Le Reti Telematiche - Dipartimento di Matematica e Informatica

Informatica di Base
Lezione VI
Reti telematiche e
World Wide Web
biotecnologie
2010/11
1
Lezione VI
Reti telematiche
Le Reti Telematiche
• Insieme di cavi, protocolli, apparati di rete
che collegano tra loro computer distinti
• i cavi trasportano fisicamente le informazioni
opportunamente codificate
• dedicati/condivisi
• i protocolli definiscono le regole e il modo per
trasferire le informazioni
• proprietari/standard pubblici
• gli apparati di rete codificano l‘informazione e
la inviano sui cavi
biotecnologie
2010/11
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Lezione VI
Reti telematiche
1
Reti telematiche
• Permettono di condividere risorse
• Stampanti, dischi, elaboratori
• Realizzano grandi sistemi di calcolo a partire da
piccoli elaboratori
• Sistemi distribuiti
• Permettono di accedere a informazioni remote
• Banche dati
• Permettono di comunicare tra persone
• E-mail; chat; videoconferenze
• Forniscono intrattenimento
• Musica e video on-line, televisione
biotecnologie
2010/11
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Lezione VI
Reti telematiche
Reti telematiche
Permettono di condividere risorse
Stampanti, dischi, elaboratori
Realizzano grandi sistemi di calcolo a partire da
piccoli elaboratori
Sistemi distribuiti
Permettono di accedere a informazioni remote
Banche dati
Permettono di comunicare tra persone
E-mail; chat; videoconferenze, televisione
Skype
Video telefonate gratuite (costo della rete)
biotecnologie
2010/11
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2
Tipi di comunicazione
• Aspetto temporale
• Sincrono
• Telefonata
• Asincrono
• Posta
• Numero di riceventi
• Broadcast
• Radio, giornali, televisione
• Multicast
• Riviste specializzate
• Point-to-point
• Telefono
• Le due caratteristiche sono separate
• La posta può essere sia point-to-point che multicast
• Tutto ciò è trasferito anche nelle comunicazioni via rete telematica
biotecnologie
2010/11
5
Lezione VI
Reti telematiche
Analogico - digitale
• L’informazione binaria viene trasmessa per
mezzo di segnali analogici (onde)
• Codifica mediante modulazione di frequenza
• Apparecchio modem (modulatore – demodulatore)
Da Ceri, Mandrioli, Sbattella: “informatica arte e mestiere”
biotecnologie
2010/11
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Lezione VI
Reti telematiche
3
Modulazione di frequenza
Segnale digitale
Portante
Segnale modulato
Da “informatica di base” di Curtin, Foley, Sen e Morin
biotecnologie
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Lezione VI
Reti telematiche
Trasmissione dati
• La velocità di trasmissione si misura in bps
(bit per secondo)
• vecchio doppino telefonico
• 9.6 – 56 kbps
• Cavo coassiale per LAN (ormai in disuso)
• Fino a 107 bps
• Fibra ottica
• Fino a oltre 109 bps
• Onde elettromagnetiche (wireless)
biotecnologie
2010/11
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Lezione VI
Reti telematiche
4
Trasmissione dati
• Nuove tecnologie vengono sviluppate di continuo
• ISDN (Integrated Service Digital Network)
• ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)
• velocità asimmetrica
• ideale per consultazione del WEB
• si scarica molto e si invia poco
• Satelliti
• Onde radio
• GSM (Global System for Mobile)
• Antenne
• micronde
• quelle dei telefoni cellulari
• lunghezza d’onda molto inferiore alle onde radio
biotecnologie
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Lezione VI
Reti telematiche
Collegamenti remoti di terminali
• Linea single point
• Linea multi point
computer
terminale
computer
Terminale 3
Terminale 2
Terminale 1
• Concentratore (hub)
computer
Term 1
Term 2
HUB
Term 3
biotecnologie
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Lezione VI
Reti telematiche
5
Reti telematiche
Nodo 1
• Geometrie
•
•
•
•
Circolare
Stella
Bus
Irregolare
7
Nodo 2
Nodo 3
6
4
3
5
Nodo 1
biotecnologie
2010/11
Nodo 1
Nodo 2
2
3
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Lezione VI
Reti telematiche
Significato di un HUB
(concentratore)
• N capitali europee e voli aerei
• Connessioni dirette
– sono N(N-1)/2
– Ogni città (N) è connessa alle altre (N-1)
– Ogni connessione serve 2 città.
