Rete di reti e Internet Una internet è l`insieme di più reti Vantaggi

Rete di reti (interrete, internet)
Autunno 2004
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TEORIA (Lez. 1)
Una rete di comunicazione è un insieme di
computer che possono comunicare
È inefficiente collegare direttamente ogni coppia di
computer
Sono collegati in modo tale che ogni coppia può
comunicare magari passando per altri computer
Prof. Roberto De Prisco
Esistono varie tecnologie
Autunno 2004
Una singola rete può coprire un’area limitata
Necessità di collegare più reti
Interrete, rete di reti
TEORIA - Lezione 8
Rete di reti e Internet
“Rete” è usato anche per indicare una interrete
Università degli studi di Salerno
Laurea e Diploma in Informatica
Tipologie di Reti
Eterogeneità delle reti
Autunno 2004
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TEORIA (Lez. 1)
Autunno 2004
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TEORIA (Lez. 1)
Esistono numerose tipologie di reti
Differenze dovute a necessità specifiche
Collegamento all’interno di un edificio
Collegamento transoceanico
Reti ad alta velocità
LAN
Local Area Network
Utilizzano tecnologie hardware e modalità di
trasmissione differenti
MAN
Metropolitan Area Network
Scelte di carattere economico
WAN
Wide Area Network
Dimensione della rete
Comunicazione universale
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TEORIA (Lez. 1)
Connessione con un altro utente indipendentemente
dal tipo di rete e dal tipo di software utilizzato
L’internetworking definisce un modello astratto
di rete di comunicazione
Tutti gli utenti operano usando lo stesso modello
È implementato via software
a livello di applicazione (obsoleto)
Internetworking
Autunno 2004
L'utente richiede un servizio di comunicazione
universale
a livello di rete
Dispositivi collegati a reti diverse non possono
comunicare direttamente
Numero di host connessi
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TEORIA (Lez. 1)
Una internet è l'insieme di più reti
reti distinte collegate tramite gateway/router
Vantaggi
il software di rete rende trasparente all'utente
le differenze tra le reti fisiche
Il software applicativo è indipendente dalla
tecnologia hardware utilizzata (lo stesso
programma può essere usato su una LAN e
su una WAN)
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Gateway e router
Esempio di interrete di calcolatori
Autunno 2004
Autunno 2004
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TEORIA (Lez. 1)
Il gateway (router) è un dispositivo con due o
più interfacce di rete
Gateway
Windows2000
Server
Linux o Windows
Collega due reti fisiche distinte
Traduce i pacchetti dal formato di una rete in quello
dell’altra
Indirizza i pacchetti verso la loro destinazione
Acquisisce informazioni sulla topologia dell’internet
Client
Windows 98
Client
SUN
Gateway
Linux
Standard
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TEORIA (Lez. 1)
Definiti da organizzazioni internazionali
regole che definiscono come un dispositivo si
interfaccia con il mondo esterno
dalla forma fisica al significato dei messaggi
scambiati
Largamente riconosciute come imparziali
Processo di definizione "a maggioranza"
Vantaggi degli standard aperti
I membri dell'organizzazione si impegnano ad
accettarli
Dispositivi diversi possono comunicare
Standard proprietario
i dispositivi di una marca possono comunicare
solo con dispositivi della stessa marca
Svantaggi
SISTEMI CHIUSI
Il processo è lento
Ci sono troppi standard
Non è facile introdurre innovazioni
Internet
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TEORIA (Lez. 1)
(International Standard Organizzation)
Ha sviluppato OSI (Open System Interconnection)
Modello di riferimento per l'intera architettura di
un sistema aperto
ISO
Internet Society
responsabile dello sviluppo e della pubblicazione
degli standard relativi a Internet
IEEE
Client
Windows 2000
Standard e sistemi aperti
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TEORIA (Lez. 1)
Organizzazioni di Standard
Client
Linux
Rete
Altre operazioni del gateway
Standard per internetworkingAutunno 2004
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TEORIA (Lez. 1)
Ha definito lo standard IEEE 802 per le reti locali
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TEORIA (Lez. 1)
Con la “I” maiuscola
È la più famosa delle internet
Basata sugli standard definiti dalla Internet
Society
Collega reti in tutte le parti del mondo
Ogni dispositivo che vuole collegarsi a
Internet deve utilizzare i suoi standard
Ogni azienda può implementare liberamente
gli standard dell’Internet Society
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Intranet ed Extranet
Struttura di una rete
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TEORIA (Lez. 1)
Autunno 2004
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TEORIA (Lez. 1)
L’enorme diffusione di Internet ha spinto ad
utilizzare i suoi standard anche in altri ambiti
Il software di internetworking è organizzato a
strati (livelli) sovrapposti
Soprattutto perchè ogni singola rete può essere
talmente complessa da avere gli stessi problemi
già risolti per Internet
Uno strato definisce un'astrazione di una parte del
