sabato 18 giugno 2011

Come collegare 2 PC insieme in rete LAN e farli comunicare fra loro? E se sono più di due?

La scelta di collegare insieme in rete locale o Local Area Network (LAN) due o più computer è molto utile per condividere risorse come: files, stampanti e scanner, accesso ad internet, ecc.
Le tecnologie più comunemente utilizzate per il collegamento in rete locale dei dispositivi elettronici sono attualmente: Ethernet e Wi-Fi

Tecnologia Ethernet 
Normalmente i Computer di ultima generazione sono già dotati di una porta di connessione Ethernet che permette il trasferimento dei dati ad una velocità di almeno 10/100 Mbps (Megabit per secondo), alcune anche a 1000 Mbps (ovvero 1 Gigabit per secondo)
Tuttavia potrebbe non essere disponibile su Computer molto datati. In quest'ultimo caso devi acquistare ed installare una scheda di rete Ethernet interna (tipicamente connessa su BUS standard come: EISA, PCI o PCI Express) oppure un adattatore Ethernet esterno tipicamente connesso via porta Universal Serial Bus - (USB).


     

Infine ti servono uno o più cavi di connessione Ethernet (con connettore RJ-45).
Tieni presente che esistono differenti tipi di cavi Ethernet raggruppati in categorie (Cat-5, Cat-5e, Cat-6, Cat-6a, Cat-7, Cat-7a) in base alle loro specifiche tecniche e alle velocità di trasferimento dati massime supportate

Cat-5 velocità di trasferimento dati fino a 10/100 Mbps entro i 100 metri di distanza

Cat-5e stesse caratteristiche della categoria 5 ma con una riduzione ulteriore del problema della diafonia. velocità di trasferimento dati fino a 1 Gbps entro i 100 metri di distanza

Cat-6 velocità di trasferimento dati fino a 10 Gbps entro i 55 metri di distanza. La velocità di trasferimento dati scende a 1 Gbps con l'aumentare della distanza, tra 55 e 100 metri.

Cat-6a velocità di trasferimento dati fino a 10 Gbps entro i 100 metri di distanza.

Cat-7 velocità di trasferimento dati fino a 10 Gbps entro i 100 metri di distanza. 

Cat-7a velocità di trasferimento dati fino 100 Gbps entro i 15 metri. La velocità decresce rapidamente a 40 Gbps tra i 15 e i 50 metri.

Tutti questi cavi Ethernet si dicono Twisted Pair (TP) perché le coppie di fili contenuti all'interno sono arrotolati fra loro per diminuire l'interferenza elettromagnetica.
Inoltre i cavi possono essere ulteriormente schermati, per ridurre al minimo gli effetti delle interferenze elettromagnetiche, oppure non schermati. 
Le velocità di trasferimento dati più elevate vengono raggiunte riducendo la diafonia (crosstalk) ovvero le interferenze fra gli elementi che compongono il cavo, in particolare sulla lunga distanza.

Ecco le Tipologie di Schermatura (Shielding):
UTP (Unshielded Twisted Pair) - "doppino non schermato": non è presente nessun tipo di schermatura.
FTP (Foiled Twisted Pair) "doppino avvolto": uno strato sottilissimo di metallo circonda complessivamente tutti i fili.
STP (Shielded Twisted Pair) "doppino schermato": il metallo è attorno a ogni coppia di fili.

A seconda del tipo e della zona di impiego è necessario valutare la tipologia di cavo più adatta.
Ad esempio i cavi UTP non schermati sono meno adatti ad essere utilizzati all'aperto. 

Di seguito le tipologie di cavi in base alla schermatura (Shielding):
- U/UTP: Cavo non schermato (né complessivamente né per le singole coppie).
- U/FTP: Cavo con schermatura delle singole coppie di fili.
- F/UTP: Cavo schermato nel complesso con nastro che avvolge le quattro coppie di fili.
- F/FTP o S/FTP: Cavo schermato sia nel complesso che con nastro delle singole coppie.
- SF/FTP: Cavo doppiamente schermato con treccia e nastro con le singole coppie a loro volta nastrate singolarmente.