• Con 1 HUB
– N-1 connessioni
– Voli con scalo
– Maggiore riempimento degli aerei
biotecnologie
2010/11
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Lezione VI
Reti telematiche
6
Senza HUB
biotecnologie
2010/11
Tutti
sono
collegati con
tutti
direttamente
13
Con HUB
Lezione VI
Reti telematiche
Tutti
viaggiano
via
Parigi.
I
collegamenti
sono
mantenuti con
uno
scalo
biotecnologie
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Lezione VI
Reti telematiche
7
Reti telematiche
• LAN (local area network)
• Collegamento locale fra i computer di un
azienda, dipartimento, aula
• Solitamente con cablatura omogenea
• WAN (wide are network)
• Collegamento su vaste aree geografiche
• Gestione di cavi e connessione di vario tipo
• Internet
• La rete delle reti
biotecnologie
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Lezione VI
Reti telematiche
Struttura delle reti
Da “informatica di base” di Curtin, Foley, Sen e Morin
biotecnologie
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Lezione VI
Reti telematiche
8
Struttura delle reti
Da “informatica di base” di Curtin, Foley, Sen e Morin
biotecnologie
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Lezione VI
Reti telematiche
Le Reti Telematiche
Ogni host (computer) sulla rete è identificato
univocamente da un indirizzo IP
• simbolico e numerico
athena.med.ucla.edu = 128.239.26.67
• I campi dell‘indirizzo identificano
gerarchicamente la macchina nella rete
• la gerarchia dalla macchina alla rete si legge da sin a
dx nel simbolico
• la gerarchia dalla macchina alla rete si legge da dx a
sin nel numerico
biotecnologie
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Lezione VI
Reti telematiche
9
Esempio di indirizzo
• athena.med.ucla.edu = 128.239.26.67
• edu (128): la rete della ricerca & istruzione
USA
• ucla (239): l‘istituzione (University of
California Los Angeles)
• med (26): Facoltà di medicina
• athena (67): la macchina
biotecnologie
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Lezione VI
Reti telematiche
Le Reti Telematiche
• Gli indirizzi sono forniti ufficialmente da un ente
(IANA) che tiene traccia di tutti quelli già usati e
quelli ancora liberi
• Il suffisso simbolico è fisso
•
•
•
•
•
.edu: education - solo per gli USA
.com: commerciale, internazionale ormai
.mil: militare - solo per gli USA
.gov: enti governativi - solo per gli USA
.it, .fr, .de, .uk, .au, .es, .ch ecc. per gli altri paesi
biotecnologie
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Lezione VI
Reti telematiche
10
Indirizzi
Gli indirizzi IP possono essere assegnati in modo
Statico: ogni macchina conserva sempre lo stesso
indirizzo
Server, sistemi linux, stampanti
Dinamico: collegandosi al server, il PC riceve anche
l’indirizzo
Questa aula
Quando mi collego wireless
Per conoscere il proprio indirizzo
Comando IPCONFIG da finestra DOS
biotecnologie
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Indirizzo IP
Connessione via modem a Libero
biotecnologie
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Lezione VI
Reti telematiche
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Indirizzo IP
Connessione LAN ad una rete CNR
biotecnologie
2010/11
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Lezione VI
Reti telematiche
Facciamo due conti
Indirizzi IP costituiti da 4 Byte
Ne possiamo avere 232 diversi
cioè 4 Miliardi
Sono troppo pochi
Per fortuna non tutti i PC collegati in rete necessitano di un
proprio indirizzo unico sull’intera rete
Ogni rete locale può utilizzare un indirizzo “vero” per uscire
dall’area (il server) ed indirizzi fittizi per gli altri
quando siete nelle aule di calcolo potete usare internet, ma
dall’esterno siete visti tutti con lo stesso indirizzo
quello del server
biotecnologie
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12
Gli indirizzi stanno
finendo
biotecnologie
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Soluzione
• Si studiano nuovi protocolli
• A 6 numeri (6 Byte) al posto di 4
• totale 248 possibili indirizzi
• = 2,8 x 1014 = circa 30.000 miliardi
• Ci vorrà tempo perché lo standard si
affermi
• i computer più recenti possono già usarlo
• gli altri no
• Problemi sia Hardware che software
biotecnologie
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Lezione VI
Reti telematiche
13
