La sicurezza delle reti wireless

6 
 
1.2 LE TELECOMUNICAZIONI 
 
La parola telecomunicazione fu adattata dalla parola francese 
télécommunication. È un composto del prefisso greco tele-, che significa 
"lontano da" e del latino communicare, che significa 'condividere'. Le 
telecomunicazioni sono quell'insieme di strumenti utili alla trasmissione di 
segnali a distanza, allo scopo di comunicare. Nell'epoca moderna, questo 
processo quasi sempre riguarda la spedizione di un segnale 
elettromagnetico per mezzo di un trasmettitore elettrico. Oggi le 
telecomunicazioni sono molto diffuse e strumenti che consentono la 
comunicazioni a lunga distanza come la radio o la televisione sono 
comuni in tutto il mondo. Esiste poi anche un vasto insieme di reti che 
collegano questi dispositivi, come le reti di computer, la rete telefonica, le 
reti televisive e radiofoniche.  La comunicazioni attraverso Internet, come 
la posta elettronica o la messaggistica istantanea è solo un esempio di 
telecomunicazione. Gli elementi di base di un sistema di 
telecomunicazione sono: 
 
 un trasmettitore che prende l'informazione e la converte in un 
segnale da trasmettere 
 
 un mezzo di trasmissione su cui il segnale è trasmesso 
 
 un ricevitore che riceve e converte il segnale in informazione utile 
 
Ad esempio, consideriamo un sistema di trasmissione radio. In questo 
caso l'antenna della stazione è il trasmettitore, la radio è il ricevitore ed il 
mezzo trasmissivo è lo spazio libero. I segnali possono essere sia 
analogici che digitali. Un segnale analogico può assumere con continuità 
qualunque valore e l'informazione viene direttamente impressa su una 
qualche grandezza caratteristica del segnale; al contrario in un segnale 
digitale l'informazione è codificata mediante un insieme di valori discreti 
7 
 
che il segnale può assumere. I dispositivi per le telecomunicazioni 
convertono diversi tipi di informazione, come il suono e le immagini, in 
segnali elettrici o ottici. I segnali elettrici tipicamente vengono trasportati 
attraverso un mezzo come il rame o direttamente in aria mediante onde 
radio. I segnali ottici invece di solito sono veicolati mediante fibre ottiche o 
guide d'onda opportunamente progettate. Quando un segnale raggiunge 
la destinazione, il dispositivo al terminale di arrivo converte il segnale in 
un messaggio comprensibile, come il suono in un telefono, immagini su 
una televisione o parole sullo schermo di un computer. Un insieme di 
trasmettitori, ricevitori o ricetrasmettitori che comunicano tra loro prende il 
nome di rete. Le reti digitali consistono in uno o più router necessari per 
convogliare l'informazione verso il giusto utente. Una rete analogica 
consiste invece di uno o più switch che stabiliscono una connessione tra 
due o più utenti. Per entrambe le tipologie di rete pùò essere necessario 
l'utilizzo di un ripetitore per amplificare o rigenerare un segnale quando 
questo viene trasmesso su lunghe distanze. 
 
Telecomunicazioni e società  
 
Le telecomunicazioni sono una parte importante di numerose società 
moderne. L'esistenza di una buona infrastruttura di telecomunicazioni è 
largamente riconosciuta come un successo importante di un paese, sia a 
livello microeconomico che macroeconomico .Nella moderna società 
occidentale, l'utilizzo delle telecomunicazioni è fondamentale anche nelle 
attività di tutti i giorni, come ad esempio prenotare una pizza per telefono 
o chiamare l'idraulico.  
 
Le prime telecomunicazioni 
 
Le prime forme di telecomunicazioni includevano i segnali di fumo e i 
tamburi. I tamburi erano utilizzati dai nativi in Africa, Guinea e Sud 
America, mentre i segnali di fumo sono stati introdotti dagli indigeni di 
8 
 
Nord America e Cina. Contrariamente a quanto si pensa questi sistemi 
spesso non erano usati solo per segnalare la presenza di un campo, ma 
anche per scopi diversi. 
 
