Rete di reti e Internet Una internet è l`insieme di più reti Vantaggi
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Rete di reti e Internet Una internet è l`insieme di più reti Vantaggi
Rete di reti (interrete, internet) Autunno 2004 2 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 3 TEORIA (Lez. 1) Autunno 2004 4 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 5 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 Autunno 2004 6 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) 1 Gateway e router Esempio di interrete di calcolatori Autunno 2004 Autunno 2004 7 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 Autunno 2004 10 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 Autunno 2004 11 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 9 TEORIA (Lez. 1) Organizzazioni di Standard Client Linux Rete Altre operazioni del gateway Standard per internetworkingAutunno 2004 8 TEORIA (Lez. 1) Ha definito lo standard IEEE 802 per le reti locali Autunno 2004 12 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 2 Intranet ed Extranet Struttura di una rete Autunno 2004 13 TEORIA (Lez. 1) Autunno 2004 14 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 15 TEORIA (Lez. 1) Strato 3 (Applicazioni) 16 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 Autunno 2004 17 TEORIA (Lez. 1) Architettura di uno strato Autunno 2004 18 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 3 Protocol Data Unit Autunno 2004 19 TEORIA (Lez. 1) Esempio di comunicazione Autunno 2004 Incapsulamento Autunno 2004 20 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 Autunno 2004 21 TEORIA (Lez. 1) 22 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 23 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 24 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 4 Indirizzamento Controllo degli errori Autunno 2004 25 TEORIA (Lez. 1) Autunno 2004 26 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 27 TEORIA (Lez. 1) Durante la trasmissione i dati passano attraverso nodi intermedi Autunno 2004 28 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 29 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 30 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 5 Modello di riferimento OSI Autunno 2004 31 TEORIA (Lez. 1) Modello OSI Autunno 2004 Modello TCP/IP Autunno 2004 32 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 Autunno 2004 33 TEORIA (Lez. 1) 34 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 Autunno 2004 35 TEORIA (Lez. 1) OSI vs TCP/IP Autunno 2004 36 TEORIA (Lez. 1) livello delle applicazioni livello di trasporto livello di internetworking livello di accesso alla rete livello fisico 6 TCP/IP: Livello fisico TCP/IP: Livello di accesso alla rete Autunno 2004 Autunno 2004 37 TEORIA (Lez. 1) Descrive l’interfaccia fisica fra il nodo della rete ed il mezzo trasmissivo 38 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 39 TEORIA (Lez. 1) Descrive la trasmissione dati tra due nodi della rete Autunno 2004 40 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 Autunno 2004 41 TEORIA (Lez. 1) Protocolli della suite TCP/IP Autunno 2004 42 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 7 Application Programming Interface Modello Client-Server Autunno 2004 43 TEORIA (Lez. 1) Autunno 2004 44 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 Autunno 2004 45 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 46 TEORIA (Lez. 1) Interreti Divisa in gruppi di lavoro IAB (Internet Architecture Board) IETF (Internet Engineeirng Task Force) IRTF (Internet Research Task Force) Autunno 2004 … nel seguito vedremo i dettagli 8