Sistemi e Tecnologie Multimediali

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Sistemi e Tecnologie Multimediali (A e B)
Interfacoltà
Interfacoltà di Economia, Giurisprudenza, Ingegneria,
Lettere e Filosofia, Scienze Politiche
Comunicazione Interculturale e
Multimediale (CIM)
Università
Università di Pavia
Marco Porta
Laboratorio di Visione Artificiale
Dipartimento di Informatica e Sistemistica
Università di Pavia
Via Ferrata, 1 – 27100 – Pavia
Tel. 0382 985486, Fax 0382 985373
E-mail: [email protected]
Sito Web del corso: vision.unipv.it/stm-cim/
Marco Porta - CIM: Sistemi e Tecnologie Multimediali
1
Programma indicativo…
Internet e il World Wide Web
– aspetti di base, terminologia
– protocolli (cenni; TCP/IP, HTTP, FTP, ...)
– servizi Internet: qualità, sicurezza, applicazioni
– creazione di contenuti ipermediali: il Web
– il linguaggio HTML
– controllo dell'aspetto: definizione di fogli di stile (CSS)
– metalinguaggi per la creazione di linguaggi di specifica: XML
– linguaggi purpose-specific: SVG, SMIL, WML, ...
– l’evoluzione del Web: verso il “Web semantico” e le future applicazioni
Linguaggi informatici e tecniche di traduzione: cenni generali
– introduzione al concetto di algoritmo e alle basi della programmazione
2
1
… programma indicativo…
Creazione di comportamenti interattivi (per il Web ma non solo...)
– Interazione Web lato client
•
•
•
•
il linguaggio JavaScript
applet Java (cenni)
Macromedia Flash
Adobe ImageReady
– Interazione lato server
• programmi CGI
• application server (ASP, PHP, …)
• interazione con database (cenni)
– Web 2.0
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… programma indicativo…
Contenuti e contenitori multimediali on-line/off-line
– Produzione di contenuti multimediali (con particolare attenzione al Web):
immagini, audio, animazioni, video
– Contesti di utilizzo: “quando è meglio usare cosa”
– Contenitori multimediali off-line: creazione di CD-ROM/DVD
(cenni)
Elementi di Web design e usabilità
– Architettura dell’informazione per i siti Web
• schemi e strutture di organizzazione dell’informazione
• progettazione del sistema di navigazione
– Criteri di progettazione e analisi di siti Web
• strategie di base per la progettazione di siti usabili
• analisi dei contesti, categorie di utente
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2
… programma indicativo
Forme avanzate di interazione con gli strumenti multimediali
– Cenni su realtà virtuale (immersiva/non immersiva), realtà aumentata,
telepresenza, applicazioni
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Internet e il World Wide Web
6
3
Introduzione a Internet
Cos’è Internet?
È la più grande rete mondiale di calcolatori interconnessi
nasce negli USA nel ‘69 ad opera del Department of Defense
Advanced Research Projects Agency NET (DARPANET)
Famosa soprattutto per il Web e la
posta elettronica… ma Internet è
anche:
– FTP (File Transfer Protocol)
– Telnet (Terminal emulation)
– News
…
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Breve storia di Internet…
1961: J.C.R. Licklider (M.I.T.) introduce il concetto di rete (computer
interconnessi)
1966: vengono gettate le basi della rete ARPANET (sviluppata
dall’Advanced Research Projects Agency = ARPA, poi divenuta DARPA
= Defence Advanced…)
1972: Robert Khan organizza la prima dimostrazione del funzionamento
di ARPANET a una conferenza internazionale
1973: Khan e Vint Cerf iniziano la definizione del protocollo TCP/IP
(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)
1980: il protocollo TCP/IP viene adottato come standard per la difesa (e
quindi per la rete DARPANET)
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4
… breve storia di Internet…
1983: già diverse comunità utilizzano la rete DARPANET, che però
non è l’unica (altre reti, tutte “purpose-built”: MFENet del dipartimento per l’energia,
SPAN della NASA, CSNET delle comunità accademica e industriale, USENET della
AT&T, BITNET delle comunità accademiche, …)
1985: viene creata NSFNET, una rete specifica per collegare tra loro
le varie università; viene adottato il protocollo TCP/IP (quello di
DARPANET…)
fine anni ’80: si va verso la rete Internet come la conosciamo oggi
(rete di reti)
1990: vengono gettate le basi del World Wide Web
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… breve storia di Internet: il Web
1990: Tim Berners-Lee e Robert Cailliau (CERN di Ginevra) presentano
la proposta di realizzazione di un sistema di comunicazione basato su
ipertesti
1991: viene sviluppato il primo prototipo; lo Stanford Linear Accelerator
Center in California (SLAC) diventa il primo server Web negli USA
1992: il CERN rende disponibile un browser Web gratuito; vari laboratori
di ricerca nel mondo “entrano in rete”
1993: a ottobre ci sono già più di 200 server Web nel mondo…
1994: nasce la Mosaic Communications Corporation (che diventerà in
seguito Netscape)
… Incomincia la “guerra” dei browser (Netscape Navigator vs MS
Exlorer)…
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5
… breve storia di Internet
Un paio di indirizzi per chi vuole saperne di più:
www.isoc.org/internet/history/brief.shtml
www.netvalley.com
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Principi guida nello sviluppo di Internet
Creare la tecnologia necessaria per condividere
risorse tra computer di diverso tipo
Sviluppare metodi che garantiscano una
comunicazione affidabile (anche in presenza di
“interruzioni” nella rete...)