Telegrafo e Telefono  
 
In un sistema telefonico fisso tradizionale, il chiamante è connesso con la 
persona con cui vuole parlare, mediante switch posti nelle varie centrali 
telefoniche. Gli switch formano una connessione tra due utenti ed il 
settaggio degli switch avviene elettronicamente quando il chiamante 
digita il numero, grazie agli impulsi o ai toni generati dal telefono del 
chiamante. Una volta che la connessione è creata, la voce del chiamante 
è convertita in un segnale elettrico mediante un piccolo microfono posto 
nel apparecchio telefonico. Questo segnale elettrico viaggia quindi 
attraverso i vari switch nella rete fino all'utente posto all'altro capo, dove il 
segnale viene   nuovamente trasformato in onde sonore da uno speaker. 
Questa connessione elettrica funziona in entrambe le direzioni, 
consentendo agli utenti di comunicare. I telefoni fissi in numerose case 
funzionano esattamente in questo modo; la voce del parlante determina 
cioè direttamente il voltaggio del segnale. 
 
Radio e Televisione  
 
L'industria dei media sta affrontando un importante punto di svolta nella 
sua evoluzione, ossia il passaggio dalla trasmissione analogica a quella 
digitale. Il vantaggio principale dell'utilizzo di trasmissioni digitali sta 
ancora una volta nella intrinseca robustezza al rumore del digitale. In 
altre parole il digitale consente di evitare i tipici effetti del rumore, come 
ad esempio il ghosting delle immagini video o il fruscio della voce nelle 
radio. Questo poiché i segnali digitali sono semplici cifre binarie e quindi 
piccole variazioni dovute al rumore sono filtrate dalla decisione a soglia al 
ricevitore. Per ricevere la televisione è necessario il televisore. Il 
9 
 
televisore è l'apparecchio elettronico che visualizza i contenuti visivi, 
riproduce i contenuti sonori, ed eventualmente gestisce i servizi interattivi 
della televisione. Molto sommariamente è composto dalle seguenti parti: 
lo schermo (dispositivo di visualizzazione dei contenuti visivi), uno o più 
altoparlanti (dispositivi per la riproduzione dei contenuti sonori), 
l'elettronica per il funzionamento di questi due dispositivi, e il ricevitore. Il 
ricevitore è l'insieme dei circuiti elettronici per la compatibilità con gli 
standard televisivi. Partendo dal concetto della persistenza delle immagini 
sulla retina umana, il cui principale utilizzo comunicativo era il cinema, 
allora con il marcato consolidamento, e con il calcolo delle proporzioni di 
definizione per le quali l'occhio umano non avrebbe potuto distinguere le 
differenze di dimensione infinitesima, si pensò di rendere su uno schermo 
idoneo (televisore) un'immagine elettronica scandita altrove da una 
telecamera e trasmessa via radio. La telecamera, ricalcata per le ottiche 
sulla cinepresa, analizzava elettronicamente brandelli infinitesimali 
dell'immagine inquadrata, usando un pennello elettronico di lettura che 
scandiva l'immagine per righe, da sinistra a destra, componeva un 
pacchetto di dati del tipo "luce/buio" e lo trasmetteva ordinatamente via 
radio. Dall'altro lato, il ricevitore decodificava questi dati attraverso un 
altro pennello elettronico (di scrittura) che percorreva da dietro, sempre 
per righe alterne, lo schermo: questo fascio di elettroni accendeva dei 
fosfori che una volta "eccitati" emettevano luce, lasciando inerti quelli 
dove occorreva buio. Il fascio di elettroni veniva "guidato" da un campo 
elettromagnetico creato da delle bobine che si trovano sul collo del tubo 
catodico I tempi ridottissimi di scansione (25 fotogrammi al secondo) 
consentivano poi di rendere le immagini in sequenza a ritmi superiori a 
quelli del cinema, consentendo un'ottimale resa del movimento.  
Per la trasmissione furono scelte gamme di frequenza che consentissero 
un'ampia portata di dati: le migliori risultarono infine quelle delle VHF 
(Very High Frequencies, frequenze da 30 a 300 MHz) e UHF (Ultra High 
Frequencies, frequenze da 300 MHz a 3.0 GHz). Per la ricezione si rese 
10 
 
necessario dotare gli apparati riceventi di antenne complesse, capaci di 
raccogliere con sufficiente amplificazione le vari componenti del segnale. 
 