Se devi collegare insieme più di 2 dispositivi devi necessariamente possedere anche un'apparecchiatura di smistamento dati come un hubuno switch o un router (di rete).
A seconda del tipo di impiego devi scegliere quale velocità massima vuoi raggiungere e devi acquistare tutte le componenti idonee a raggiungere la velocità richiesta. Quindi se vuoi spingerti a 1000 Mbps dovrai avere: schede di retecavi switch tutti progettati per 1000 Mbps. Inoltre, se li utilizzi, dovrai anche scegliere i patch panel di rete e le prese LAN / Ethernet che, se necessario, siano tutte opportunamente schermate per funzionare alla velocità attesa. Se tutte le componenti funzionano alla stessa velocità massima riesci ad evitare i rallentamenti in rete dovuti ad eventuali colli di bottiglia.




SE DEVI COLLEGARE IN RETE PIU' DI DUE DISPOSITIVI

Soluzione 1: 
In questo caso devi necessariamente utilizzare un' apposita apparecchiatura di connessione e smistamento hardware: Hub Switch o Router.

Un Hub è un semplice accentratore di rete che lavora a livello 1 o fisico (Physical layer) del modello ISO/OSI, e che ripete i segnali elettrici del livello fisico su tutte le sue porte condividendoli e mescolandoli assieme (similmente a quello che fa una multipresa/ciabatta per la corrente elettrica). Tutte le schede dei dispositivi collegati ad un hub sentono tutto il traffico presente sulla LAN e di conseguenza le collisioni sul traffico di rete aumentano in proporzione al numero di dispositivi connessi. Un Hub non è in mai in grado di gestire il traffico di rete che lo attraversa.

Uno Switch invece è un'apparecchiatura più complessa che costruisce una mappa dei diversi dispositivi collegati alle sue porte sulla base degli indirizzi fisici (Media Acces Control - MAC Address) comunicati da ogni apparato.
Esempio di Switch a 24 porte Ethernet
Lo Switcheffettuando una commutazione a livello 2 o di collegamento (datalink layer) del modello ISO/OSI), riesce ad instradare i pacchetti ethernet in arrivo, sulla base degli indirizzi MAC di livello 2, verso le sole porte di destinazione interessate, riducendo le collisioni di pacchetti al minimo. 
Solitamente in commercio sono comuni switch con un numero di porte Ethernet multiplo di 4, quindi 4, 8, 12, 16 ... 24, ecc. La velocità supportata per ognuna delle porte Ethernet è in genere di 10/100 Mbps, ma sono sempre più diffusi i dispositivi che possiedono porte a 1000 Mbps ( = 1 Gbps)

Uno switch può essere di tipo "non gestito" oppure "gestito" 

Switch non gestito (unmanaged o plug-and-play)
Uno switch non gestito è solitamente molto economico in quanto non ha nessuna possibilità di essere configurato. Si occupa di indirizzare i pacchetti Ethernet in ingresso verso la porta specifica che è collegata al dispositivo di destinazione.

Switch gestito (managed full managed)
Uno switch gestito può essere configurato in modo da definire le priorità nel traffico e fornire un migliore controllo del flusso dei dati. Garantisce maggiore affidabilità e controllo della rete, migliorandone la performance. 
Inoltre può offrire ridondanza, cioè la possibilità di fornire un percorso alternativo al traffico di rete, al fine di salvaguardare la comunicazione in caso di rottura di un cavo o problemi di connessione. 
Alcuni protocolli IT, tra cui SNMP (Simple Network Management Protocol) e LLDP (Link Layer Discovery Protocol) prevedono l'uso di switch gestiti per ottenere dati e informazioni sul traffico di rete.



Un Router lavora come lo switch, ma un livello più alto, in quanto commuta i pacchetti al livello 3  o di rete (Network layer) del modello ISO/OSI, per cui riesce ad instradare i pacchetti verso le porte interessate sulla base degli indirizzi IP di destinazione. 
Un router è in grado di connettere insieme LAN che hanno classi di indirizzi IP differenti ed è anche in grado di bloccare il traffico broadcast.
Inoltre un router può interconnettere reti eterogenee, come reti LAN, con un collegamento geografico in tecnologia X.25, Frame Relay o ATM

Anche gli Home Access Gateway (HAG) ed alcuni Modem / Router ADSL possiedono degli switch integrati e possono essere sfruttati per collegare insieme tanti dispositivi quante sono le porte Ethernet disponibili. 
Ogni dispositivo che vuoi collegare in rete locale (LAN) deve possedere una porta Ethernet e deve essere collegato ad una porta Ethernet dello switch (o hub) tramite un cavo LAN con connettore RJ-45 (chiamato anche Ethernet patch o straight cord).


