# Networking

## Tipologie di reti

La classificazione di una rete si basa su diversi parametri:

- estensione geografica
- topologia logica e fisica
- logica di funzionamento (peert to peer o client/server)
- mezzo trasmissivo utilizzato

### Estensione geografica

Per dimensioni, l'architettura di rete si puo' suddividere in:

- `LAN` (local area network)
- `WAN` (wide area network)

### Topologia di rete

Il termine *topologia* identifica la modalitá in cui le stazioni sono interconnesse tra loro, ovvero la forma del canale di comunicazione. Le piú diffuse sono ad anello, lineare e a stella o ad albero.

#### Rete ad anello

In una topologia ad anello, la rete é costituita da un insieme di apparati collegati direttamente (*connessione punto-punto*) tra di loro, in modo da formare una struttura circolare chiusa, all'interno della quale i dati scorrono in un'unica direzione.

Le reti ad anello presentano una scarsa tolleranza ai guasti: un guasto ad un elemento della rete puó determinare l'interruzione delle stessa.

#### Rete lineare

In una topologia lineare, la rete é costituita dal mezzo di trasmissione al quale tutte le stazioni sono connesse direttamente.

#### Rete a stella o ad albero

Nella topologia a *stella* (o *star topology*) tutti i dispositivi sono collegati a un dispositivo centrale, come uno switch o un hub, per la trasmissione delle informazioni e ogni host è connesso a tale punto.

Il guasto di una linea trasmissiva che collega un host all'hub determinerà l'isolamento di tale host da tutti gli altri, ma il resto della rete continuerà a funzionare tranquillamente.

## Mezzi trasmissivi

Per formare il canale di trasmissione, si possono utilizzare diversi mezzi trasmissivi. Questi sono raggruppati in tre grandi categorie:

- mezzi di trasmissione *elettrici*: l'informazione da trasmettere, il flusso di bit, viene inviata sfruttando la conduzione elettrica
- *ottici*: si utilizza la trasmissione di raggi luminosi attraverso un materiale dielettrico (un isolante elettrico che non conduce corrente, ma può immagazzinare energia elettrica quando è sottoposto a un campo elettrico)
- *wireless*: senza l'utilizzo dei supporti fisici

Alcuni mezzi trasmissivi storicamente usati sono:

- cavo coassiale
- il doppino di rame incrociato
- fibra ottica

### Cavo coassiale

![cavo-coassiale](asset/img/cavo-coassiale.png)

É stato il primo mezzo trasmissivo utilizzato, ormai abbandonato. É costituito da un conduttore centrale circondato da uno o piú schermi.

### Doppino di rame incrociato

![doppino-rame](asset/img/doppino-rame.png)

Il doppino di rame incrociato (*twisted pair*) consiste da una coppia di fili di rame protetti da una guaina isolante e incrociati. Esistono diverse versioni del doppino incrociato:

- `UTP` (Unshielded Twisted Pair): versione non schermata, soggetto a interferenze
- `FTP` (Foiled Twisted Pair): presenta una singola schermatura, costituita solitamente da un foglio di alluminio
- `STP` (Shielded Twisted Pair): la versione piú protetta, in quanto presenta una schermatura per ogni singola coppia piú una generale

Sono state definite le seguenti categorie:

- Categoria 1: cavi adatti solo per telefonia analogica
- Categoria 2: cavi adatti per telefonia analogia o digitale (ISDN)
- Categoria 3: consigliati per realizzare reti fino a un massimo di 10 Mbps
- Categoria 4: possono essere utilizzati anche per reti Ethernet fino a 10 Mbps
- Categoria 5: supporta velocità di trasferimento fino a 100 Mbps
- Categoria 5e (Enhanced): un miglioramento rispetto al Cat 5, il Cat 5e è in grado di supportare velocità fino a 1 Gbps. È ancora molto utilizzato in ambienti domestici e uffici
- Categoria 6: questo cavo è progettato per velocità più elevate, fino a 10 Gbps su distanze ridotte (fino a 55 metri)
- Categoria 7: progettato per supportare velocità fino a 10 Gbps. Ha una migliore schermatura rispetto ai cavi precedenti, riducendo le interferenze elettromagnetiche e garantendo connessioni più stabili
- Categoria 8: il più recente tra i cavi Ethernet, il Cat 8 supporta velocità fino a 40 Gbps

### Fibra ottica

Il cablaggio in fibra ottica viene utilizzato per trasferire le informazioni tramite impulsi di luce, che passano lungo uno o più tubi di vetro. Quest'ultimo viene racchiuso in una struttura costituita da tre sezioni concentriche:

- il nucleo o *core*
- il mantello o *cadding*
- un rivestimento plastico di protezione

Le tipologie più comuni di connettori per cavi in fibra ottica sono:

- `Connettori SC`: sono la variante più utilizzata
- `Connettori LC`: piccoli e compatti, ideali per applicazioni in cui lo spazio è limitato
- `Connettori ST`: sebbene siano ancora in uso, oggi vengono utilizzati meno spesso rispetto ai connettori LC e SC

![fiber-optic-connectors](asset/img/fiber-optic-connectors.png)

#### Tipi di cavi in fibra

Esistono diversi tipi di cavi in fibra ottica.

- `Monomodale`: sono progettati con un nucleo molto sottile. Questa configurazione riduce significativamente la riflessione interna, permettendo ai segnali di percorrere distanze maggiori senza perdere qualità. Di conseguenza, i cavi monomodali sono in grado di trasmettere dati a velocità molto elevate, rendendoli ideali per collegamenti a lunga distanza
- `Multimodale`: presentano un nucleo più grande. Questa struttura aumenta la riflessione interna, il che porta a una maggiore attenuazione e dispersione del segnale. Di conseguenza, i cavi multimodali sono più adatti per brevi distanze

![fiber-cable](asset/img/fiber-cable.png)

#### FTTC e FTTH

`FTTC` sta per *Fiber to the Cabinet*, ossia *fibra fino al cabinato*, mentre `FTTH` sta per *Fiber to the Home*, cioè *fibra fino a casa*.

![fttc-ftth](asset/img/fttc-ftth.png)

In presenza di una connessione FTTC, il cavo che collega la centrale al cabinato (spesso presente a bordo strada) è in fibra ottica, mentre il tratto dal cabinato a casa è in rame. Questo vuol dire che la seconda parte del collegamento resta soggetta a dispersioni. La tecnologia FTTC si propone come un compromesso per portare quindi la fibra ottica solo fino al cabinato, e sfruttare da lì in poi la vecchia struttura in rame. Se da un lato assistiamo ad un contenimento dei costi, dall’altro però si otterrà una notevole limitazione del segnale, dovuta all’utilizzo della banda in rame nell’ultimo tratto.

Le velocità raggiunte sono comunque superiori rispetto a quelle della classica connessione ADSL. Orientativamente, una connessione FTTC può raggiungere i 100/200 Mbps.

L’acronimo FTTH Indica le connessioni a banda ultra larga in cui il collegamento dalla centrale di trasmissione fino al modem dell’utente finale è realizzato per intero in fibra ottica. Esiste anche una soluzione intermedia, nel caso in cui non sia possibile effettuare lavori in appartamento per l’installazione della fibra: `FTTB`, ossia *Fiber to the Building*. Questo tipo di cablatura prevede il collegamento in fibra ottica dalla centrale di trasmissione a una centralina condominiale, con collegamento in rame da quest’ultima ai singoli appartamenti.

Attualmente la tecnologia FTTH è quella che garantisce maggiore stabilità della connessione e prestazioni elevate. In termini di prestazioni, è possibile raggiungere 1 Gbps di velocità.