Reti di computer e Internet  
 
L'informatica è una scienza interdisciplinare che riguarda tutti gli aspetti 
del trattamento dell'informazione mediante procedure automatizzabili. 
L'etimologia italiana della parola "informatica" proviene dal francese, il 
termine informatique (informatica) voleva significare la gestione 
automatica dell'informazione mediante calcolatore (naturale o artificiale). 
Da notare come tale definizione implichi un distacco tra il concetto di 
scienza e l'area di studio di tale disciplina quando in lingua inglese viene 
utilizzato il termine computer science che presuppone l'esistenza della 
figura dello scienziato e quindi dell'uomo. É importante anche notare il 
differente significato di origine tra queste tre lingue nel denominare lo 
strumento base dell'informatica: 
 
 elaboratore, in italiano, che sottintende un processo prossimo 
all'intelligenza umana   
 ordinateur, in francese, a sottolineare le sue capacità di 
organizzare i dati (oggi le informazioni) 
 computer, in inglese, letteralmente calcolatore, in diretta 
discendenza delle calcolatrici, prima meccaniche, poi 
elettromeccaniche, poi elettroniche. 
 
Data l'ampiezza del trattare l'informatica è quindi necessario definire, sia 
pure a grandi linee, e senza la presunzione della perfezione matematica, 
un quadro generale entro il quale comprendere la materia. Teorie e 
terminologia di base - Comprende quei termini (spesso stranieri) o 
concetti o metodi che sono significativi in informatica. 
 
 Hardware - Nel senso generalista di mezzo / strumento. 
11 
 
 
 Software - Nel senso generalista di istruzioni alla macchina. 
 
 Sistema informatico - Nel senso di connubio tra hardware e 
software in un insieme organico, coerente e funzionante, pronto per 
fornire un servizio. 
 Applicazione - Nel senso più generale di sistema informatico 
dedicato (in tutto o in parte) ad uno specifico servizio, come 
soluzione ad una necessità (spesso latente o autoalimentata). 
 Gestione - Nel senso di chi tratta direttamente l'informatica, con 
quali metodi, con quale organizzazione con che tipo di sistemi. 
 
L’evoluzione dell’informatica è andata nella stessa direzione delle 
esigenze di tutte le altre tecnologie. L’esigenza principale è sviluppare la 
comunicazione o pertanto è stato necessario mettere in comunicazione 
all’inizio due personal computer e poi un singolo personal computer con 
la conseguenza nascita delle prime reti. Una rete è un sistema che 
permette la condivisione di informazioni e risorse (sia hardware che 
software) tra diversi calcolatori. Il sistema fornisce un servizio di 
trasferimento di informazioni ad una popolazione di utenti distribuiti su 
un'area più o meno ampia. Le reti generano traffico di tipo fortemente 
impulsivo, a differenza del telefono, e per questo hanno dato origine - e 
usano tuttora - la tecnologia della commutazione di pacchetto. La 
costruzione di reti può essere fatta risalire alla necessità di condividere le 
risorse di calcolatori potenti e molto costosi (mainframe).  
La tecnologia delle reti, e in seguito l'emergere dei computer personali a 
basso costo, ha permesso rivoluzionari sviluppi nell'organizzazione delle 
risorse. Si possono indicare almeno tre punti di forza di una rete rispetto 
al mainframe tradizionale: 
 
 fault tolerance (resistenza ai guasti): il guasto di una macchina non 
blocca tutta la rete, ed è possibile sostituire il computer guasto 
12 
 
facilmente (la componentistica costa poco e un'azienda può 
permettersi di tenere i pezzi di ricambio in magazzino); 
 economicità: come accennato sopra, hardware e software per 
computer costano meno di quelli per i mainframe; 
 gradualità della crescita e flessibilità: l'aggiunta di nuove 
potenzialità a una rete già esistente e la sua espansione sono 
semplici e poco costose. 
 