CONFIGURARE LA RETE
Il passo successivo da effettuare, indipendentemente dal numero di dispositivi collegati, è quello di configurare gli indirizzi IP di rete (Internet Protocol address) di tutti i Personal Computer (PC) impostandoli sulla stessa sotto-rete.
Per rendere "visibile" in rete ciascuna periferica puoi sfruttare il servizio di configurazione IP dinamica (Dynamic Host Configuration Protocol - DHCP) il quale assegna in modo dinamico e automatico ad ogni device il primo indirizzo IP disponibile. Solitamente qualunque Router è in grado di erogare il servizio DHCP e, al limite, deve solo essere abilitato a funzionare come SERVER DHCP, mentre ogni PC deve essere abilitato a diventare un CLIENT DHCP
Alternativamente puoi scegliere la configurazione statica degli indirizzi IP e inserire manualmente su ogni periferica un indirizzo IP libero e univoco.
Attualmente esistono due versioni del protocollo di indirizzamento IP: IPv4 e IPv6 (più recente)La più utilizzata al momento è ancora la IPv4 (versione 4) in quanto è maggiormente compatibile e sufficientemente facile da implementare soprattutto in ambito "casalingo".

Gli indirizzi IPv4 sono sempre indicati nella forma: xxx.xxx.xxx.xxx ovvero 4 gruppi di numeri separati da punti, tanto che è conosciuta come "Notazione Decimale Puntata" o "Notazione a Punto".  Ogni numero xxx può variare tra 0 e 255
L'indirizzo è diviso in due sezioni: la sezione di rete e la sezione dell'hostQuesta forma è utilizzata in tutti i paesi che rispettano la RFC-1166.

Lo spazio di indirizzamento IPv4 è suddiviso formalmente in 5 Classi di Indirizzi IP (classful addressing) introdotte dal RFC 791 nel 1981 ed in uso fino all'introduzione del Classless Inter-Domain Routing (CIDR) nel 1993.


Classi di Indirizzamento. 
Le sezioni di rete e di host sono le seguenti: "n" rappresenta la sezione di rete e "h" la sezione di host.

Reti di Classe A. 
Il primo byte rappresenta la rete; gli altri tre gli host per ogni rete.
Esempio: nnn.hhh.hhh.hhh 
In notazione decimale gli IP variano nel modo seguente: 0-127.H.H.H;
La maschera di rete è 255.0.0.0 (o anche detta /8 in quanto i bit di rete sono 8);
Questi indirizzi in binario iniziano con il bit 0.

Reti di Classe B. 
I primi due byte rappresentano la rete; gli altri due gli host per ogni rete.
Esempio: nnn.nnn.hhh.hhh
In notazione decimale gli IP variano nel modo seguente: 128-191.N.H.H;
N varia da 0 a 255.
La maschera di rete è 255.255.0.0 (o anche detta /16 in quanto i bit di rete sono 16);

Questi indirizzi in binario iniziano con i bit 10.

Reti di Classe C. 
I primi tre byte rappresentano la rete; l'ultimo gli host per ogni rete. 
Esempio: nnn.nnn.nnn.hhh
In notazione decimale gli IP variano nel modo seguente: 192-223.N.N.H;
N varia da 0 a 255.
La maschera di rete è 255.255.255.0 (o anche detta /24 in quanto i bit di rete sono 24);

Questi indirizzi in binario iniziano con i bit 110.

Reti di Classe D. È riservata agli indirizzi multicast.
In notazione decimale gli IP variano nel modo seguente: 224-239.x.x.x;
Non è definita una maschera di rete, essendo tutti e 32 i bit dell'indirizzo utilizzati per indicare un gruppo, non un singolo host;
Questi indirizzi in binario iniziano con i bit 1110.