Supportare lo sviluppo della ricerca e
dell’insegnamento
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Introduzione alle tecnologie di Internet
Ottima risorsa:
un manuale Laterza on-line gratuito (e in italiano…)
http://www.laterza.it/internet/leggi/internet2004/online/01_indice.htm
utile soprattutto per la parte tecnologica (sezione tecnologie)
Altre risorse (tra le moltissime…):
www.howstuffworks.com/internet-infrastructure.htm
www.anu.edu.au/people/Roger.Clarke/II/IPrimer.html#Text
www.wdvl.com/Authoring/Tools/Tutorial/index4.html
Per chi vuole approfondire gli aspetti tecnici*:
www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/introint.htm
www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/introlan.htm
www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/introwan.htm
www.cisco.com/warp/public/cc/techno/protocol/iprout/tech/tcpip_pc.htm
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Reti e protocolli
Tipologie di reti…
Reti LAN (Local Area Networks, dette anche Ethernet)
reti locali, permettono la condivisione di dati e periferiche all’interno
di un’area limitata (es. lo stesso edificio)
Reti WAN (Wide Area Networks)
reti geografiche, collegano tra loro computer (e LAN) anche molto
lontani (ad esempio posti in diverse località di una nazione)
Internet (la “rete delle reti”)
connette tra loro le varie WAN
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Reti e protocolli
… tipologie di reti
LAN
WAN
LAN
LAN
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Reti e protocolli
Il protocollo TCP/IP…
È il linguaggio che permette a reti diverse di comunicare
tra loro
TCP/IP = Transmission Control Protocol/Internet Protocol
È indipendente dalle tecnologie
reti Ethernet, WAN, Internet; linee telefoniche, in fibra ottica, …
È "open standard"
non è proprietà di nessuno… il che ne ha favorito una grandissima
diffusione
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Reti e protocolli
… il protocollo TCP/IP
Si basa su un modello a quattro strati (ISO-OSI semplificato)
– Livello delle applicazioni: ingloba i livelli Application, Presentation e
Session del modello ISO-OSI, gestisce i servizi per l’utente
– Livello di trasporto: gestisce l’organizzazione dei dati ai fini della
trasmissione
– Livello di rete: gestisce l’indirizzamento e l’instradamento dei dati
– Livello fisico: ingloba i livelli Data link e Physical del modello ISOOSI, gestisce l’uso dei cavi e l’invio di segnali fisici
applicazioni
fisico
rete
trasporto
rete
rete
trasporto
fisico
rete
applicazioni
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Reti e protocolli
Commutazione di circuito e pacchetto
Reti a commutazione di circuito
la “linea” è di uso esclusivo di chi sta comunicando (es. linea
telefonica, collegamento di periferiche, …)
Reti a commutazione di pacchetto (TCP/IP)
– i dati non sono inviati in blocco, ma suddivisi in “pacchetti” (di
dimensione 1500 byte)
– ogni pacchetto contiene le informazioni necessarie per
l’identificazione della sua destinazione
– pacchetti diversi possono seguire percorsi diversi (e essere
ricevuti in ordine diverso da quello di invio)
– la stessa linea può essere occupata da molti
– se una sessione di invio si interrompe, può essere ripresa in
seguito (efficienza e affidabilità)
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Indirizzamento
Indirizzi IP…
I pacchetti inviati devono “sapere” dove andare
Ogni computer collegato a Internet ha un indirizzo associato
è formato da 4 byte (0-255) separati da un punto; es. 213.45.152.218
Tre classi di indirizzi
reti di classe A: 1° byte (1-127) = rete; 2°, 3° e 4° byte = nodi
Î 127 reti, ciascuna con 16.777.214 macchine (max)
reti di classe B: 1° (128-191) e 2° byte = rete; 3° e 4° byte = nodi
Î 16.384 reti, ognuna con 65.534 macchine (max)
reti di classe C: 1° (192-223), 2° e 3° byte = rete; 4° byte = nodi
Î 2.097.152 reti, ognuna con 254 macchine (max)
ormai sono disponibili solo indirizzi di classe C…
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Indirizzamento
… indirizzi IP
Quando il protocollo IP riceve i dati da inviare ad un certo
indirizzo, controlla la rete:
a. se è la rete locale, invia i dati alla macchina specificata
b. se è una rete esterna, invia i dati a un computer speciale (della
rete locale) detto router o gateway
•
•
il router ha un elenco di indirizzi di altri router per le reti che
“conosce”, più un indirizzo per quelle che non conosce
i dati vengono inviati al router competente, e da questo al
computer di destinazione
…l’assegnazione degli indirizzi di rete dipende dall’Internet Assigned Number