DNS (Domain Name Service)
• Ogni indirizzo ha una doppia lettura
– Simbolica e numerica
– Noi ricordiamo quello simbolico
– La macchina ha bisogno di quello numerico
• Esistono server che hanno la funzione di fornire
gli indirizzi numerici una volta specificato il
simbolico
– Anche qui si va per via gerarchica
– Se non conosco l’indirizzo della macchina finale mi
rivolgo ad un altro DNS vicino
biotecnologie
2010/11
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Lezione VI
Reti telematiche
Come collegarsi ad internet
• Attraverso un provider
• Libero.it, tiscali.it, yahoo.it
• Ci connettiamo ad un server, in qualità di
client, ed indirizziamo a lui tutte le nostre
richieste
• Il server chiederà poi ad altri server
• Tramite rete locale
• Intranet nella rete locale
• Gatway per uscire all’esterno
biotecnologie
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Lezione VI
Reti telematiche
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Trasferimento dati
• Pacchetti
• I dati da trasferire sono frazionati in pacchetti
• Ciascun pacchetto contiene informazioni sul mittente,
destinatario, struttura del messaggio (inizio e fine)
• strutture di controllo
• Routing
• I pacchetti devo essere instradati (routed) nella rete
• Pacchetti diversi dello stesso messaggio possono
seguire strade diverse
biotecnologie
2010/11
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Lezione VI
Reti telematiche
Protocolli di connessione
• TCP/IP
• Transfer control protocol / internet protocol
• E’ strutturato in diversi livelli cui competono
diverse funzioni
•
•
•
•
•
biotecnologie
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Smonta i dati in pacchetti
Associa la destinazione a ciascun pacchetto
Instrada i pacchetti tramite i router
Controlla il flusso dei pacchetti
Ricompone i dati all’arrivo.
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Lezione VI
Reti telematiche
15
Impostazioni TCP/IP sul PC
• Indirizzo IP
• DNS
• Gatway
biotecnologie
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Lezione VI
Reti telematiche
Servizi e protocolli di rete
Sistema client – server
• Sistema point-to-point
•
•
•
•
•
•
FTP (file transfer protocol)
SMTP (simple mail transfer protocol)
POP (post office protocol)
HTTP (hypetext transfer protocol)
Telnet (collegamento con terminali remoti)
DNS (domain name service)
biotecnologie
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Lezione VI
Reti telematiche
16
Internet
• Internet – la rete delle reti
• Nasce col nome ARPANET negli anni 60
• (Advanced Research Projects Agency)
• Rete di controllo del dipartimento della difesa
• La resistenza ai guasti da connessioni puntopunto con ridondanza di cammini
• Uso esclusivo militare e di ricerca
biotecnologie
2010/11
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Lezione VI
Reti telematiche
Internet
• Internet: progetto nato alla fine degli anni ’60, iniziato dalla DARPA
(Defense Advanced Research Projects Agency)
• Sviluppato principalmente nelle università americane (MIT, UCLA)
alla fine degli anni ’60
• All’inizio solo computer universitari/di centri di ricerca, poi crescita
costante negli anni
biotecnologie
2010/11
34
Lezione VI
Reti telematiche
17
Rete telefonica vs. Internet
biotecnologie
2010/11
35
Lezione VI
Reti telematiche
Internet
• Dicembre 1969
• 4 nodi universitari tra cui UCLA
• 1971
• 16 nodi (MIT, Stanford, Harvard)
• 1983
• Migliaia di nodi
• 1990
• Arpanet viene smantellata e sostituita da
internet
biotecnologie
2010/11
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Lezione VI
Reti telematiche
18
Internet
• 1974
• Viene introdotto il protocollo TCP/IP
• 1991
•
•
•
•
•
Viene introdotto il protocollo HTTP
Nasce il World Wide Web
La rete diventa commerciale
Le dimensioni raddoppiano ogni anno
Nel 2000: milioni di hosts
biotecnologie
2010/11
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Lezione VI
Reti telematiche
Internet e WEB
• La rete internet è l’insieme degli apparati
di rete, cavi e protocolli di comunicazione
che collegano milioni di computer nel
mondo
• Tramite internet si realizzano diversi
servizi:
•
•
•
•
Posta elettronica
Trasferimento di file
Chat
Il WEB
biotecnologie
2010/11
38
Lezione VI
Reti telematiche
19
WEB
• Il World Wide Web, o WWW non è internet
• è un insieme di computer contenenti