Reti di Classe ERiservata per usi futuri;
In notazione decimale gli IP variano nel modo seguente: 240-255.x.x.x;
Non è definita una maschera di rete;
Questi indirizzi in binario iniziano con i bit 1111.

Durante la costruzione di una rete locale (privata) devi assegnare un indirizzo IP a ciascuno dei tuoi computer scegliendolo appartenente ad una Classe di Indirizzi Privata, in modo tale che i computer possano liberamente dialogare tra loro ma siano invisibili alla rete esterna.
Nella RFC 1918 sono stati definiti quali indirizzi privati possono essere utilizzati per ciascuna Classe di indirizzi:
  • Classe A= 10.0.0.0 – 10.255.255.255 (quasi 16,8 milioni di indirizzi)
  • Classe B= 172.16.0.0 – 172.31.255.255 (poco più di un milione di indirizzi)
  • Classe C= 192.168.0.0 e 192.168.255.255 (65.536 indirizzi disponibili) 
La classe più frequentemente utilizzata è la C in particolare con i primi numeri 192.168.x.y 
Spesso i modem e i router sono preconfigurati con indirizzi IP 192.168.0.1 o 192.168.1.1 ma è possibile variare in base alle proprie necessità (192.168.100.x, 192.168.211.x, ecc.)
Nei prossimi esempi è stato scelto l'indirizzamento privato:  192.168.1.x

Ecco come configurare gli Indirizzi IPv4 su Windows:
  • Con Windows XP, devi premere Start > Pannello di controllo > Rete e connessioni Internet > Connessioni di rete, fare click col tasto destro del mouse sulla voce Connessione alla rete locale (LAN) e selezionare la voce Proprietà dal menu che compare.
  • Con Windows 7, devi premere Start > Pannello di controllo > Visualizza stato della rete e attività > Modifica impostazioni scheda (nella barra laterale di sinistra), cliccare col tasto destro del mouse sulla voce Connessione alla rete locale (LAN) e selezionare la voce Proprietà dal menu che viene mostrato. 
Per entrambi i sistemi operativi i passaggi successivi sono identici. Devi scorrere il menù "La connessione utilizza gli elementi seguenti" e fare doppio click sulla voce "Protocollo Internet versione 4 (TCP/IPv4)".
Poi devi spuntare la voce "Utilizza il seguente indirizzo IP" e, nel campo "Indirizzo IP", digitare l’indirizzo IP che vuoi assegnare al PC. L’indirizzo IP deve essere digitato nel formato 192.168.1.x dove al posto della devi sostituire un numero a scelta compreso tra 1 e 255. Ogni computer deve avere un finale di IP differente per essere identificato nella rete (ad esempio il primo PC può avere l'indirizzo 192.168.1.2 e il secondo PC 192.168.1.3).

Poi devi inserire la subnet mask (maschera di sottorete) che definisce l'intervallo di appartenenza di un host all'interno di una sottorete IP (subnet). Questo al fine di ridurre il traffico di rete e facilitare la ricerca e il raggiungimento di un determinato host con relativo indirizzo IP. Nel caso specifico devi introdurre il valore 255.255.255.0 che indica la possibilità di avere al massimo 255 host all'interno della stessa sottorete.

In sostanza agendo sulla subnet mask è possibile definire il numero massimo di dispositivi (host) raggiungibili nella rete.
Di seguito una tabella con tutte le possibili sottoreti delle Classi A, B e C.

Host Bits
Host nella sottorete
/8
24
255.0.0.0
16777214 = 224 - 2
/9
23
255.128.0.0
8388608 = 223
/10
22
255.192.0.0
4194304 = 222
/11
21
255.224.0.0
2097152 = 221
/12
20
255.240.0.0
1048576 = 220
/13
19
255.248.0.0
524288 = 219
/14
18
255.252.0.0
262144 = 218
/15
17
255.254.0.0
131072 = 217
/16
16
255.255.0.0
65536 = 216
/17
15
255.255.128.0
32768 = 215
/18
14
255.255.192.0
16384 = 214
/19
13
255.255.224.0
8192 = 213
/20
12
255.255.240.0
4096 = 212
/21
11
255.255.248.0
2048 = 211
/22
10
255.255.252.0
1024 = 210
/23
9
255.255.254.0
512 = 29
/24
8
255.255.255.0
256 = 28
/25
7
255.255.255.128
128 = 27
/26
6
255.255.255.192
64 = 26
/27
5
255.255.255.224
32 = 25
/28
4
255.255.255.240
16 = 24
/29
3
255.255.255.248
8 = 2³
/30
2
255.255.255.252
4 = 2²
/31
1
255.255.255.254
2 = 21
/32
0
255.255.255.255
1 = 20

