Si definisce rete geografica o WAN (Wide Area Network) una rete di calcolatori non circoscritta a un ambiente o a una città, nella quale è irrilevante la distanza tra i vari dispositivi, e che può estendersi anche a livello planetario. Una WAN può essere considerata come una rete a cui sono connesse più MAN (Mertropolitan Area Network) e LAN (Local Area Network), o anche singoli calcolatori che si scambiano informazioni attraverso un mezzo di trasmissione non di proprietà. La gestione del mezzo di trasmissione è affidata di solito ai fornitori del servizio telefonico e prevede pertanto una tariffazione in base al tempo di connessione. L'architettura complessiva della rete si articola in tre sottosistemi:

• l'area di commutazione: comprende i Centri di Commutazione (CC) che, collegati fra loro da linee ad alta velocità, gestiscono i dati provenienti dalla periferica, smistandoli alla destinazione
   
• la rete di comunicazione: è il sistema fisico di collegamento, realizzato, a seconda delle esigenze, con linea telefonica o telegrafica, ponti radio, satelliti per telecomunicazioni o altro. Determina il tipo di connessione che l'utente può effettuare
   
• la periferia: costituita da reti locali, o da terminali intelligenti (con capacità di elaborazione propria), o ancora da unità di ingresso/uscita che possono inviare programmi e dati e ricevere risultati. La periferia è l'area di accesso da parte dell'utente
   

Le reti locali sono di solito connesse al centro di commutazione attraverso linee commutate, oppure linee dedicate, di tipo punto a punto o multipunto. I centri di commutazione permettono ai vari nodi della rete di scambiarsi informazioni, in quanto ricevono i messaggi dalla periferia e, attraverso gli altri centri di commutazione con cui interfacciano, li smistano ai destinatari. Per fare ciò essi stabiliscono un percorso da seguire attraverso particolari tecniche di commutazione.



LE TECNICHE DI COMMUTAZIONE

Reti a commutazione di circuito
La tecnica di commutazione di circuito è quella di solito utilizzata nel servizio telefonico. Nel caso di computer, il collegamento tra le due macchine è assegnato staticamente e non può essere interrotto prima che i due interlocutori abbiano terminato la trasmissione dati. Se i dati da inviare sono di diverso tipo, è necessario utilizzare due canali separati: uno per l'indirizzamento e l'altro per l'invio dei dati. Per esempio, se i due elaboratori devono trasmettere messaggi vocali, occorrono un canale digitale per l'indirizzamento e un canale analogico per la fonia.

Reti a commutazione di messaggio La tecnica di commutazione di messaggio è quella di solito utilizzata nel servizio telegrafico. Tra il trasmettitore e il ricevitore viene stabilita una connessione logica, in base alla quantità di informazioni che viaggiano in un determinato istante, sui possibili cammini che possono interconnettere i due elaboratori. Pertanto non è necessario predisporre la connessione fisica. Il centro di commutazione ha il compito di smistare il messaggio in base all'indirizzo di destinazione contenuto nel messaggio stesso. La trasmissione funziona grazie alla tecnica STORE and FORWARD, che abilita i centri di commutazione a immagazzinare i messaggi ricevuti e a ritrasmetterli. Quando una stazione invia un messaggio al centro di commutazione a cui è connessa, questo memorizza il messaggio e, in base all'indirizzo in esso contenuto, lo ritrasmette lungo il cammino più conveniente. Il centro di commutazione che lo riceve lo rimette sul mezzo di trasmissione adottando la stessa tecnica, fino a quando il messaggio non giunge al centro di commutazione da cui dipende il destinatario. La tecnica STORE and FORWARD offre molti servizi, tra i quali ricordiamo:

Reti a commutazione di pacchetto

Anche le reti a commutazione di pacchetto si basano sulla tecnica STORE and FORWARD, ma il messaggio può arrivare a destinazione in minor tempo, in quanto i vari pacchetti possono essere smistati su diverse linee di connessione. Queste reti suddividono infatti il messaggio in un certo numero di blocchi o pacchetti. Ciascun pacchetto, per essere instradato correttamente, deve essere preceduto da un'intestazione contenente l'indirizzo del mittente, l'indirizzo del destinatario e un numero progressivo che serve per collocare correttamente il pacchetto all'interno del messaggio, quando questo sarà ricostruito dalla macchina ricevente. Di solito per l'intestazione bastano tre byte, mentre per i dati dell'utente vengono utilizzati 128 byte. In tutti i casi, i vari pacchetti hanno una lunghezza fissa, definita a priori in base alle caratteristiche della rete. I centri di commutazione hanno il compito di riconoscere, per ogni pacchetto che ricevono, qual è il circuito virtuale su cui inviarlo. I vari dispositivi, tanto riceventi quanto trasmittenti, prendono il nome di PM-DTE (Packet Mode DTE). L'instradamento dei pacchetti viene effettuata da un router. Questo utilizza una tabella, memorizzata nel centro di commutazione, in cui mantiene una corrispondenza tra il proprio nodo di commutazione e il percorso da seguire per raggiungere gli altri nodi; si parla in tal caso di routing statico. Se invece il router definisce i percorsi in base al carico sui vari percorsi in ogni istante, si parla di routing dinamico. La commutazione di pacchetto prevede inoltre due metodologie di smistamento:
a) reti a pacchetti isolati
Ciascun pacchetto è considerato come un elemento indipendente, cioè porta in sé tutte le informazioni che caratterizzano un messaggio e pertanto può viaggiare su qualunque collegamento, anche diverso da quello utilizzato dagli altri pacchetti. Ciascun pacchetto infatti ha la propria intestazione, che permette non solo la ricostruzione del messaggio da parte del ricevente, ma eventualmente anche il rinvio di un si ngolo pacchetto. Per rendere possibile il rinvio, quando un pacchetto viene emesso da un nodo, questo ne conserva una copia fino a quando non riceve un ACK (carattere di conferma) dal nodo ricevente. I nodi intermedi, invece, si sbarazzano subito dell'informazione ricevuta, utilizzando la tecnica della "patata bollente". La rete a pacchetti isolati ottimizza i tempi di trasmissione e i collegamenti tra nodi, in quanto sulla stessa linea si possono trasmettere pacchetti di DTE diversi, eliminando così i tempi vuoti tra un pacchetto e l'altro dello stesso trasmettitore. Una particolare applicazione di questo tipo di trasmissione è il servizio Datagramma, successore del servizio telegramma. Tuttavia, una rete a pacchetti isolati presenta alcuni svantaggi: la mancata ricezione di un pacchetto, la duplicazione dei pacchetti in caso di ritrasmissione, la perdita dell'ordine sequenziale. La possibilità di perdere un pacchetto di solito è dovuta alla saturazione della coda di attesa di un nodo, mentre il ritardo con cui un pacchetto può giungere a destinazione è dovuto a problemi di varia natura. La ritrasmissione di un pacchetto avviene quando il trasmettitore non ha ricevuto il carattere di conferma (ACK). Questa serie di problemi richiede che ogni dispositivo ricevente sia provvisto di applicativi in grado di:

