Tipi e topologie di rete da usare per la progettazione di una rete

Tutte le reti sono basate sugli stessi principi. È possibile applicare questi principi quando si progettano e si creano reti locali o basate sul cloud dell'organizzazione. Quando si crea una rete, è necessario conoscere i diversi tipi di reti, le topologie e i relativi utilizzi.

In questa unità vengono illustrati alcuni dei tipi comuni di topologie di rete usati per creare reti basate su Internet.

Che cos'è una rete?

Una rete è una raccolta di dispositivi abilitati per la rete, costituita in genere da computer, commutatori, router, stampanti e server. Le reti rappresentano una parte fondamentale della quotidianità e sono presenti nelle case, sul luogo di lavoro e in aree pubbliche. Le reti consentono la comunicazione di tutti i tipi di dispositivi abilitati per la rete.

Tipi di rete

Le reti possono avere dimensioni, forme e utilizzi diversi. Per semplificare l'identificazione dei diversi tipi di rete, è possibile classificarle in una delle seguenti categorie:

• Reti locali personali (PAN, Personal Area Network)
• Reti locali (LAN, Local Area Network)
• Reti metropolitane (MAN, Metropolitan Area Network)
• Reti WAN (Wide Area Network)

Che cos'è una rete locale personale?

Una rete locale personale (PAN) risponde alle esigenze di rete di un singolo utente. Un esempio di rete PAN è rappresentato dalla connessione di smartphone, smartwatch, tablet e portatile di un utente e dalla condivisione di dati tra questi dispositivi, senza necessità di connettersi a un punto di accesso o ad altri servizi di rete non di Microsoft. Le reti PAN usano in genere la tecnologia Bluetooth® per le comunicazioni, poiché fornisce funzionalità di condivisione dei dati a corto raggio a basso consumo. Gli standard di rete associati a una rete PAN sono Bluetooth e IEEE 802.15.

Che cos'è una rete locale?

Una rete locale (LAN) soddisfa le esigenze di rete di un singolo ambiente, ad esempio un ufficio, una scuola, un'università, un ospedale o un aeroporto. In genere una LAN è una rete privata e richiede una procedura di autenticazione e autorizzazione per l'accesso. Le LAN sono di gran lunga il tipo di rete più diffuso tra i vari disponibili.

Che cos'è una rete metropolitana?

Una rete metropolitana (MAN) offre funzionalità di rete tra diverse posizioni nell'ambito di una città o di un'area metropolitana per creare una singola rete estesa. In genere, una rete metropolitana richiede una connessione sicura e dedicata tra ogni LAN aggiunta ad essa.

Che cos'è una rete WAN?

Una rete WAN (Wide Area Network) offre funzionalità di rete tra posizioni geografiche a livello locale o mondiale. Una rete WAN viene usata ad esempio per connettere la sede centrale di un'organizzazione con le succursali in tutta la regione. Una rete WAN collega quindi più reti LAN in modo da creare una rete con privilegi elevati. Con una rete WAN viene usata una rete privata virtuale (VPN) per gestire la connessione tra le diverse reti LAN.

Differenze tra reti LAN e WAN

Diversi elementi distinguono una rete LAN da una rete WAN. Se si è a conoscenza di queste differenze, è più facile pianificare i servizi da distribuire in queste reti.

Topologie di rete

Una topologia di rete descrive la composizione fisica di una rete. Quando si progetta una rete LAN, è possibile scegliere tra quattro diverse topologie, ovvero:

• Autobus
• Anello
• Mesh
• Star

Topologia bus

In una topologia bus, ogni dispositivo di rete è connesso a un singolo cavo di rete. Anche se si tratta del tipo di rete più semplice da implementare, presenta delle limitazioni. La prima limitazione riguarda la lunghezza del cavo principale, ovvero del bus. Più il bus è lungo, maggiore è il rischio di caduta del segnale. Questa limitazione vincola il layout fisico della rete. I dispositivi devono trovarsi tutti vicini, ad esempio nella stessa stanza. Infine, se il cavo del bus viene danneggiato, si verificherà un'interruzione di tutta la rete.

Topologia ad anello

In una topologia ad anello, ogni dispositivo di rete è collegato a quelli vicini formando un anello. Questo tipo di rete assicura una maggiore resilienza rispetto alla topologia bus. Anche in questo caso un guasto al cavo che collega i dispositivi nell'anello si ripercuoterà sulle prestazioni della rete.

Topologia mesh

La topologia mesh viene descritta come mesh fisica o come mesh logica.