Infine devi indicare l'indirizzo IP del Gateway di rete, ovvero il dispositivo che funge da ponte tra la rete locale LAN e la rete esterna (ad esempio Internet). 
In ambito "casalingo" il Gateway coincide col il dispositivo "Modem/Router ADSL" che permette la navigazione in Internet e che spesso fornisce anche il servizio DHCP.
In ambito "professionale" possono esistere più reti LAN separate che devono essere collegate fra loro da Router Gateway interni, oppure il Gateway coincide con un Firewall che sta a monte del Modem/Router XDSL / Fibra.
Nel caso specifico ad esempio si suppone che il dispositivo gateway abbia indirizzo 192.168.1.1

PROBLEMI DI COLLEGAMENTO
Se un PC non viene "visto" in rete e non è raggiungibile effettua questi passaggi di verifica:
1) controlla che il cavo o i cavi non siano difettosi e che siano correttamente collegati alle schede di rete o alle apparecchiature di smistamento. Verifica che tutti i dispositivi di collegamento intermedi siano accesi.
2) verifica se hai un firewall software attivo su uno dei computer e disattivalo (almeno temporaneamente per effettuare le prove).
3) se usi l'indirizzamento IP dinamico (DHCP) verifica che sia attivo su tutte le periferiche della rete. Se invece usi l'indirizzamento IP statico verifica che ad ogni PC sia stato assegnato un indirizzo IP univoco (quindi che non ci siano doppioni) e che appartengano tutti alla stessa sotto-rete.

DISPOSITIVI ALTERNATIVI AL CAVO LAN
Molti edifici soprattutto residenziali non hanno la predisposizione per il cablaggio di rete dati e può essere molto difficoltosa ed onerosa l'installazione di un cavo di rete nella muratura. Quando non si vuole utilizzare il WiFi e nemmeno lasciare cavi volanti per le stanze si può ricorrere alla tecnologia delle Onde Convogliate o "PowerLine". In sostanza è sufficiente che i due computer da collegare in rete siano raggiunti entrambi da una presa elettrica appartenente allo stesso circuito. Acquistando due apparati PowenLAN e inserendo il cavo di rete su ciascun apparato è possibile collegare in rete LAN entrambi i computer sfruttando la linea elettrica.



SE DEVI COLLEGARE IN RETE SOLO DUE DISPOSITIVI

Soluzione 1:
Se hai la necessità di collegare esclusivamente 2 periferiche attraverso un cavo Ethernet, allora puoi collegarli insieme fra loro direttamente utilizzando un cavo Ethernet di tipo incrociato detto anche "cavo cross" o "crossover". 

In questo caso non c'è l'obbligo di utilizzare uno switch, un hub o un router (di rete) come sistema di smistamento della connessione
Se vuoi auto-costruirti il cavo incrociato, devi inserire gli 8 fili nel connettore RJ-45 e "crimpare" il plug adottando la sequenza mostrata nello schemaCavo ethernet incrociato (fonte Wikipedia)


   Rj45plug-8p8c.png
               
Pin
Connection 1: T568A
RJ-45 TIA-568A Right.png
Connection 2: T568B
RJ-45 TIA-568B Right.png
signal
pair
color
signal
pair
color
1
BI_DA+
3
Pair 3 Tip
white/green stripe
BI_DB+
2
Pair 2 Tip
white/orange stripe
2
BI_DA-
3
Pair 3 Ring
green solid
BI_DB-
2
Pair 2 Ring
orange solid
3
BI_DB+
2
Pair 2 Tip
white/orange stripe
BI_DA+
3
Pair 3 Tip
white/green stripe
4

