Reti informatiche Reti informatiche: introduzione Reti informatiche

Reti informatiche: introduzione
Reti informatiche
Una rete di calcolatori è costituita da un certo numero
di elaboratori elettronici collegati tra loro.
Lolli Alessandro
- [email protected] -
Le reti sono nate in seguito alla necessità di scambiare
dati e informazioni.
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Reti informatiche: introduzione (2)
Reti informatiche: sviluppo
Il principale impulso lo diedero, inizialmente,
ambienti legati all’amministrazione e alla difesa.
Il contesto in cui si colloca la preistoria della rete che
oggi viene chiamata internet è quello della “guerra
fredda” tra Stati Uniti e Unione Sovietica.
La contesa tra le due potenze, infatti, favorì lo
sviluppo tecnologico e informatico.
Inizialmente la rete era riservata a pochi “eletti”, tra i
quali gruppi di ricerca e militari.
In pochissimi anni la rete è divenuta, invece, un mezzo
di comunicazione di massa, che coinvolge
quotidianamente milioni di persone in scambi
comunicativi privati e pubblici, scientifici e
commerciali, seri e ricreativi.
Nessuno strumento di comunicazione ha mai avuto
un tasso di espansione simile.
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Internet: introduzione
Internet
Internet è anche definita the Net, è una sorta di metarete costituita da molte reti telematiche. Non importa
quale sia la tecnologia che le unisce: cavi, fibre
ottiche, ponti radio, satelliti, o altro.
La rete internet è in primo luogo uno strumento di
comunicazione.
Essa nasce per permettere la comunicazione e lo
scambio di informazioni e si basa sulla connessione di
molteplici reti e computer disseminati in tutto il
mondo.
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Il suo punto di forza è la capacità di parlare un
linguaggio universale (TCP/IP) adatto alla quasi
totalità degli elaboratori.
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Internet: host e backbone
Internet, Intranet, Extranet
Secondo le stime più recenti, si calcola che internet
colleghi più di 50 milioni di host computer (da non
confondere con quelli degli utenti finali che si stima
siano ormai ben più di 200 milioni).
Le principali arterie attraverso le quali transita il flusso
di dati vengono definite backbone (NSFnet, Csnet o i
cavi transoceanici che collegano le reti di continenti
diversi).
Internet si basa su un sistema di linee dedicate (attive 24h su
24) ad alta velocità. Ma il mondo internet non è riservato alle
istituzioni accademiche o alle aziende che si possono
permettere costose linee dedicate: moltissimi utenti accedono
alla rete attraverso le normali linee telefoniche.
Molte aziende utilizzano il linguaggio di internet (TCP/IP)
anche per le proprie reti interne che prendono il nome di
Intranet.
Le Extranet, invece, sono reti con tecnologia TCP/IP il cui
scopo è connettere tra loro le reti locali di diverse aziende.
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Tipi di reti
Topologie della rete
Esistono vari tipi di reti, dalle più piccole, che possono essere
composte anche solo da due unità, a reti enormi, con migliaia di
computer, distribuite su vaste aree geografiche.
Le reti tendono sempre più a connettersi l’una con l’altra,
abbracciando, fra le loro maglie, tutto il mondo. Le reti
nazionali diventano parte delle reti continentali, e queste delle
reti mondiali. E’ sufficiente un anello di congiunzione e i dati
possono viaggiare da una rete ad un’altra.
Questo è il processo che ha portato alla costruzione di
Internet.
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La topologia definisce i percorsi utilizzabili per il
trasporto dei dati nella rete.
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Topologie delle reti
Topologia delle reti (segue)
Lineare
A grappolo
Anello
A maglia
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A stella
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LAN
LAN: caratteristiche
Le LAN (reti locali) connettono apparecchiature
informatiche su brevi distanze ed utilizzano cavi
dedicati e hardware specifico di interfaccia tra le unità
e la rete (hub, schede di rete, …).
Esse si estendono all’interno di una singola azienda o
di un sito aziendale.
Nelle reti locali vengono normalmente collegati PC
attraverso cavi dedicati e apparecchiature in grado di
gestire il traffico.
I cavi possibili possono essere doppini telefonici o
cavi coassiali o fibra ottica.
