Introduzione alle reti di computer e Internet

Introduzione alle reti di
computer e Internet
Outline
•  Reti di computer: tipologie e classificazioni
–  Concetto di protocollo
•  Aspetti della comunicazione e protocolli
–  Estensione
–  Canale trasmissivo
•  Tecnologia
•  Modalità di accesso
•  Internet
–  La rete delle reti, tecnologie e cenni storici
–  Indirizzi e nomi
–  Servizi notevoli
•  Il World Wide Web
•  Electronic Mail
Reti di computer
•  Lo scopo principale di una rete di calcolatori è
la condivisione di informazioni e risorse (sia
hardware che software)
•  Esempi
–  Il web: condivisione di documenti, informazioni, servizi
–  Il Grid: condivisione di risorse di calcolo per la ricerca
scientifica
–  Le reti di monitoraggio e controllo di impianti
industriali, del territorio, etc.
Reti: tipologie e classificazioni
•  Diversi criteri per la classificazione:
–  Estensione geografica
–  Canale trasmissivo (sia in termini di
tecnologia, che di topologia e di modalità di
accesso)
–  Tipo di protocolli utilizzati
–  ... Molti altri (ad es. utilizzo e finalità)
Reti: classificazione per estensione
•  Una rete può essere più o meno estesa; in tal senso si
usano degli acronimi standard:
–  LAN, Local area network, rete locale: quando la rete è
contenuta nell'ambito di un edificio, o di un piccolo gruppo di
edifici adiacenti;
–  MAN, Metropolitan area network, rete metropolitana: quando
la rete è composta dall'unione di più LAN nell'ambito della stessa
area metropolitana, in altri termini si tratta di una rete estesa sul
territorio di una città;
–  WAN, Wide area network, rete geografica: quando la rete è
composta dall'unione di più MAN ed eventualmente anche di
LAN, estendendosi geograficamente oltre l'ambito di una città
singola.
•  Nelle situazioni più comuni si ha a che fare soltanto con i
termini LAN e WAN, in quanto si distingue la
competenza per la gestione della rete nell'ambito locale
rispetto all'esterno, che generalmente coincide con
Internet, ovvero la rete WAN per definizione
Reti: classificazione per tecnologia
del canale trasmissivo
•  Attualmente i canali trasmissivi più utilizzati dalle reti di
computer di tipo WAN sono:
–  Il doppino telefonico (connessioni dette anche POTS, Plain Old
Telephone System): usato dai tradizionali Modem, dalle reti
ISDN e DSL
–  La fibra ottica
–  Infrastrutture della TV via cavo (diffusa soprattutto negli USA)
–  Trasporto di dati sulla rete elettrica
–  Reti wireless
–  Reti satellitari (tipicamente unidirezionali, dal satellite alla casa
dell'utente, mentre il canale di ritorno deve essere realizzato con
altre tecnologie, spesso su doppino telefonico)
•  Le reti MAN e LAN usano spesso cavi in rame, ma
anche fibra ottica e tecnologie wireless
Reti: classificazioni basate
sulla topologia
Reti ad anello
Reti a stella o bus
Reti a maglia
Reti wireless ??
Reti: classificazione per
modalità di accesso
•  Il canale di comunicazione è una risorsa
condivisa, quindi non dovrebbe essere usata in
contemporanea da diversi utenti
•  In reti a stella/bus e wireless ciò è
particolarmente rilevante
•  Meccanismi di condivisione/arbitrazione
dell’accesso al canale
–  Divisione di tempo
–  Divisione di frequenze
–  Altro...