In una mesh fisica ogni dispositivo di rete è collegato a tutti gli altri dispositivi presenti in rete. Questa configurazione aumenta la resilienza di una rete, ma la necessità di collegare tutti i dispositivi si traduce in un sovraccarico fisico. Oggi non sono molte le reti configurate come full mesh (a maglia completa). La maggior parte delle reti usa infatti la configurazione partial mesh (a maglia parziale), in cui alcuni computer sono collegati direttamente tra loro, mentre altri sono collegati tramite un solo dispositivo.

La differenza tra una rete mesh fisica e una logica è piuttosto sottile. La percezione è che la maggior parte delle reti moderne usi una configurazione mesh, poiché ciascun dispositivo può comunicare con tutti gli altri dispositivi presenti in rete. Tuttavia, questa topologia descrive una rete mesh logica e viene resa principalmente possibile usando i protocolli di rete.

Topologia a stella

La topologia a stella è la topologia di rete più comune. Ogni dispositivo di rete è collegato a uno switch o a un hub centrale. Switch e hub possono essere collegati tra loro per estendere una rete esistente o creare reti più estese. Questa tipologia è la più affidabile e scalabile.

Ethernet

Ethernet è uno standard di rete sinonimo di reti LAN cablate, usato anche per le reti WAN e metropolitane. Ha sostituito altre tecnologie LAN cablate, come ARCNET e Token Ring, ed è uno standard di settore.

Sebbene Ethernet sia associato al concetto di rete cablata, tenere presente che in realtà può essere usato anche per i collegamenti in fibra ottica, non solo per le configurazioni cablate.

Lo standard Ethernet definisce un framework per la trasmissione dei dati, la gestione degli errori e le soglie prestazioni. Descrive le regole per la configurazione di una rete Ethernet e il modo in cui i vari elementi della rete devono interagire.

Ethernet viene usato nel modello OSI in corrispondenza dei livelli fisici e del collegamento dati. Costituisce la base dello standard IEEE 802.3. Questo standard ha consentito di unificare le procedure di sviluppo di hardware e reti.

Lo standard Ethernet è in continua evoluzione e la versione originale supportava una velocità di trasmissione dati di soli 2,94 Mbps. Negli ultimi anni sono state rilasciate varie iterazioni per soddisfare le esigenze di una velocità maggiore. Oggi vengono raggiunte velocità fino a 400 Gbps.

Fast Ethernet

Lo standard Fast Ethernet (IEEE 802.3u) è stato sviluppato per supportare velocità di trasmissione dati fino a 100 Mbps. È noto anche come standard 100BASE-TX.

Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ab) è stato sviluppato per supportare reti di comunicazione più veloci su cui poter eseguire servizi come lo streaming di contenuti multimediali e Voice over IP (VoIP). Rispetto allo standard 100BASE-TX, lo standard 1000BASE-T offre una velocità 10 volte superiore. La tecnologia Gigabit Ethernet è ora inclusa negli standard 802.3 ed è consigliata per le reti aziendali. Il nuovo standard è compatibile con lo standard 100BASE-T precedente e con gli standard 10BASE-T meno recenti.

10 Gigabit Ethernet

Lo standard 10 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ae) offre una velocità di trasferimento dei dati nominale di 10 Gbps, 10 volte superiore rispetto allo standard precedente. Questo incremento di velocità è reso possibile dall'impiego della fibra ottica. Lo standard richiede ora che le reti 10 Gigabit Ethernet usino il routing di area anziché trasmettere i dati a tutti i nodi. In questo modo, si riducono il rumore e il traffico di rete.

Terabit Ethernet

Terabit Ethernet offre velocità di trasferimento dei dati fino a 200 Gbps e 400 Gbps. Si prevede che lo standard Terabit Ethernet possa offrire in futuro velocità fino a 800 Gbps e 1,6 Tbps.

Reti in Azure

Azure viene fornito con numerosi strumenti e servizi di rete.

Rete virtuale di Azure

Tramite Rete virtuale di Azure è possibile creare reti virtuali complesse che emulano la struttura delle reti locali effettive. È possibile effettuare il provisioning e gestire reti virtuali basate sul cloud. È anche possibile creare reti virtuali ibride che si integrano con le reti locali quando si usa Rete virtuale di Azure.

Servizi di connettività

Quando è necessario disporre di una connessione a bassa latenza e larghezza di banda elevata tra la rete locale e l'istanza di Rete virtuale di Azure, è possibile scegliere tra le due opzioni seguenti:

• Una connessione di rete privata virtuale (VPN) tramite un gateway di Azure
• Una connessione dedicata tramite Azure ExpressRoute

ExpressRoute è un servizio da punto a punto sicuro. Per usare questo servizio, un partner di connettività non Microsoft può fornire e ospitare i circuiti ExpressRoute per conto dell'utente.