1
Pair 1 Ring
blue solid

1
Pair 1 Ring
blue solid
5

1
Pair 1 Tip
white/blue stripe

1
Pair 1 Tip
white/blue stripe
6
BI_DB-
2
Pair 2 Ring
orange solid
BI_DA-
3
Pair 3 Ring
green solid
7

4
Pair 4 Tip
white/brown stripe

4
Pair 4 Tip
white/brown stripe
8

4
Pair 4 Ring
brown solid

4
Pair 4 Ring
brown solid


Oppure puoi utilizzare un cavo di rete normale inserendo però un Adattatore RJ45 Cross M/F Cat 5e (come quello mostrato in figura) in una delle due estremità del cavo. 


Adattatore Cross



Per quanto riguarda la configurazione software dei PC sarà sufficiente impostare due indirizzi IP differenti per ciascun computer, utilizzare la stessa subnet mask e inserire come indirizzo gateway l'IP dell'altro computer (vedi esempio)



Computer1
Computer2
Indirizzo IP
192.168.1.1
192.168.1.2
Subnet mask
255.255.255.0
Gateway predefinito
192.168.1.2
192.168.1.1




Soluzione 2: 
Nel caso che almeno una delle schede di rete dei 2 PC sia già abilitata a fare l'incrocio automatico (detto anche: Auto uplink and trade, Auto-MDI/MDIX, Universal Cable Recognition, o Auto Sensing), è già sufficiente collegare i 2 PC con un cavo di rete Ethernet "normale". Quest'ultima caratteristica è presente soprattutto nelle schede di rete dei Notebook e dei PC Desktop più recentiLa configurazione software dei PC sarà la stessa indicata nella Soluzione 1.



Esperienza Personale
Esempio di rete rete mista (LAN e WLAN): nella mia abitazione che articola su tre livelli, possiedo varie apparecchiature informatiche che si devono collegare in rete fra loro o comunque hanno bisogno di utilizzare Internet.
  • Piano Terra: notebook Wireless solitamente "stanziale"  +  Smart TV Wireless
  • Primo Piano: Smart TV Wireless
  • Secondo Piano: computer desktop con scheda Ethernet
  • Inoltre ho altri 2 Smartphone e 1 Tablet che "viaggiano" per tutta la casa e raggiungono Internet attraverso un collegamento Wireless.
Un router ADSL Wi-Fi+Ethernet è posizionato al piano terra ma riesce a coprire, via onde radio, anche parzialmente il primo piano
Per riuscire a portare la rete LAN e WLAN anche al secondo piano ho utilizzato una coppia di dispositivi PowerLan. Cioè un sistema che trasforma il circuito elettrico esistente della tua casa in una rete dati ad alta velocità senza la necessità di nuovi cavi o perforazioni.
Quindi ho collegato il primo dispositivo PowerLAN al modem ADSL (piano terra) utilizzando un cavo Ethernet.

Poi ho collegato il computer desktop del secondo all'altro dispositivo PowerLan utilizzando un cavo Ethernet. I 2 dispositivi PowerLan situati a due piani di distanza riescono a comunicare fra loro attraverso l'impianto elettrico e trasferiscono i dati ad una velocità di circa 600 Mbps.

Nel caso specifico, io ho utilizzato TP-LINK TL-WPA4220KIT Starter Kit Powerline AV500 in quanto possiede anche la funzione che permette di estendere la rete Wireless (alla velocità di 300Mbps). 



In sostanza ho posizionato al secondo piano il PowerLan con funzioni di estensione della rete Wireless in modo da coprire sia parte del primo piano che il secondo piano con la stessa rete Wi-Fi.


 

Ora posso utilizzare Tablet e Smartphone in tutta la casa perché si collegano in Wi-Fi al PowerLan e quindi al router ADSL!

Se hai già un modem/router Wi-Fi o un Access Point e vuoi solo estendere la portata del Wi-Fi su ulteriori piani della tua casa, puoi invece optare per un Wi-Fi Extender ovvero una sorta di ripetitore del segnale radio. Questo tipo di dispositivo espande la copertura della rete Wi-Fi Dual Band su aree contigue alla sorgente Wi-Fi principale.


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