Authority (IANA), un organismo internazionale che delega la gestione degli
indirizzi nei vari paesi a organismi locali (es. la Registration Authority italiana,
che dipende dal CNR)
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Indirizzamento
Internet come rete di router
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Le infrastrutture WAN
Dorsali (backbone)
Sono i collegamenti geografici veloci
– in genere in fibra ottica (~ 10-600 Mbps)
– la rete italiana della ricerca è la rete
GARR = Gruppo di Armonizzazione
Reti Ricerca (www.garr.net)
collegata al CERN di Ginevra e da qui
alle altre dorsali europee e americane
(con collegamenti transoceanici)
– alla rete della ricerca si affianca la rete
commerciale (Interbusiness)
• affitta collegamenti (gestita da Telecom)
• “bassa” velocità da e verso la rete GARR
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Tipologie di connessioni
Connessione alla rete: collegamento diretto
Attraverso linee dedicate (costose, riguardano aziende
ed enti)
Se non esiste già una rete collegata a Internet, ne deve
essere creata una nuova
– affitto banda da fornitori di connettività (provider)
– affitto o acquisto (Telecom) cavo fisico (es. T1 in fibra ottica) per il
collegamento
– uso di un router per l’interfacciamento con il router della rete del
fornitore
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Connessione alla rete: accesso PPP…
Il protocollo PPP (Point-to-Point Protocol) implementa un
collegamento punto-punto
– permette ad una macchina (es. PC dell’utente) di collegarsi ad un
host (es. server del provider) già connesso a Internet ; la
macchina entra di fatto a far parte della rete locale dell'host
– il computer chiamante diventa a tutti gli effetti un nodo della rete
(visibile al “mondo”, con un indirizzo IP assegnato dinamicamente)
Connessione tramite modem "tradizionale"
= modulator/demodulator, linea
telefonica analogica
~ 50 Kbps in entrata
~ 33 Kbps in uscita
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… accesso PPP
Connessione ISDN
= Integrated Services Digital Network, linea telefonica digitale
~ da 64 a 128 Kbps
dati + voce
Connessione ADSL
= Asymmetric Digital Subscriber Line
~ 600 Kbps in entrata
~ 128 Kbps in uscita
linea dedicata
Connessioni in fibra ottica…
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Indirizzamento simbolico
Domain Name Service (DNS)…
Definisce un sistema di indirizzamento simbolico
ad ogni nome simbolico corrisponde un preciso indirizzo IP
Es. www.unipv.it = 193.204.35.36
Il nome è suddiviso in domini e sottodomini
che rispecchiano la gerarchia nella struttura della rete
Es. it Î dominio di primo livello (indica ad esempio la nazione)
unipv Î dominio di rete dell’Università di Pavia
www Î il nome del particolare host (il server Web dell’Università)
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… Domain Name Service…
Il DNS è un sistema di database distribuiti nella rete
– i vari name server sono collegati tra loro
– esiste un name server per ogni livello del dominio
L’indirizzo deve essere risolto attraverso l’interrogazione
dei DNS
la richiesta viene prima inviata al DNS locale
• se nell’elenco dei suoi nomi simbolici non c’è l’indirizzo richiesto,
chiede “aiuto” al name server di primo livello (corrispondente ad
esempio a it)
• se anche il name server di primo livello non trova l’indirizzo, chiede a
sua volta aiuto al name server di secondo livello (corrispondente ad
esempio a unipv); e così via…
il DNS locale tiene traccia delle nuove associazioni trovate
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… Domain Name Service
I nomi dei domini in Italia sono assegnati dalla Registration
Authority
– la stessa responsabile dell’assegnazione degli indirizzi (fa capo a
CNR, quindi a un ente governativo), www.nic.it
– deve occuparsi anche di tenere aggiornato il DNS di primo livello
– negli USA la gestione dei domini è stata privatizzata e dipende da
diverse società concessionarie
Domini di primo livello oltre a quelli nazionali
edu Î università e strutture di ricerca (americane), com Î enti commerciali,
net Î organizzazioni di supporto alla rete, gov Î enti governativi
(americani), mil Î organi militari (americani), org Î enti no profit,
organizzazioni non governative (altri domini più recenti: biz, info, name, …)
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Client + DNS + Gateway + Server Web
Dal browser alla pagina Web
Cosa succede quando, trovandoci in una LAN, scriviamo
www.google.com nella barra degli indirizzi del browser?