Tuttavia una rete ha alcuni punti deboli rispetto a un mainframe: 
 
 scarsa sicurezza: un malintenzionato può avere accesso più 
facilmente ad una rete di computer che ad un mainframe: al limite 
gli basta poter accedere fisicamente ai cablaggi della rete. 
 Inoltre, una volta che un virus o, peggio, un worm abbiano infettato 
un sistema della rete, questo si propaga rapidamente a tutti gli altri 
e l'opera di disinfezione è molto lunga, difficile e non offre certezze 
di essere completa; 
 alti costi di manutenzione: con il passare del tempo e degli 
aggiornamenti, e con l'aggiunta di nuove funzioni e servizi, la 
struttura di rete tende ad espandersi e a diventare sempre più 
complessa, e i computer che ne fanno parte sono sempre più 
eterogenei, rendendo la manutenzione sempre più costosa in 
termini di ore lavorative. Oltre un certo limite di grandezza della 
rete (circa 50 computer) diventa necessario eseguire gli 
aggiornamenti hardware e software su interi gruppi di computer 
invece che su singole macchine, Esiste una grande varietà di 
tecnologie di rete e di modelli organizzativi, che possono essere 
classificati secondo diversi aspetti: 
 
Classificazione sulla base dell'estensione geografica  
 
A seconda dell'estensione geografica, si distinguono diversi tipi di reti: 
13 
 
 
 si parla di rete personale o PAN (Personal area network) se la rete 
si estende intorno all'utilizzatore con una estensione di alcuni metri 
 si parla di rete locale o LAN (Local area network) se la rete si 
estende all'interno di un edificio o di un comprensorio, con una 
estensione entro alcuni chilometri. 
 si parla di rete senza fili o WLAN (wireless local area network), se 
la rete locale è basata su una tecnologia in radio frequenza (RF), 
permettendo la mobilità all'interno dell'area di copertura, 
solitamente intorno al centinaio di metri all'aperto. 
 si parla di CAN (campus area network), intendendo la rete interna 
ad un campus universitario, o comunque ad un insieme di edifici 
adiacenti, separati tipicamente da terreno di proprietà dello stesso 
ente, che possono essere collegati con cavi propri senza far ricorso 
ai servizi di operatori di TLC. Tale condizione facilita la 
realizzazione di una rete di interconnessione ad alte prestazioni ed 
a costi contenuti. 
 si parla di rete metropolitana o MAN (metropolitan area network) se 
la rete si estende all'interno di una città. 
 si parla di rete geografica o WAN (wide area network) se la rete si 
estende oltre i limiti indicati precedentemente. 
 
Classificazione in base al canale trasmissivo  
 
Le reti pubbliche sono gestite da operatori del settore, e offrono servizi di 
telecomunicazione a privati ed aziende in una logica di mercato. Per 
poter offrire servizi al pubblico, è necessario disporre di una infrastruttura 
di distribuzione che raggiunga l'intera popolazione. Per ragioni storiche, la 
gran parte delle reti pubbliche sono basate sul doppino telefonico (dette 
anche POTS, Plain Old Telephone System). Questa tecnologia era stata 
studiata per supportare il servizio di telefonia analogica, ma data la sua 
14 
 
evasività e gli alti investimenti che sarebbero necessari per sostituirla è 
stata adattata al trasporto di dati mediante diverse tecnologie: 
 
 modem per codificare segnali digitali sopra le comuni linee 
telefoniche analogiche. Il grande vantaggio di questa tecnologia è 
che non richiede modifiche alla rete distributiva esistente. Sono 
necessari due modem ai due capi di una connessione telefonica 
attiva per stabilire una connessione. Molti fornitori di servizio 
offrono un servizio di connettività Internet via modem mediante 
batterie di modem centralizzate.  
 La velocità è limitata a circa 56 Kbit/s, con l'adozione di modem 
client e server che supportano la versione V92 dei protocolli di 
comunicazione per modem. Questo protocollo incorpora funzioni di 
compressione del flusso di bit trasmesso, quindi la velocità effettiva 
dipende dal fattore di compressione dei dati trasmessi. 
 Le reti ISDN trasmettendo dati e voce su due canali telefonici in 
tecnologia digitale. Mediante appositi adatattori, è possibile inviare 
direttamente dati digitali. La tecnologia ISDN è ormai molto diffusa 
nei paesi sviluppati. Usandola per la trasmissione di dati, arrivano 
ad una velocità massima di 128 Kbit/s, senza compressione, 
sfruttando in pratica due connessioni dial-up in parallelo, possibili 
solo con determinati provider. La velocità su un singolo canale è 
invece limitata a 64 Kbit/s. Ci sarebbe un terzo canale utilizzato per 
il segnale ma non per la comunicazione con una capacità di 16 
Kbit/s (Esso non viene mai utilizzato per i dati). 
 