informazioni in formato ipertestuale,
accessibili mediante il protocollo di
comunicazione http (HyperText Transf. Protocol)
• Web server, o server: i computer che mettono
a disposizione le informazioni
• client: i computer che mediante browser
accedono alle informazioni
biotecnologie
2010/11
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Lezione VI
Reti telematiche
Come funziona il WWW
• Il funzionamento del World Wide Web
non differisce molto da quello delle altre
applicazioni Internet
• Anche in questo caso il sistema si basa
su una interazione tra un computer
client ed un server
• In un’architettura client-server ci sono
due calcolatori connessi alla rete:
• un client che sottopone richieste al server
• un server in grado di rispondere alle
richieste formulate da un client
biotecnologie
2010/11
40
Lezione VI
Reti telematiche
20
Come funziona il WWW
• Ovviamente la comunicazione fra client
e server può avvenire solo se i due
hanno stabilito un protocollo comune di
comunicazione
• Il protocollo di comunicazione usato dal
web e che regola la trasmissione dei
documenti ipertestuali si chiama HyperText
Transfer Protocol (HTTP)
• I documenti devono però essere in uno
specifico formato: HyperText Markup
Language (HTML)
biotecnologie
2010/11
41
Lezione VI
Reti telematiche
Web: client-server
• Un web-server è un server su cui è in
esecuzione un programma in grado di
scambiare messaggi con un client-web
tramite il protocollo HTTP
• Un client-web è un programma (browser)
in grado di dialogare con un web-server
(usando il protocollo HTTP)
biotecnologie
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42
Lezione VI
Reti telematiche
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Identificazione delle risorse
• Per poter essere utilizzate le varie
risorse disponibili sulla rete (i documenti
sui server) devono essere identificabili
in modo univoco
• I browser identificano le risorse tramite
indirizzi detti URL (Uniform Resource
Locator)
• Un indirizzo URL è così composto:
protocollo://server:porta_TCP:/file_path_completo
biotecnologie
2010/11
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Lezione VI
Reti telematiche
Esempio di indirizzo URL
http://dcssi.istm.cnr.it/Lanzavecchia/documenti/biotecnologie.htm
protocollo
Nome del server
Nome del file
• Dato che la porta associata al protocollo
HTTP è la 80 per default non è
necessario specificarla
• Il nome dei file index.html è implicito
• se non viene specificato il nome del file
completo, viene automaticamente cercato
un file dal nome index.html
biotecnologie
2010/11
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Lezione VI
Reti telematiche
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Riassumendo 1°
• Ogni computer sulla rete è identificato da un IP
address
• l’IP address ha un doppio nome
• simbolico
• numerico
(dcssi.istm.cnr.it)
(192.168.8.14)
• Il computer legge il simbolico e chiede il numerico al
DNS più vicino
• Parte a contattare il destinatario scambiando
messaggi con uno dei protocolli disponibili:
•
•
•
•
http, ftp, smtp, ecc.
fraziona i messaggi con TCP/IP
ricostruisce i messaggi all’arrivo
riceve le risposte e scarica le pagine WEB
biotecnologie
2010/11
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Riassumendo 2°
• Tutti i file di un computer sono identificabili sul suo FILE
system in modo univoco
• Non ci possono essere 2 file con lo stesso “path”
• C:\didattica\biotecnologie\lezioni\lezione6.ppt
• Questo vale per ogni file che sta nella zona dei server,
messa a disposizione sulla rete
• devo copiare sul server la parte che intendo condividere in rete
• devono esserci tutti i pezzi che servono a ricostruire la pagina da
esportare
• Il server è pronto ad accogliere le richieste dei browser
per mostrare loro la pagina
• tramite protocollo http
biotecnologie
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Riassumendo 3°
Perché tutto funzioni occorre che:
• tutti i server sulla rete siano identificabili
• tutte le risorse da scaricare siano
univocamente determinate sui file system
dei server
• Server e client si siano accordati per un
protocollo di comunicazione
• Server e client siano connessi mediante
cavi (o sistemi wireless) e schede di rete
biotecnologie
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