sottosistema di comunicazioni
Ogni strato è costruito sugli strati inferiori
Intranet
Vantaggi
Rete che collega i dispositivi di un’azienda
La progettazione di uno strato deve esaminare solo
un aspetto del problema
L’implementazione di uno strato non dipende
dall'implementazione degli altri stati
Extranet
Rete che collega un’azienda ed i suoi partner (clienti
e fornitori)
Esempio visto all’inizio del corso
Modello semplificato a tre livelli
Autunno 2004
Autunno 2004
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TEORIA (Lez. 1)
Strato 3
(Applicazioni)
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TEORIA (Lez. 1)
Livello delle applicazioni
Fornisce i servizi associati alle applicazioni
Livello di trasporto
Strato 2
(Trasporto)
Strato 1
(Fisico)
controllo degli errori, controllo della sequenza
dei pacchetti, richiesta di ritrasmissione,
controllo del flusso
Indipendente dalla rete e dall'applicazione
Livello di accesso alla rete
scambio di dati, identificazione di sorgente e
destinazione, tipo di servizio richiesto
in genere dipende dal tipo di rete fisica utilizzata
qualunque
tipo
di
rete
fisica
fornisce
gli
stessi
servizi al livello di trasporto
Servizi e protocolli
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TEORIA (Lez. 1)
Architettura di uno strato
Autunno 2004
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TEORIA (Lez. 1)
Uno strato fornisce servizi allo strato superiore
Nascondendo i dettagli dell’implementazione
Un strato utilizza
I servizi dello strato inferiore
La collaborazione dello strato equivalente (peer) del
nodo destinatario
Protocollo
Un insieme di regole per gestire la comunicazione
tra strati equivalenti
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Protocol Data Unit
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TEORIA (Lez. 1)
Esempio di comunicazione
Autunno 2004
Incapsulamento
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TEORIA (Lez. 1)
Ogni protocollo prevede lo scambio di dati
PDU=Protocol Data Unit
Una PDU contiene
intestazione (dati di controllo aggiunti dal protocollo)
corpo (dati utente)
coda (dati di controllo aggiunti dal protocollo)
Intestazione e coda sono usate dal protocollo per
controllare la comunicazione
Una PDU sarà chiamata blocco, pacchetto,
trama (frame) a seconda del contesto
Aspetti cruciali di un protocollo
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TEORIA (Lez. 1)
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TEORIA (Lez. 1)
Aggiunta di informazioni di controllo ai dati
Un protocollo di interrete deve risolvere varie
problematiche fondamentali
indirizzi, controllo degli errori, controllo del protocollo
Fra queste le più importanti sono
Incapsulamento
Frammentazione
Controllo della connessione
Indirizzamento
Controllo degli errori
Controllo del flusso
Servizi di trasmissione
Frammentazione
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TEORIA (Lez. 1)
Divide un messaggio in blocchi di dimensione
fissata
ogni blocco inserito in una PDU
Vantaggi
controllo errori su ogni blocco
utilizzo equo del mezzo trasmissivo
in caso di errori ritrasmissione solo di un blocco
minori ritardi
buffer di dimensione ridotte
Svantaggi
maggiore elaborazione
minor throughput
Controllo della connessione
Autunno 2004
Autunno 2004
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TEORIA (Lez. 1)
Il protocollo deve
provvedere a
Creare la connessione
trasferire i dati
chiudere la connessione
La connessione può essere
interrotta e ripresa
All'interno della
connessione controlli per
sequenza dei blocchi di dati
controllo degli errori
controllo del flusso
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Indirizzamento
Controllo degli errori
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TEORIA (Lez. 1)
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TEORIA (Lez. 1)
Identificazione univoca di un'entità nella
rete
È possibile che durante la trasmissione dei dati
si verifichino errori
Indirizzo di rete
Occorre rilevare tali errori
Indirizzo del processo nel sistema
Nella prima parte abbiamo visto delle tecniche
per la rilevazione e la correzione degli errori
Indirizzo IP (TCP/IP)
Network Service Access Point (OSI)
Correggerli se possibile
Numero di porta (TCP/IP)
Service access point (OSI)
Controllo del flusso
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TEORIA (Lez. 1)
Durante la trasmissione i dati passano
attraverso nodi intermedi
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TEORIA (Lez. 1)
Priorità
precedenza ai messaggi di controllo
Tali nodi devono manipolare i dati
Analizzarli
Memorizzarli
Inviarli
Quality of service
minimo ritardo accettabile
minimo throughput accettabile
Un nodo potrebbe
Ricevere più dati di quelli che può gestire
Essere sottoutilizzato
Sicurezza
restrizioni di accesso
Controllo del flusso di occupa di tali
problematiche
Architettura di rete
Autunno 2004
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TEORIA (Lez. 1)
Architettura di rete
È il progetto generale
Definisce il modo in cui bisogna affrontare il
problema
Architetture a strati
Definisce gli strati e la loro funzione
Suite di protocolli
Servizi di trasmissione
Autunno 2004
