Informatica Le Reti Telematiche Reti telematiche Tipi di - SL-Lab
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Le Reti Telematiche Informatica • Insieme di cavi, protocolli, apparati di rete che collegano tra loro computer distinti Lezione VI • i cavi trasportano fisicamente le informazioni opportunamente codificate Reti telematiche e World Wide Web • i protocolli definiscono le regole e il modo per trasferire le informazioni • dedicati/condivisi • proprietari/standard pubblici • gli apparati di rete codificano l‘informazione e la inviano sui cavi SSCTA 2010/11 1 Lezione VI Reti telematiche SSCTA 2010/11 2 Reti telematiche Tipi di comunicazione • Aspetto temporale Permettono di condividere risorse • Sincrono Stampanti, dischi, elaboratori • Telefonata Realizzano grandi sistemi di calcolo a partire da piccoli elaboratori Sistemi distribuiti • Asincrono • Posta • Numero di riceventi • Broadcast Permettono di accedere a informazioni remote Banche dati • Radio, giornali, televisione • Multicast • Riviste specializzate • Point-to-point Permettono di comunicare tra persone • Telefono E-mail; chat; videoconferenze, televisione Skype • 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 Video telefonate gratuite (costo della rete) SSCTA 2010/11 Lezione VI Reti telematiche 3 SSCTA 2010/11 Analogico - digitale 4 Lezione VI Reti telematiche Modulazione di frequenza • L’informazione binaria viene trasmessa per mezzo di segnali analogici (onde) • Codifica mediante modulazione di frequenza • Apparecchio modem (modulatore – demodulatore) Segnale digitale Portante Segnale modulato Da Ceri, Mandrioli, Sbattella: “informatica arte e mestiere” SSCTA 2010/11 5 Lezione VI Reti telematiche Da “informatica di base” di Curtin, Foley, Sen e Morin SSCTA 2010/11 6 Lezione VI Reti telematiche 1 Trasmissione dati Trasmissione dati • La velocità di trasmissione si misura in bps (bit per secondo) ≠ Bps (Byte per secondo) • Nuove tecnologie vengono sviluppate di continuo • ISDN (Integrated Service Digital Network) • ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) • velocità asimmetrica • ideale per consultazione del WEB • vecchio doppino telefonico • si scarica molto e si invia poco • 9.6 – 56 kbps • Cavo coassiale per LAN (ormai in disuso) • Satelliti • Onde radio • GSM (Global System for Mobile) • Fino a 107 bps • Antenne • Fibra ottica • micronde • quelle dei telefoni cellulari • lunghezza d’onda molto inferiore alle onde radio • Fino a oltre 109 bps • Onde elettromagnetiche (wireless) SSCTA 2010/11 7 Lezione VI Reti telematiche SSCTA 2010/11 8 Lezione VI Reti telematiche Reti telematiche Collegamenti remoti di terminali Nodo 1 • Linea single point • Linea multi point computer terminale computer Terminale 3 Terminale 1 Terminale 2 • Concentratore (hub) computer • Geometrie • • • • Term 1 Nodo 1 Nodo 2 7 Circolare Stella Bus Irregolare Nodo 2 Nodo 3 6 4 3 5 Nodo 1 2 3 Term 2 HUB Term 3 SSCTA 2010/11 9 Lezione VI Reti telematiche SSCTA 2010/11 10 Senza HUB Significato di un HUB (concentratore) Lezione VI Reti telematiche Tutti sono collegati con tutti direttamente • 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 SSCTA 2010/11 11 Lezione VI Reti telematiche SSCTA 2010/11 12 Lezione VI Reti telematiche 2 Con HUB Tutti viaggiano via Parigi. I collegamenti sono mantenuti con uno scalo 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 SSCTA 2010/11 13 Lezione VI Reti telematiche SSCTA 2010/11 Struttura delle reti 14 Lezione VI Reti telematiche Struttura delle reti Da “informatica di base” di Curtin, Foley, Sen e Morin Da “informatica di base” di Curtin, Foley, Sen e Morin SSCTA 2010/11 15 Lezione VI Reti telematiche SSCTA 2010/11 Le Reti Telematiche • 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 17 Lezione VI Reti telematiche Esempio di indirizzo 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 SSCTA 2010/11 16 Lezione VI Reti telematiche • 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 SSCTA 2010/11 18 Lezione VI Reti telematiche 3 Le Reti Telematiche Indirizzi • 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 