rete, ma facendo tutto da una prospettiva software.