Descrive i protocolli che implementano l’architettura
In un architettura ci sono vari protocolli
Uno o più per ogni strato
Modelli di riferimento
Autunno 2004
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TEORIA (Lez. 1)
Architetture di rete e suite di protocolli definite
da enti di standardizzazione
non fanno riferimento all'implementazione
non definiscono le interfacce tra strati
Principali modelli di riferimento
OSI (sviluppato da ISO)
ISO, International Standards Organization
OSI, Open Systems Interconnection
TCP/IP (sviluppato da DARPA e mantenuto da
Internet Society)
DARPA, Defence Advanced Reasearch Projects Agency
Oggi si chiama ARPA
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Modello di riferimento OSI
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TEORIA (Lez. 1)
Modello OSI
Autunno 2004
Modello TCP/IP
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TEORIA (Lez. 1)
Strutturato in sette livelli
primi tre dipendenti dalla rete
ultimi tre dipendenti dall'applicazione
quarto livello isola ambiente rete da
ambiente applicazione
Modello teorico sviluppato troppo tardi
alla pubblicazione di OSI Internet era già
una realtà
utilizzato come modello di riferimento
Esempio di comunicazione
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TEORIA (Lez. 1)
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TEORIA (Lez. 1)
Strutturato in 5 livelli
Sviluppato da DARPA, nel 1974
Progetto operativo in brevi termini
Ha portato ad ARPANET, da cui poi è nata
Internet
Suite di protocolli di interrete
I più importati protocolli sono IP e TCP, da cui il
nome TCP/IP
Livelli di TCP/IP
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TEORIA (Lez. 1)
OSI vs TCP/IP
Autunno 2004
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TEORIA (Lez. 1)
livello delle applicazioni
livello di trasporto
livello di internetworking
livello di accesso alla rete
livello fisico
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TCP/IP: Livello fisico
TCP/IP: Livello di accesso alla rete
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TEORIA (Lez. 1)
Descrive l’interfaccia fisica fra il nodo della rete
ed il mezzo trasmissivo
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TEORIA (Lez. 1)
Descrive lo scambio di dati tra un nodo e la
rete
Definisce
Definisce
Caratteristiche del mezzo trasmissivo
Livelli del segnale
Tassi di trasmissione
Schema di codifica dei dati
Altri dettagli relativi alla trasmissione
Modalità di individuazione del destinatario
Tipo di servizio (Quality of Service)
TCP/IP: livello di internetworking
TCP/IP: Livello di trasporto
Autunno 2004
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TEORIA (Lez. 1)
Descrive la trasmissione dati tra due nodi della
rete
Autunno 2004
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TEORIA (Lez. 1)
Descrive la comunicazione fra due nodi della
rete
Commutazione di pacchetto
Trasmissione non affidabile
Garantisce
Corretto ordinamento dei pacchetti
Consegna affidabile dei dati
Definisce
Formato dei pacchetti
Sistema di indirizzamento globale
Meccanismo di istradamento dei pacchetti
Protocollo TCP
Protocollo IP
TCP/IP: Livello delle applicazioni
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TEORIA (Lez. 1)
Protocolli della suite TCP/IP
Autunno 2004
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TEORIA (Lez. 1)
Descrive la comunicazione tra processi su host
distinti
Fornisce vari servizi di rete
Login remoto (TELNET, SSH)
Trasferimento file (FTP)
Posta elettronica
Web
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Application Programming Interface
Modello Client-Server
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TEORIA (Lez. 1)
Autunno 2004
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TEORIA (Lez. 1)
L’utente può sviluppare proprie applicazioni
basate sui servizi offerti dal livello di trasporto
Quasi tutte le applicazioni su reti sono basate
sul modello client-server
Esistono API che consentono ad un programma
utente di utilizzare i servizi di comunicazione
implementati dal kernel
Il server
aspetta una richiesta da un client
elabora la richiesta e invia una risposta
socket (studiati in questo corso)
XTI
Il client
invia una richiesta al server per dei dati
aspetta la risposta del server
Socket
Generalizzazione del concetto di I/O di Unix
Gestione di Internet
Riepilogo
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TEORIA (Lez. 1)
L’evoluzione di Internet è guidata dalla Internet
Society
organizzazione professionale responsabile dello
sviluppo e della pubblicazione degli standard relativi a
Internet
Modelli architetturali
Strati
Modelli ISO-OSI, modello TCP/IP
Le proposte di standard sono pubblicate come
RFC (Request For Comments)
Stallings, Capitolo 2
Comer, Capitoli 1-3 (lettura)
Recuperabili all’URL http://www.rfc-editor.org
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TEORIA (Lez. 1)
Interreti
Divisa in gruppi di lavoro
IAB (Internet Architecture Board)
IETF (Internet Engineeirng Task Force)
IRTF (Internet Research Task Force)
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… nel seguito vedremo i dettagli
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