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Una rete di computer è un insieme di nodi autonomi collegati da mezzi trasmissivi e governati da regole condivise — i protocolli — che consentono lo scambio affidabile di dati. Questo appunto ripercorre i concetti di base e le topologie, i modelli a strati ISO/OSI e TCP/IP, i protocolli dei vari livelli, l'indirizzamento IP con l'instradamento e i dispositivi di rete, fino ai cenni di sicurezza e alle reti wireless. L'argomento rientra a pieno titolo nell'Esame di Stato: è materia di colloquio e può comparire nella seconda prova dell'indirizzo Scienze Applicate.
5sezionica. 21min di lettura3competenzeLivelloBase 1 · Standard 2 · Approfondimento 2Verificato · 06/2026
livello base
È richiesto saper descrivere i concetti di base (nodi, topologie, LAN/MAN/WAN), il senso del modello a strati e la funzione dei protocolli TCP/IP principali, oltre alla lettura di un indirizzo IP.
livello avanzato
L'indirizzo Scienze Applicate approfondisce la corrispondenza fra i livelli ISO/OSI e TCP/IP, il calcolo della suddivisione in sottoreti (subnetting) con la maschera, l'instradamento e i meccanismi di sicurezza (crittografia simmetrica/asimmetrica, firewall).
Lesetiefe: Approfondimento
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Le quattro topologie di rete fondamentali
Per un laboratorio di 24 postazioni occorre realizzare una LAN affidabile e facile da gestire. Quale topologia adottare e perché? Che cosa accade in caso di guasto di un cavo o del dispositivo centrale?
L'area è un singolo locale: si tratta di una LAN (Local Area Network), che richiede alta velocità e bassa latenza.
Si adotta la topologia a stella: ogni postazione è collegata con un proprio cavo UTP a uno switch centrale. È la scelta standard nelle LAN moderne per gestibilità e isolamento dei guasti.
Il guasto di un singolo cavo isola solo il nodo corrispondente, lasciando operativa la rete. Il guasto dello switch centrale, invece, blocca l'intera rete: è il punto unico di rottura (single point of failure) della stella.
Il vantaggio in gestibilità e robustezza ai guasti di linea giustifica la scelta della stella per il laboratorio; per servizi critici si può prevedere uno switch di riserva.
Risultato: Topologia a stella su switch: guasto di un cavo = un nodo isolato; guasto del centro stella = rete bloccata. Vantaggi in gestibilità e isolamento dei guasti rispetto a bus e anello.
Errori frequenti
Ripasso attivo
Una scuola deve collegare 24 computer di un laboratorio, una sala docenti e la segreteria, con uscita verso Internet. Descrivi la classificazione della rete per estensione, scegli e motiva una topologia per il laboratorio e indica i dispositivi necessari per raggiungere ciascun obiettivo.
Richiamo attivo
Ricorda i punti chiave — poi rivela.
Fonti: Indicazioni Nazionali per i Licei (DPR 89/2010, DM 211/2010) — Obiettivi Specifici di Apprendimento (Ministero dell'Istruzione e del Merito (MIM))
Schema comparativo ISO/OSI (7 livelli) e TCP/IP (4 livelli)
Un'applicazione web invia una richiesta HTTP. Descrivi che cosa accade ai dati mentre attraversano la pila TCP/IP dal mittente, indicando le PDU dei vari livelli, e che cosa succede in ricezione.
L'applicazione (browser) produce il messaggio HTTP, cioè i dati da trasmettere.
TCP aggiunge la propria intestazione con le porte sorgente e destinazione e il numero di sequenza: si forma il segmento.
IP aggiunge l'intestazione con indirizzo IP sorgente e destinazione: si forma il pacchetto (datagramma).
Il livello di collegamento aggiunge l'intestazione con gli indirizzi MAC e una coda di controllo: si forma il frame, poi convertito in segnali fisici sul mezzo.
Sul nodo destinatario avviene il decapsulamento inverso: ogni livello, dal basso verso l'alto, rimuove la propria intestazione e consegna il contenuto al livello superiore, fino a riconsegnare il messaggio HTTP all'applicazione.
Risultato: Dati → segmento (TCP) → pacchetto (IP) → frame (collegamento) → segnali; in ricezione il percorso inverso ricostruisce il messaggio HTTP originale.
Errori frequenti
Ripasso attivo
Disegna lo schema comparativo dei modelli ISO/OSI e TCP/IP, indicando per ciascun livello la corrispondenza e collocando i protocolli HTTP, TCP, IP ed Ethernet al livello giusto. Spiega poi che cosa accade a un messaggio applicativo mentre scende lungo la pila (incapsulamento).
Richiamo attivo
Ricorda i punti chiave — poi rivela.
Fonti: Indicazioni Nazionali per i Licei (DPR 89/2010, DM 211/2010) — Obiettivi Specifici di Apprendimento (Ministero dell'Istruzione e del Merito (MIM))
Protocolli principali per livello dello stack TCP/IP
Tempo di trasferimento
Il tempo di trasferimento di una quantità di dati D su un canale di banda B (in bit/s) si stima come D/B. Attenzione alle unità: 1 byte = 8 bit, e 1 kbit = 1000 bit. È una stima ideale, che non considera latenza e ritrasmissioni.
Confronta TCP e UDP e scegli il protocollo di trasporto più adatto per: (a) il download di un file PDF; (b) una videochiamata in diretta. Motiva ciascuna scelta indicando i protocolli di trasporto e, dove utile, quelli applicativi.