Utilizzando modem analogici o ISDN, è possibile stabilire una 
connessione dati diretta tra due qualsiasi utenze della rete telefonica o 
ISDN rispettivamente. La tecnologia ADSL (Asymmetric Digital 
Subscriber Line) utilizza una porzione della banda trasmissiva disponibile 
sul doppino telefonico dalla sede dell'utente alla centrale telefonica più 
vicina per inviare dati digitali. È necessaria l'installazione di nuovi apparati 
15 
 
di commutazione nelle centrali telefoniche, chiamati DSLAM, e l'utilizzo di 
filtri negli impianti telefonici domestici per separare le frequenze utilizzate 
per la trasmissione dati da quelle per la comunicazione vocale. La loro 
diffusione sul territorio è limitata dai costi, che la rendono conveniente 
solo nelle aree maggiormente sviluppate. Durante la connessione tramite 
ADSL è possibile continuare a utilizzare il telefono in quanto le frequenze 
della voce e dei dati non si sovrappongono. Questa tecnologia è inoltre 
chiamata Asimmetric in quanto le velocità di download e di upload non 
sono uguali: in Italia sono tipicamente pari a 4 Mbit/s in download e 512 
Kbit/s in upload, ma per certi abbonamenti la velocità di download può 
arrivare anche a 12 Mbit/s, o anche 24 Mbit/s, usando tecnologie di punta 
come ADSL2+ e reti di distribuzione in fibra ottica di ottima qualità. Il 
doppino di rame presenta l'inconveniente di attenuare i segnali, e non 
permette il funzionamento di questa tecnologia per distanze superiori ai 5 
Km circa. In alcuni casi è anche possibile un'ulteriore riduzione della 
distanza massima dovuta a interferenze esterne che aumentano la 
probabilità d'errore. Un'altra limitazione importante è data dall'interferenza 
"interna", che si verifica quando molte utenze telefoniche sullo stesso 
cavo di distribuzione utilizzano il servizio ADSL. Questo fa si che non si 
possa attivare il servizio ADSL su più di circa il 50% delle linee di un cavo 
di distribuzione. ADSL è l'ultimo sviluppo sull'infrastruttura esistente di 
doppino telefonico. Per superare queste velocità, l'infrastruttura di 
distribuzione basata sul doppino dovrà essere sostituita da supporti fisici 
più performanti. Tra i candidati a sostituire il doppino per la distribuzione 
domestica dei servizi di telecomunicazioni, si possono citare: 
 
 le fibre ottiche: 
 
 le infrastrutture della TV via cavo  
 
 le reti wireless 
 
16 
 
le reti satellitari (che però sono tipicamente unidirezionali, dal satellite alla 
casa dell'utente, mentre il canale di ritorno deve essere realizzato con 
altre tecnologie, spesso su doppino telefonico. 
 
Reti di trasporto  
 
Capacità ancora superiori sono necessarie per trasportare il traffico 
aggregato tra le centrali di un operatore di telecomunicazioni. Con 
tecnologie più costose, tipicamente utilizzate dai provider, si raggiungono 
velocità di 40 Gbit/s per il singolo link su fibra ottica. Su una singola fibra 
è poi possibile inviare molteplici segnali attraverso una tecnica di 
multiplazione chiamata (Dense) Wave Division Multiplexing ((D)WDM), o 
Multiplazione di Lunghezza d'Onda, che invia segnali ottici differenti a 
diverse lunghezze d'onda (in gergo, colori). Il numero di segnali 
indipendenti trasportabile va dai 4 o 16 dei relativamente economici 
impianti (Coarse)WDM alle centinaia degli impianti DWDM più avanzati. 
 
Classificazione in base alla topologia  
 
Due sono le topologie principali, in base alla tecnologia assunta come 
modalità per il trasferimento dei dati: reti punto a punto e reti broadcast. 
 
 Le reti punto a punto (point-to-point) consistono in un insieme di 
collegamenti tra coppie di elaboratori, che formano grafi di vario 
tipo (stella, anello, albero, grafo completo, anelli secanti ecc.). Per 
passare da una sorgente ad una destinazione, l'informazione deve 
attraversare diversi elaboratori intermedi. La strada che i dati 
devono seguire per arrivare correttamente a destinazione, è data 
dai protocolli di routing. Il routing è l'insieme delle problematiche 
relative al corretto ed efficace.