SSCTA 2010/11 19 Lezione VI Reti telematiche 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 SSCTA 2010/11 Indirizzo IP Indirizzo IP Connessione LAN ad una rete CNR Connessione via modem a Libero SSCTA 2010/11 21 20 Lezione VI Reti telematiche SSCTA 2010/11 22 Lezione VI Reti telematiche Gli indirizzi stanno finendo 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 SSCTA 2010/11 23 SSCTA 2010/11 24 4 Soluzione DNS (Domain Name Service) • Si studiano nuovi protocolli • Ogni indirizzo ha una doppia lettura • Simbolica e numerica • Noi ricordiamo quello simbolico • La macchina ha bisogno di quello numerico • 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 SSCTA 2010/11 25 Lezione VI Reti telematiche • 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 SSCTA 2010/11 26 Come collegarsi ad internet • Attraverso un provider • Tramite rete locale • Intranet nella rete locale • Gatway per uscire all’esterno 27 Lezione VI Reti telematiche Protocolli di connessione • TCP/IP • Transfer control protocol / internet protocol • E’ strutturato in diversi livelli cui competono diverse funzioni • • • • • SSCTA 2010/11 Trasferimento dati • Pacchetti • 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 SSCTA 2010/11 Lezione VI Reti telematiche • 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 SSCTA 2010/11 28 Lezione VI Reti telematiche Impostazioni TCP/IP sul PC • Indirizzo IP • DNS • Gatway 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. 29 Lezione VI Reti telematiche SSCTA 2010/11 30 Lezione VI Reti telematiche 5 Servizi e protocolli di rete Sistema client – server • Internet – la rete delle reti • Nasce col nome ARPANET negli anni 60 • 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) SSCTA 2010/11 31 Internet Lezione VI Reti telematiche Internet • (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 SSCTA 2010/11 32 Lezione VI Reti telematiche Rete telefonica vs. 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 SSCTA 2010/11 33 Lezione VI Reti telematiche SSCTA 2010/11 34 Internet Internet • Dicembre 1969 • 1974 • 4 nodi universitari tra cui UCLA • Viene introdotto il protocollo TCP/IP • 1971 • 1991 • 16 nodi (MIT, Stanford, Harvard) • 1983 • Migliaia di nodi • 1990 • Arpanet viene smantellata e sostituita da internet SSCTA 2010/11 Lezione VI Reti telematiche 35 Lezione VI Reti telematiche • • • • • SSCTA 2010/11 Viene introdotto il protocollo HTTP Nasce il World Wide Web La rete diventa commerciale Le dimensioni raddoppiano ogni anno Nel 2000: milioni di hosts 36 Lezione VI Reti telematiche 6 Internet e WEB 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: • • • • SSCTA 2010/11 • 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 Posta elettronica Trasferimento di file Chat Il WEB 37 • Il World Wide Web, o WWW non è internet 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: SSCTA 2010/11 39 Lezione VI Reti telematiche Lezione VI Reti telematiche 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) • un client che sottopone richieste al server • un server in grado di rispondere alle richieste formulate da un client SSCTA 2010/11 38 SSCTA 2010/11 40 Lezione VI Reti telematiche Identificazione delle risorse 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) • 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 SSCTA 2010/11 41 Lezione VI Reti telematiche SSCTA 2010/11 42 Lezione VI Reti telematiche 7 Riassumendo 1° Esempio di indirizzo URL http://dcssi.istm.cnr.it/Lanzavecchia/documenti/sscta.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 SSCTA 2010/11 43 Lezione VI Reti telematiche • Ogni computer sulla rete è identificato da un IP address • l’IP address ha un doppio nome • simbolico • numerico • 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: • • • • SSCTA 2010/11 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 SSCTA 2010/11 45 (dcssi.istm.cnr.it) (192.168.8.14) http, ftp, smtp, ecc. fraziona i messaggi con TCP/IP ricostruisce i messaggi all’arrivo riceve le risposte e scarica le pagine WEB 44 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 SSCTA 2010/11 46 8