Audio Networking – Introduzione alle reti locali 1
parte 1
Nello scorso mese di ottobre, Sound&Lite ha organizzato un seminario di due giorni sulle nuove tecnologie digitali di trasporto audio, in particolare sul trasporto audio via Ethernet che permette di trasportare flussi audio non compressi sull’infrastruttura di rete locale. Abbiamo deciso di riportare sulle pagine della rivista un sunto di ciò che è stato detto nei due giorni di seminario, a beneficio di coloro i quali non hanno potuto parteciparvi.
Le basi per comprendere il funzionamento del trasporto audio su rete non possono prescindere dalla conoscenza delle tecnologie di rete utilizzate per il trasporto dati, tecnologie ormai largamente diffuse grazie alla recente esplosione delle reti di comunicazione tra calcolatori.
Partiamo quindi con una descrizione delle tecnologie che stanno alla base delle reti di calcolatori.
panoramica sulle reti locali
Si può anche dire una panoramica sulle reti (senza “locali”), con un occhio di riguardo per le reti locali dato che sono l’ambito in cui si sviluppa la tecnologia alla base di ciò di cui ci dovremo occupare qui, ovvero l’audio networking.
testi di riferimento
Il libro da cui ho preso la maggior parte dei riferimenti è Computer Networks di Andrew Tanenbaum, la quarta edizione di un testo che a suo tempo è stato il mio principale ausilio per l’esame di reti alla facoltà di ingegneria di Bologna. Qualche riferimento proviene da Ethernet – The definitive guide dell’editore O’Reilly, e da Ethernet Networks. Design, implementation, organization & management, scritto da Gilbert Held per John Wiley & Sons. Un’ulteriore e importante fonte è costituita dai manuali di macchine come switch, router e simili, molto spesso reperibili on-line sul sito internet delle case costruttrici. Naturalmente Internet offre migliaia di altre fonti, ad esempio Wikipedia. Nelle diverse puntate che seguiranno, i riferimenti specifici compariranno comunque, volta per volta, in fondo all’articolo.
il concetto di rete
Per la maggior parte delle persone, mediamente ignare di tecnologie informatiche, la parola rete ricorda l’attività della pesca. In realtà “rete” si riferisce ad una topologia, ovvero alla forma, ad esempio, dello strumento spesso usato appunto per pescare, fatto di nodi collegati tra loro.
la rete: nodi e collegamenti
Dal punto di vista della nomenclatura, il termine “rete” si applica a molte forme di servizio distribuito, oltre al trasporto dei dati: si parla infatti, ad esempio, di rete telefonica, rete elettrica, rete idrica.
La figura 1 (a) riporta la topologia di una tipica rete telefonica. La rete riportata in figura 1 (b), in effetti, somiglia di più ad una rete da pesca. Anche quella a sinistra, comunque, si chiama “rete”, perché ha i nodi e i collegamenti (link).
Nel contesto in cui nasce Ethernet, che identifica il tipo di rete su cui dovremo concentrare le nostre attenzioni, il termine “rete” è associato ad un insieme di dispositivi autonomi, interconnessi tramite una data tecnologia. Banalmente, due dispositivi si possono dire interconnessi se sono in grado di scambiarsi informazioni e, nel caso specifico, le informazioni sono generalmente codificate per mezzo di segnali elettrici. La connessione, in realtà, non deve necessariamente essere realizzata con un filo di rame: fibre ottiche, microonde, infrarossi o collegamenti satellitari sono mezzi altrettanto adatti allo scopo.
La tecnologia di rete di cui discutiamo qui è nata e si è sviluppata per connettere tra loro vari computer.
Le reti di calcolatori
A cosa servono? Perché si sono sviluppate così prepotentemente?
Le applicazioni per le reti di calcolatori sono oramai numerosissime e si possono suddividere in applicazioni business, destinate ad utenti professionali, ed applicazioni domestiche. Sempre più importanti sono, inoltre, le applicazioni mobili, ovvero quelle che richiedono una connessione in rete senza essere legati ad un punto di connessione fisso.
Applicazioni business
Genericamente parlando, la connessione in rete permette la condivisione delle risorse. Queste possono essere risorse fisiche, come stampanti, scanner, masterizzatori, lettori di supporti particolari, oppure risorse logiche ovvero informazioni (ad esempio la disponibilità di magazzino).
La rete può anche essere un mezzo valido per comunicare tra persone. Ormai l’e‑mail è diffusa quasi quanto il telefono, ma l’e‑mail non è certo l’unico modo per scambiare informazioni attraverso la rete. Un’altra forma di comunicazione assistita dal computer è la videoconferenza, per mezzo della quale persone distanti tra loro possono vedersi e sentirsi a vicenda e anche scrivere su una “lavagna” condivisa. È anche possibile, ad esempio, lavorare insieme allo stesso documento pur essendo fisicamente distanti, anche ai due capi del pianeta, e vedere in tempo reale le modifiche apportate da chi sta dall’altra parte.
Un’altra applicazione sempre più diffusa è il commercio elettronico: le aziende possono vendere i propri prodotti on-line, accorciando enormemente le distanze e rivoluzionando letteralmente la gestione degli ordini e del magazzino rispetto alle forme di commercio tradizionali.