Protocollo di comunicazione
•  Due o più interlocutori devono rispettare delle
regole che definiscono le fasi e le modalità di
comunicazione
•  L’insieme di tali regole e norme prende il nome
di protocollo di comunicazione
•  Nella comunicazione fra computer esistono
numerosi elementi di cui tenere in conto, da
quelli relativi all’interconnessione fisica dei
dispositivi, alla gestione del flusso dei messaggi,
alla correttezza della trasmissione
Protocolli di comunicazione:
modello ISO/OSI
Protocolli... alcuni cenni
•  Livello fisico: regole meccaniche, elettriche per la
realizzazione di connettori e interfacce
•  Livello data link: regole di codifica dell’informazione sul
canale
•  Livello rete: regole di instradamento di messaggi in reti
magliate
•  Frammentazione dell’informazione: l’informazione
scambiata fra gli interlocutori è di ‘lunghezza’ arbitraria,
ma viene suddivisa in blocchi gestibili dai protocolli dei
livelli inferiori
•  Livello trasporto: gestione della frammentazione e
ricomposizione dei messaggi, con controllo di sequenza
e degli errori
•  Tipi di protocollo
–  Con connessione: analogamente ad una rete telefonica, viene
stabilita una connessione virtuale fra gli interlocutori
–  Senza connessione: ogni messaggio viene instradato
indipendentemente all’interno della rete (possibili percorsi
differenti)
Dispositivi di rete, cenni
(hub o switch)
Comunicazione ‘verticale’ e
‘orizzontale’
Internet, tecnologie base
e cenni storici
•  Internet è la più grande rete telematica mondiale, e
collega alcune centinaia di milioni di elaboratori per suo
mezzo interconnessi
•  In realtà è nata nelle intenzioni dei suoi inventori come
"la" rete delle reti. Nell'arco di alcuni decenni è oggi
divenuta la rete globale
•  Nata negli anni Sessanta come progetto del
Dipartimento della Difesa statunitense per lo sviluppo di
una rete telematica decentrata (ARPANET), alla fine
della guerra fredda, è stata messa a disposizione di
impieghi civili all'inizio degli anni Novanta, collegando
dapprima i principali centri universitari e raggiungendo
poi, in modo ampio, l'utenza casalinga
I protocolli di Internet TCP/IP
•  Internet permette l’utilizzo di diversi protocolli e
tecnologie di interconnessione a livello fisico e dati (dopo
tutto è la rete delle reti), ma utilizza protocolli specifici
per il livello 3 e 4
•  Internetwork Protocol (IP): protocollo di livello rete di
Internet
•  Trasfer Control Protocol (TCP): protocollo di livello
trasporto di Internet
•  Universal Datagram Protocol (UDP): protocollo di
trasporto alternativo a TCP senza controllo degli errori
•  La coppia TCP/IP è tipicamente intesa come il
“protocollo” di Internet
Indirizzi internet – indirizzi
IP e DNS
•  Elaboratori collegati ad Internet identificati tramite un
indirizzo di livello 3, o indirizzo IP
•  Domain Name System (spesso indicato con DNS) è un
servizio di directory, utilizzato soprattutto per la
traduzione di nomi simbolici in indirizzi IP
•  Il servizio è realizzato tramite un database distribuito,
costituito dai server DNS
•  La possibilità di attribuire nomi simbolici agli indirizzi IP
degli host è essenziale per l'usabilità di Internet, perché
gli esseri umani trovano più facile ricordare nomi testuali,
mentre gli host ed i router sono raggiungibili utilizzando
gli indirizzi IP numerici
Indirizzi e domini...
Top level domain
2nd lev. domain
3rd lev. domain
....
Servizi notevoli: WWW
•  Il World Wide Web (Web) è una rete di risorse di
informazioni, basata sull'infrastruttura di Internet.
Il Web si basa su tre meccanismi per rendere
queste risorse prontamente disponibili al più
vasto insieme possibile di utenti:
–  Uno schema di denominazione uniforme per
localizzare le risorse sul Web (Uniform Resource
Locator)
–  Protocolli, per accedere alle risorse denominate sul
Web (Hyper Text Transfer Protocol)
–  Ipertesto, per una facile navigazione tra le risorse
(Hyper Text Markup Language)
WWW: cenni storici
•  La data di nascita del World Wide Web viene
comunemente indicata nel 6 agosto 1991, quando un
matematico, Tim Berners-Lee, figlio di matematici (poi
insignito del titolo di baronetto), pubblicò il primo sito nella
rete internet, dando vita al fenomeno della triplia W: www
•  In realtà, l'idea del World Wide Web, così come lo si
conosce oggi, era nata due anni prima, nel 1989, presso il
CERN di Ginevra (Conseil Européen pour la Recherche
Nucléaire, il più importante laboratorio di Fisica in
Europa). Alla sua base vi era l'intendimento dello stesso
Berners-Lee e di un suo collega, Robert Cailliau, di
condividere la documentazione scientifica in formato
elettronico indipendentemente dalla piattaforma,
migliorandone la comunicazione e la cooperarazione.
Iniziò così la definizione di standard e protocolli per
scambiare documenti su reti dati: il linguaggio HTML e il
protocollo HTTP
WWW: gli attori...
•  Browser: riceve le richieste dell’utente, effettua le corrispondenti
richieste ai server e, ottenuta la risposta, effettua il rendering della
pagina correlata
•  Server: accetta richieste da parte di browser remoti e fornisce le
pagine richieste (eventualmente componendole al momento, nel
caso di pagine ‘dinamiche’)
E-Mail
•  Scopo del servizio di e-mail è il trasferimento di messaggi da un utente
ad un altro; ciascun utente può possedere una o più caselle e-mail,
sulla quale può ricevere messaggi, che vengono conservati per lui.
Quando lo desidera, l'utente può consultare il contenuto della sua
casella, organizzarlo, inviare messaggi a uno o più altri utenti
•  La modalità di accesso al servizio è quindi asincrona, ovvero per la
trasmissione di un messaggio non è necessario che mittente e
destinatario siano contemporaneamente attivi o collegati.
Approfondimenti...
•  http://www.warriorsofthe.net/ : filmato
disponibile in diverse lingue che descrive
anche visivamente molti dei concetti
precedentemente descritti
•  Wikipedia (meglio in versione inglese):
fonte gratuita alla quale attingere, può
soddisfare molte curiosità, anche se per
descrizioni più dettagliate e/o certificate è
meglio rivolgersi altrove