Un buon sistema di comunicazione locale garantisce
velocità pari a 100 Mbit/sec.
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LAN: Client - Server
LAN: vantaggi
I PC possono assumere il ruolo di posto di lavoro
(Client) o garantire il funzionamento della rete
(Server).
In generale un server ha il compito di far condividere a
più utenti archivi e risorse. Ci possono essere server
dedicati ad un unico servizio o più servizi possono
essere erogati dallo stesso server.
Gruppi di lavoro: è possibile raggruppare più utenti
all’interno di workgroup.
Condivisione di risorse: alcune risorse informatiche
(stampanti, plotter, dischi, unità, …) possono essere
condivise tra più utenti o gruppi che le potranno
vedere come se fossero realmente collegate alla loro
postazione.
Affidabilità: l’affidabilità del sistema nel suo
complesso non dipende dal funzionamento di una
singola macchina.
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WAN
Comunicazione
Le WAN (reti geografiche) sono di dimensioni
maggiori e sono in grado di connettere sistemi di
elaborazione, terminali e LAN dislocati su vaste aree
geografiche utilizzando anche le normali linee
telefoniche.
Internet è uno strumento di comunicazione.
Il primo problema, in un processo di comunicazione, è
naturalmente la definizione di un linguaggio che sia
condiviso tra i diversi attori che comunicano.
Internet è costituita da una quantità enorme di
computer che usano sistemi operativi, codici di
caratteri, strutture dati che possono essere anche molto
diversi.
Internet è una WAN.
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Protocolli
Protocolli (2)
Per permettere la comunicazione tra uno e l’altro è
necessario definire delle regole condivise da tutti.
Questa funzione viene volta dai protocolli di
comunicazione.
Per protocollo, s’intende una serie di regole comuni
che un computer deve conoscere per elaborare ed
inviare bit, attraverso un determinato mezzo di
trasmissione fisica, verso un altro computer.
Un protocollo deve specificare in che modo va
codificato il segnale, in che modo far viaggiare i dati
da un nodo all’altro, in che modo assicurarsi che la
trasmissione sia andata a buon fine, e così via.
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Protocollo TCP/IP
TCP/IP
In prima analisi esso risolve in modo efficiente i
problemi tecnici di una rete eterogenea come internet.
Nel caso di internet, il nucleo fondamentale
dell’insieme dei protocolli che permettono il
funzionamento di questo complesso sistema di
comunicazione viene comunemente indicato con la
sigla TCP/IP, che è l’acronimo di Transmission
Control Protocol/Internet Protocol.
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Sfrutta al meglio le risorse
¾ Permette un indirizzamento
¾ Garantisce sicurezza
¾ Permette lo sviluppo di risorse e servizi di rete
¾
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TCP/IP:
reti a commutazione di pacchetto
Commutazione di pacchetto:
vantaggi
La tecnica di spedizione consiste nel suddividere le
informazioni che si vogliono inviare in pacchetti
recanti tutte le informazioni sulla loro destinazione e
provenienza.
In questo modo è possibile usare lo stesso tratto di
cavo fisico per passare molte comunicazioni diverse,
sia che provengano da persone che operano sullo
stesso computer, sia che provengano da più computer
collegati a quel tratto di rete.
¾
¾
Nessun PC occuperà in questo modo per intero un
tratto di rete fisica : diversi pacchetti possono
essere
inviati
da
diverse
postazioni
“contemporaneamente”
Se avviene un’interruzione la stazione emittente
può iniziare un’altra transazione, per poi riprendere
in seguito quella iniziale (risparmio di tempo)
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TCP: trasporto
IP: indirizzamento
Internet è una rete a commutazione di pacchetto. I dati sulla rete
viaggiano in blocchi di dimensione definita: un pacchetto IP
occupa 1500 byte. Ma raramente i dati scambiati dagli utenti di
internet avranno dimensioni pari o inferiori a quella dei piccoli
pacchetti IP.
A questo pone rimedio il TCP: se la dimensione del blocco di
dati da inviare eccede la dimensione di un singolo pacchetto
esso è in grado di suddividerlo, in fase di invio, e di ricomporlo,
in fase di ricezione.