b) reti a pacchetti uniti
I pacchetti di uno stesso messaggio viaggiano sullo stesso circuito virtuale, che può essere permanente (definito a priori), o commutato. Il circuito permanente elimina la fase di apertura e chiusura della connessione, tipiche del circuito commutato. In un circuito commutato, il cammino che i pacchetti devono percorrere viene scelto in base al traffico presente sulla rete nel momento in cui deve essere inviato il messaggio. Questi circuiti utilizzano infatti un servizio a chiamata virtuale, che presenta tre fasi:

Se per l'instradamento si utilizza il routing statico, il circuito è fisso e definito a priori in base alle tabelle di routing. Per contro nel routing dinamico il cammino tra una coppia di DTE è definito istante per istante in base allo stato della rete. Tuttavia, una volta che il primo pacchetto ha iniziato a percorrere un determinato cammino, anche se lo stato della rete si modifica e il percorso scelto non risulta più quello ottimale, i pacchetti dello stesso messaggio devono continuare a seguire lo stesso percorso. Tra le reti pubbliche a commutazione di pacchetti uniti, ricordiamo la rete ITAPAC in Italia, la TRANSPAC in Francia e la TELENET negli USA.

Tipi di DTE connessi in rete
I DTE connessi a una rete geografica possono usare protocolli di trasmissione diversi da quelli utilizzati dalla rete stessa. Tuttavia, una normativa del CCITT specifica che la rete a commutazione di pacchetto ha l'onere di convertire solo i messaggi provenienti da DTE asincroni a carattere, che utilizzano un codice a 8 bit, con parità inclusa. In altri termini, è la rete locale a dover adattare i propri dati al protocollo della rete globale, prima di trasmetterli a un centro di commutazione. In base al protocollo usato per trasmettere i dati, i DTE possono essere classificati come segue:

La Raccomandazione X.25
La Raccomandazione X.25 specifica il protocollo da usare e il collegamento effettuabile tra un DTE e il modem dell'utente. Inoltre richiede che la rete fornisca almeno i seguenti servizi:


La struttura della rete ITAPAC
La rete ITAPAC è caratterizzata da diversi elementi funzionali:

1. nodi a commutazione di pacchetto (NCP): hanno la funzione di impostare il circuito virtuale tra i due dispositivi che devono colloquiare. L'insieme di questi nodi rappresenta l'area di commutazione della rete ITAPAC. A ogni NCP sono collegati un Centro di Gestione e Manutenzione (CGM) e più dispositivi di Adattamento e Concentrazione dei Pacchetti (ACP). Quando un pacchetto arriva a un nodo, questo si preoccupa di trasferirlo o verso gli altri NCP, oppure verso i dispositivi che permettono di assemblare i pacchetti in fase di ricezione (ACP). Ogni NCP ha delle porte di accesso che permettono di ricevere i pacchetti secondo la raccomandazione X.25. I nodi di commutazione formano una rete a maglia in cui le linee dati sono ad alta velocità e possono trasmettere fino a 64 Mbps, secondo la raccomandazione CCITT X.75.
    
2. dispositivi di adattamento e concentrazione dei pacchetti (ACP): servono per assemblare e disassemblare pacchetti, in modo tale che i dispositivi che utilizzano la trasmissione a carattere, preceduta dal bit di start e seguita da quello di stop, possono essere assemblati in pacchetti e disassemblati. Se per comunicare i terminali utilizzano la funzione PAD (Packed Assembling Disassembling), essi possono inviare messaggi e riceverne secondo la raccomandazione CCITT X.28. Gli ACP forniscono anche la possibilità di accesso per i terminali a pacchetto, secondo la raccomandazione CCITT X.25. A questi dispositivi sono collegati i dispositivi periferici, e quindi un ACP svolge sostanzialmente la funzione di concentratore.
    
3. centri di gestione e manutenzione (CGM): hanno il compito di controllare tutti i dispositivi del nodo a cui appartengono, e di rilevare il traffico sulla rete per effettuarne la tariffazione.