Client
6) Pagin a
Serv er
1) URL pagina
3) In dirizzo IP
s erver
DNS
2 ) Ind irizzo IP
server
Gateway
5) Pagina
4) Richiesta p agin a
Internet
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I servizi di Internet
Principali servizi offerti da Internet
Posta elettronica
Chat
Ftp
Videoconferenza
Gopher
VOIP
Telnet
Instant messaging
Newsgroup
Web
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Posta elettronica
Formato indirizzi: xxx@serverposta (es. [email protected])
Protocolli di ricezione
– POP3 (Post Office Protocol, versione 3)
– IMAP (Internet Message Access Protocol)
Protocollo di invio
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
Si basano su server di invio e di ricezione
che possono anche coincidere; vanno impostati quando si configura il
programma client (es. Outlook Express)
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Ftp, Gopher e Telnet
FTP (File Transfer Protocol)
– permette di trasferire file
– si tende ad usarlo sempre meno…
Gopher
– simile all’FTP, permette la ricerca di file attraverso menù e
directory
– non è (quasi) più usato…
Telnet (emulatore di terminale)
permette di simulare la presenza (dal punto di vista dell’interazione
testuale) sulla macchina a cui si è connessi
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Newsgroup, Chat e Videoconferenza
Newsgroup
– permettono di leggere/scrivere messaggi all’interno di gruppi di
discussione (moderati o non moderati)
– risiedono su server dedicati aggiornati periodicamente
Chat
consentono di dialogare “in diretta” (in forma testuale) con gli altri
utenti collegati: ognuno vede ciò che l’altro scrive
Videoconferenza
– collegamento diretto audio/video (es. Microsoft NetMeeting)
– in genere, video solo nei collegamenti uno a uno
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VOIP, Instant messaging
VOIP (Voice Over IP)
permette di effettuare telefonate via Internet (es. Skype)
Instant messaging
fornisce un ambiente integrato per la comunicazione istantanea,
testuale ma non solo, con altri utenti collegati al servizio (dei quali è
possibile anche conoscere lo "stato"; es. MSN Messenger)
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Macchine "speciali" di una rete locale
Proxy server e Firewall
Il proxy fa da tramite tra i client e i server Web
– ha la funzione di cache
– intercetta le richieste ai vari server e cerca di soddisfarle in base ai
“suoi” dati
– diminuisce il “traffico” di rete e velocizza il reperimento delle
pagine più richieste
Il firewall è usato per prevenire intrusioni in reti private (locali)
– spesso coincide col proxy
– applica meccanismi di sicurezza alla comunicazione attraverso i
vari servizi (HTTP, FTP, Telnet, ecc.)
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La vulnerabilità di Internet
Sicurezza e privacy…
Niente di ciò che viaggia in Internet è sicuro…
senza particolari accorgimenti, tutto può essere intercettato
Anche il collegamento tramite provider non è sicuro
si è nodi della rete
Non basta un antivirus: è sempre necessario anche un
firewall
e non valgono considerazioni del tipo: "tanto io non ho dati
importanti da proteggere"…
Gli attacchi riguardano quasi esclusivamente i sistemi
Windows (Microsoft)
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La vulnerabilità di Internet
… sicurezza e privacy
Si possono anche usare sistemi di criptatura per l’invio di email sicure
– sistema utilizzato anche per la cosiddetta firma digitale
– si sfruttano chiavi pubbliche e chiavi private per lo scambio sicuro
tra mittente e destinatario
– esistono diverse Certification Authority per il rilascio di ID digitali
univoci (es. VeriSign)
Connessioni sicure alternative al Telnet e all’FTP
es. SSH (Secure SHell)
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Verso il futuro di Internet
Internet 2
E’ un consorzio formato da diverse università in
collaborazione con industrie e governi (www.internet2.org)
– ha lo scopo di studiare e creare tecnologie e applicazioni avanzate
per la rete del futuro
– dovrebbe portare a una rete 100 volte più veloce dell’attuale…
– avrà (probabilmente) costi proporzionali all’utilizzo
quindi non tutti se la potranno permettere… tipicamente le istituzioni
pubbliche (come le Università) e le grandi aziende
– consentirà forme di interazione ora inimmaginabili
ad esempio, la teleimmersione, che permetterà collaborazioni realtime tra persone distanti tra loro (attraverso ambienti simulati)
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