Esso inoltre si assicura che la trasmissione sia andata a buon
fine, esercitando un controllo sulla comunicazione.
Perché la comunicazione tra computer vada a buon
fine è necessario che ognuno abbia un identificativo
univoco che lo identifichi e che indichi la via per
raggiungerlo tra i milioni di host della rete.
Ogni computer su internet è dotato di un indirizzo
numerico costituito da 4 byte, ossia quattro sequenze
di 8 cifre binarie. Normalmente viene rappresentato in
notazione decimale come una sequenza di quattro
numeri da 0 a 255 separati da un punto.
Esempio: 151.100.20.17
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IP: invio e ricezione
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Quando il protocollo IP di un computer riceve dei dati
da inviare ad un certo indirizzo, per prima cosa guarda
alla parte dell’indirizzo che specifica la rete (la prima
parte dell’indirizzo).
Se l’indirizzo di rete è quello della rete locale, i dati
sono inviati direttamente al computer che corrisponde
all’indirizzo.
Se invece l’indirizzo di rete è esterno, i dati vengono
inviati ad un computer speciale denominato Gateway
o Router che gestisce il traffico di interconnessione
(diretto verso altre sottoreti).
Router
Ogni router ha in memoria un elenco (tabella di
routing) degli indirizzi dei router che gestiscono le
sottoreti che conosce direttamente, più uno per le
destinazioni di cui non ha diretta conoscenza.
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Controllo indirizzi
DNS
L’assegnazione degli indirizzi di rete viene curata da
un organismo internazionale il quale a sua volta delega
ad enti nazionali la gestione degli indirizzi di rete nei
vari paesi, l’Internet Assigned Number Authority
(IANA).
In Italia tale gestione è curata dalla Registration
Authority italiana, che fa capo al CNR e quindi al
Ministero dell’università e della ricerca.
Il metodo di indirizzamento numerico dell’IP, sebbene
sia molto efficiente è molto complicato da maneggiare
per un utente. Al fine di facilitare l’impiego della rete
è stato sviluppato un sistema di indirizzamento
simbolico, che funziona in modo simile ad un’agenda
telefonica: Domain Name Server (DNS).
Attraverso il DNS ogni host può essere dotato di un
nome (domain name), composto da stringhe di
caratteri (lunghezza illimitata) in modo tale da rendere
più intuitivo e semplice l’uso degli indirizzi.
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Caratteristiche DNS
DNS: esempio
Anche i nomi così ottenuti sono sequenze di simboli
separati da punti. Questa articolazione rispecchia la
struttura gerarchica del DNS. Esso, infatti, suddivide
la rete in settori, domini, a loro volta suddivisi in
sottodomini, e così via, per livelli; ogni sottodominio
fa parte di un dominio gerarchicamente superiore: alla
base della piramide ci sono i singoli host.
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Importanza dei domini
www.libero.it
Dominio secondario
In genere identifica la
società o ente di
appartenenza
Dominio più alto
In genere identifica
il paese o il tipo di ente
che possiede il computer
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DNS: sviluppo
DNS: sviluppo (2)
Quando il DNS è stato sviluppato, Internet era diffusa, salvo
raro eccezioni, solo negli Stati Uniti. Per questa ragione la rete
venne suddivisa in sei domini, le cui sigle caratterizzavano per
il tipo di ente o organizzazione che possedeva gli host e le reti
ad essi afferenti:
EDU università ed enti di ricerca
COM organizzazioni commerciali
GOV enti governativi
MIL enti militari
NET organizzazioni di supporto e di gestione della rete
ORG organizzazioni ed enti di diritto privato (es. no profit)
Quando la rete ha cominciato a diffondersi a livello
internazionale sono stati creati altri domini di primo
livello, suddivisi per nazioni: questi domini usano le
sigle che spesso (ma non sempre) corrispondono alle
sigle delle targhe internazionali.
Il DNS traduce il nome in un indirizzo numerico.
Tale traduzione viene chiamata tecnicamente
risoluzione.
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Architettura client-server
Protocolli di internet
I servizi di internet si basano su una particolare modalità di
interazione, denominata client-server.
Affinché l’interazione tra client e server possa essere
effettuata, è necessario che entrambi utilizzino un
linguaggio comune, ovvero un protocollo applicativo.