Si valuta se la priorità è l'affidabilità/integrità completa (favorisce TCP) oppure la bassa latenza tollerando qualche perdita (favorisce UDP).
Il file deve arrivare integro e nell'ordine corretto: ogni byte conta. Si sceglie TCP, che garantisce consegna e ordine con ritrasmissione. Il protocollo applicativo può essere HTTPS o FTP.
Conta la fluidità in tempo reale: un fotogramma in ritardo è inutile, meglio perderlo. Si sceglie UDP, più rapido e leggero, accettando piccole perdite a favore della bassa latenza.
La scelta dipende dal compromesso fra affidabilità e latenza richiesto dall'applicazione.
Risultato: (a) TCP (HTTPS/FTP) per integrità e ordine; (b) UDP per bassa latenza in tempo reale, tollerando perdite minime.
Errori frequenti
Ripasso attivo
Per ciascuno dei seguenti scenari indica se è preferibile TCP o UDP, motivando la scelta: (a) il download di un documento PDF; (b) una videochiamata in tempo reale; (c) l'invio di un messaggio di posta elettronica. Per uno scenario a tua scelta indica anche il protocollo applicativo coinvolto.
Richiamo attivo
Ricorda i punti chiave — poi rivela.
Fonti: Indicazioni Nazionali per i Licei (DPR 89/2010, DM 211/2010) — Obiettivi Specifici di Apprendimento (Ministero dell'Istruzione e del Merito (MIM))
Anatomia di un indirizzo IPv4 con maschera /24
Host per sottorete
Con h bit dedicati alla parte di host, gli indirizzi assegnabili agli host sono 2^h − 2: si sottraggono l'indirizzo di rete (host tutti a 0) e l'indirizzo di broadcast (host tutti a 1).
Bit di host (IPv4 con prefisso /n)
In IPv4 l'indirizzo ha 32 bit; con prefisso CIDR /n i bit di rete sono n, quindi i bit di host sono h = 32 − n.
Considera la rete 192.168.10.0/26. Calcola il numero di host indirizzabili e individua l'indirizzo di rete e l'indirizzo di broadcast della prima sottorete.
Con /26 i bit di rete sono 26 su 32, quindi i bit di host sono 32 − 26 = 6.
Il numero di host assegnabili è 2^6 − 2 = 64 − 2 = 62 (si escludono indirizzo di rete e di broadcast).
La prima sottorete inizia con tutti i bit di host a 0: l'indirizzo di rete è 192.168.10.0.
L'ultimo indirizzo del blocco da 64 (con tutti i bit di host a 1) è 192.168.10.63: questo è l'indirizzo di broadcast; gli host utilizzabili vanno da 192.168.10.1 a 192.168.10.62.
Risultato: Bit di host = 6; host indirizzabili = 62; rete = 192.168.10.0; broadcast = 192.168.10.63; intervallo host 192.168.10.1–192.168.10.62. Per collegarla a un'altra rete serve un router.
Errori frequenti
Ripasso attivo
Data la rete 192.168.10.0 con maschera /26, determina: il numero di bit dedicati alla parte di host, il numero di host indirizzabili, l'indirizzo di rete e l'indirizzo di broadcast della prima sottorete. Indica infine quale dispositivo serve per collegare questa sottorete a un'altra rete.
Richiamo attivo
Ricorda i punti chiave — poi rivela.
Fonti: Indicazioni Nazionali per i Licei (DPR 89/2010, DM 211/2010) — Obiettivi Specifici di Apprendimento (Ministero dell'Istruzione e del Merito (MIM))
Crittografia asimmetrica: cifratura con chiave pubblica, decifratura con chiave privata
Alice vuole inviare a Bruno un messaggio riservato, ma i due non hanno mai condiviso una chiave segreta. Descrivi passo per passo come ottenere la riservatezza usando la crittografia asimmetrica e spiega perché un intercettatore non può leggere il messaggio.
Bruno possiede una coppia di chiavi: una pubblica, che chiunque può conoscere, e una privata, che tiene segreta.
Alice ottiene la chiave pubblica di Bruno (può essere distribuita liberamente, anche su un canale non sicuro).
Alice cifra il messaggio con la chiave pubblica di Bruno e invia il testo cifrato sulla rete.
Solo Bruno, con la propria chiave privata, può decifrare e leggere il messaggio.
Un intercettatore può conoscere la chiave pubblica e catturare il testo cifrato, ma senza la chiave privata di Bruno non riesce a decifrarlo: la riservatezza è garantita senza scambio preventivo di un segreto.
Risultato: Cifrando con la chiave PUBBLICA del destinatario e decifrando con la sua chiave PRIVATA, due interlocutori ottengono riservatezza senza aver mai condiviso un segreto.
Errori frequenti
Ripasso attivo
Spiega come due interlocutori che non hanno mai condiviso una chiave possano comunicare in modo riservato usando la crittografia asimmetrica. Indica poi quale ruolo svolgono un firewall e il protocollo HTTPS nella sicurezza complessiva di una comunicazione in rete.
Richiamo attivo
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Fonti: Indicazioni Nazionali per i Licei (DPR 89/2010, DM 211/2010) — Obiettivi Specifici di Apprendimento (Ministero dell'Istruzione e del Merito (MIM)) · Esame di Stato del secondo ciclo — quadri di riferimento e griglie di valutazione (Ministero dell'Istruzione e del Merito (MIM))
Riferimenti e fonti