Il modello client-server
figura 2: una rete con due client e un server
Si può immaginare il sistema informativo di un’azienda costituito da uno o più archivi e da un certo numero di impiegati che hanno bisogno di accedervi da remoto, indipendentemente dalla posizione fisica. Secondo questo modello, i dati sono memorizzati su computer relativamente potenti detti server, spesso mantenuti centralmente da parte di personale specializzato; gli impiegati possono invece utilizzare macchine più semplici dette client, localizzate sulle rispettive scrivanie, per accedere ai dati da remoto. Le macchine client e le macchine server sono connesse tra loro per mezzo di una rete.
Di solito un server può servire contemporaneamente diversi client, a volte anche tanti.
Una cosa che si può notare qui è che questi sistemi interconnessi, per poter comunicare tra loro, devono stabilire un protocollo di comunicazione comune ovvero, in sostanza, un accordo tra le due parti comunicanti su come la comunicazione debba procedere.
Questo accordo va esteso a diversi livelli: dal livello fisico (elettrico), per cui un segnale inviato da un dispositivo ad un capo del filo deve essere, ad esempio, in un range di tensioni e frequenze accettabili per l’apparecchio che sta dall’altra parte, ad un livello che possiamo dire “simbolico” per cui, ad esempio in una comunicazione telefonica, ad una particolare successione di impulsi inviati da una stazione corrisponde dall’altra parte un segnale di “chiamata in arrivo”, oppure sollevando la cornetta si genera un segnale che implica l’instaurarsi della comunicazione. Non ultimo, perché la comunicazione sia comprensibile da entrambi i lati occorre che i partecipanti abbiano un linguaggio comune.
Applicazioni domestiche
All’inizio il computer in casa serviva soprattutto ad applicazioni di word processing e giochi. Negli anni recenti Internet è però diventata una motivazione importante per le famiglie. La rete Internet non è proprio una rete locale ma costituisce spesso un motivo importante per indurre a cablare un edificio residenziale con un sistema di trasporto dati. Grazie alla rete globale è possibile accedere ad informazioni remote in una maniera impensabile solo pochi anni fa.
Un’altra possibilità offerta dalla rete riguarda la comunicazione tra persone. L’e-mail è forse il sistema di comunicazione informatico attualmente più utilizzato anche in ambito domestico, ma sono sempre più diffuse applicazioni quali chat, instant messaging e VOIP (Voice Over IP).
Un settore da sempre trainante è poi quello dell’intrattenimento: la rete rende possibile il gioco interattivo tra concorrenti remoti, nello spazio informatico proprio della rete stessa.
Il commercio elettronico offre nuove opportunità anche dal punto di vista degli utenti, oltre che per le aziende: è possibile fare acquisti in un mercato davvero vasto, quanto tutto il pianeta, anche senza muoversi da casa. Per non parlare del mercato dell’usato, enormemente agevolato dalla sempre maggiore semplicità di fruizione dei servizi di rete e dall’enorme mercato potenziale.
Il modello peer-to-peer
figura 3: nei sistemi peer-to-peer non ci sono client e server fissi
Secondo questo modello di comunicazione, singoli computer possono comunicare tra loro alla pari, senza distinzioni tra client e server. Volta per volta una macchina chiede ad un’altra un servizio e l’interlocutore risponde. In un altro istante i ruoli (di richiedente e fornitore del servizio) si possono invertire.
La comunicazione peer-to-peer è il modello più usato per le reti domestiche e nei piccoli uffici, ad esempio per la condivisione dei file.
utenti mobili
I computer mobili, come notebook, laptop o PDA (Personal Digital Assistant, anche detti “palmari”), sono attualmente uno dei settori in più rapida crescita nel mercato dei computer.
Quasi altrettanto in crescita è l’interesse per le reti wireless (cioè, letteralmente, “senza fili”).
Tale interesse è trainato da varie applicazioni, volte a soddisfare esigenze di mobilità e comunicazione come la possibilità di portarsi appresso l’ufficio restando connessi con la sede centrale, o esigenze di comunicazione anche complesse come le mappe stradali online per i professionisti del trasporto e anche, sempre di più, per gli utenti non professionali.
Computer portatili e reti wireless non sono necessariamente collegati. Ad esempio si può collegare il portatile nella presa a muro in albergo, oppure si può connettere wireless il fisso nell’ufficio in un palazzo antico, non cablato, del centro storico.
Ovviamente ci sono anche le applicazioni wireless realmente mobili, come l’ufficio nel furgone o il PA men che gira per la location con il palmare da cui regola le curve di eq e i ritardi nel software di controllo dei processori, o anche il cameriere che prende le ordinazioni sul palmare e queste compaiono direttamente sullo schermo in cucina e sul computer della cassa, da cui verrà fatto il conto.
Numerose applicazioni nasceranno certamente quando la tecnologia wireless sarà maggiormente disponibile, eventualmente anche per sostituire il cavo in zone attualmente difficilmente raggiungibili da collegamenti cablati a larga banda.
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