Su internet vengono utilizzati numerosi protocolli
specifici delle applicazioni, uno per ogni servizio di
rete:
UTENTE
CLIENT
SERVER
invio richiesta
ELABORAZIONE
Il Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) per la posta elettronica
II File Transfer Protocol (FTP) per il trasferimento di file tra host
¾ L’Hyper-Text Transfer Protocol (HTTP) su cui si basa WWW
¾
CLIENT
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UTENTE
ricezione risposta
¾
SERVER
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Protocolli di internet (2)
Applicazioni di internet
Tutti questi protocolli applicativi devono appoggiarsi
sui protocolli di rete TCP/IP e sul DNS per poter
effettivamente scambiare richieste e messaggi
attraverso la rete
¾
¾
¾
SMTP
¾
FTP
¾
World Wide Web (WWW)
E-Mail (posta elettronica)
Mailing list (liste di discussione)
Newsgroup (gruppi di discussione)
FTP (trasferimento di file)
HTTP
TCP/IP
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World Wide Web
Multimedialità
Il WWW tra tutte le applicazioni di internet è quella
che gode della maggior diffusione presso gli utenti.
Per la maggior parte degli utenti essa coincide
addirittura con internet.
Anche se questa sovrapposizione è tecnicamente
scorretta, è pur vero che la maggior parte delle risorse
attualmente disponibili on-line si colloca proprio nel
contesto web.
Con multimedialità ci si riferisce alla possibilità di
utilizzare contemporaneamente in uno stesso
linguaggio comunicativo, più media e/o più linguaggi.
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Ipertesto
Ipertesto: struttura
Testo
Un ipertesto è un sistema di organizzazione dele
informazioni (non solo testuali) in una struttura non
sequenziale, bensì reticolare.
Un ipertesto è costituito da un insieme di unità
informative (nodi) e da un insieme di collegamenti
(link) che permettono di passare da un nodo ad un
altro.
Un ipertesto può contenere, al suo interno, testo,
immagini, video e suoni.
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Testo
Testo
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Suoni
Immagini
Video
Connessioni da casa
Modem
Cosa serve:
¾ Computer
¾ Modem
¾ Linea telefonica
¾ Un fornitore di connettività (Provider)
¾ Programmi di connessione e utilizzo di internet
La parola Modem deriva dall’unione delle parole
modulatore e demodulatore.
Esso, infatti, è un apparecchio che codifica e trasforma
(modula) i dati binari in impulsi veicolabili attraverso
una normale linea telefonica.
Il modem è, ovviamente, in grado di compiere anche
l’operazione
inversa,
ovvero
decodificare
(demodulare) gli impulsi ricevuti dalla linea
telefonica, traducibile nella forma binaria originaria.
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Modem: caratteristiche
Linea telefonica
Tipologia:
¾ Interno
¾ Esterno
¾ PC-Card
Tipologia:
¾
¾
PSTN: la tradizionale linea telefonica (56k)
ISDN: linea digitale (128k)
Velocità:
¾ 56k (56600 bps)
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Internet Service Provider
Come scegliere un provider
Le organizzazioni, pubbliche o private, che affittano
all’utenza privata accessi ad internet sono
comunemente denominate provider.
Un provider, di norma, dispone di uno o più host
collegati ad internet mediante linee dedicate, attive
24h su 24. Tali host, a loro volta, sono in grado di
fornire temporaneamente accesso ai servizi internet a
decine o centinaia di computer mediante modem e
linee telefoniche.
Rapporto connettività/utenti:
Numero di utenti che il provider può mantenere
connessi in un determinato momento messo in
evidenza sul numero di utenti a cui il provider fornisce
il servizio di connessione.
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Provider gratuiti in Italia
¾
¾
¾
¾
Programmi Windows
Libero (infostrada)
Tin (Telecom)
Kataweb (gruppo Espresso-La Repubblica)
TiscaliNet (Tiscali)
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¾
¾
¾
Connessione: Accesso remoto
Browser: Internet Explorer
Posta Elettronica: Outlook Express
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Connessione ad un provider
Provider
Utente
Linea
telefonica
Linea dedicata
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Internet
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