(informatica centralizzata e distribuita) Rete di calcolatori e perché

SOMMARIO
Evoluzione dei sistemi informatici (informatica centralizzata e distribuita)
Rete di calcolatori e perché
Topologia delle reti (stella, anello, BUS)
Protocolli di comunicazione (client/server)
Internet e la sua storia
Commutazione (circuito, pacchetto)
Gli indirizzi IP
I servizi offerti da internet: World Wide Web
Come ci si collega ad internet
Negli anni settanta, prevalse il modello time-sharing multi-utente (il modello centralizzato) che
prevede il collegamento di molti utenti ad un unico elaboratore potente attraverso terminali. E’ il
mainframe.
Terminale: un dispositivo hardware, usato solo per inserire dati e ricevere dati per la
visualizzazione (per esempio, con tastiera, schermo, mouse, ma senza capacità di
elaborazione)
Gli anni ottanta hanno visto nascere l’era dell’informatica distribuita. Ancora non esisteva internet
Una nuova tendenza che consiste nel collegare in rete i dispositivi elettronici (di varie
potenze, e tipi), e quindi gli utenti, che si trovano in uno stesso ufficio o in località diverse
Definizione: una rete di calcolatori/host è costituita da due o più calcolatori autonomi che
possono interagire tra di loro
Host: dispositivo elettronico di qualsiasi tipo collegato in rete, quindi un PC, una stampante, una
playstation, uno smartphone o una TV, ecc.
Perché creare una rete di host/PC? Perché una rete permette:
La condivisione di risorse (dati aziendali, stampanti, …)
maggiore affidabilità
minor costo
di accedere ad informazioni remote (World Wide Web)
di comunicare con altre persone (e-mail, messenger, whatsapp)
di accedere a contenuti multimediali (musica, film)
di partecipare a videogiochi con altre persone
di scrivere un’enciclopedia come wikipedia
In base alla dimensione si distinguono:
LAN – Local Area Network: “Rete di area locale”. Si tratta di reti che collegano
computer collocati a breve distanza fra loro; ad es. un’area aziendale con diversi
uffici i quali hanno computer collegati tra loro.
MAN – Metropolitan Area Network: “rete di area metropolitana”. Vengono
collegati computer che si trovano all’interno di una determinata area urbana che può
essere una città comprendente anche zone limitrofe, più città o paesi vicini.
WAN – Wide Area Network: ossia reti che coprono un’area vasta. Quest’area
“vasta” comprende di regola il territorio nazionale, fino ad arrivare a collegare
calcolatori collegati in diversi stati limitrofi.
GAN – Global Area Network: E’ il livello più ampio, consiste nella rete che collega
computer collegati in tutto il mondo, anche via satellite. Ad esempio la rete internet
è di tipo GAN.
1
una rete richiede:
un mezzo fisico attraverso cui i dati si possano propagare
dispositivi di I/O usati dai calcolatori per inviare/ricevere dati sulla rete
protocolli per disciplinare le comunicazioni
Qual è il mezzo fisico utilizzato per realizzare il canale di trasmissione?
mezzi guidati
linee fisiche che portano il segnale fino al ricevitore
supportano la trasmissione di segnali elettrici oppure ottici
segnali elettrici: doppino telefonico o cavo coassiale
segnali ottici: fibre ottiche
mezzi non guidati
irradiazione di segnali elettromagnetici nello spazio, in modo più o meno
diretto
antenne, satelliti
La disposizione fisica, cioè la configurazione spaziale della rete è detto topologia fisica e quindi
indica come i diversi host sono collegati al mezzo trasmissivo.
La topologia influenza il costo, le prestazioni e l’affidabilità della rete LAN.
Le principali tipologie di una rete locale sono:
tipologia a stella
tipologia ad anello
tipologia a bus
Ogni dispositivo può accedere in modo indipendente al canale. La topologia a stella è diventata la
struttura più utilizzata sulle reti LAN moderne data la sua facile implementazione e la facilità con
cui si può riconfigurare la rete locale. Adatta per mettere in comunicazioni chiunque con chiunque
altro. Da qualsiasi punto possono partire informazioni diverse.
La tipologia ad anello prevede di collegare una stazione con quella successiva mediante un
collegamento punto-punto e l’ultima stazione con la prima in modo da formare un anello chiuso.
Il bus è un mezzo trasmissivo broadcast, in cui quando un sistema trasmette tutti gli altri ricevono.
Per comunicare è necessario condividere delle regole, come quella di parlare uno alla volta e,
ovviamente, di parlare la stessa lingua. Dal momento che è possibile trasmettere informazioni in
molti modi, dai segnali di fumo all'alfabeto morse, è necessario formalizzare e diffondere le regole
alla base di questi sistemi di comunicazione prima di poterli utilizzare.
Un tale insieme di regole costituisce un protocollo di comunicazione. I calcolatori collegati in rete
comunicano seguendo il modello “client-server”:
Nel modello client-server la comunicazione avviene sempre tra una coppia di elementi detti appunto
Client e Server. Con Client si intende di solito l’elemento della coppia che attiva o richiede un
servizio di comunicazione mentre il Server rappresenta il fornitore del servizio richiesto.
ad esempio un browser (web client) e un Web Server sono la coppia di elementi attiva in una
comunicazione Web.
L' esempio più noto è INTERNET che collega decine di migliaia di reti in tutto il mondo.
La parola Internet vuole dire letteralmente "Interconnected Networks”.
Internet (pr. Ìn-ter-net, composto del latino inter, "fra" e dell'inglese net, "rete") è percepita come
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. E’ una rete di reti, di scala planetaria,
pubblica, a commutazione di pacchetto. Non esiste un giorno di nascita o inaugurazione perché è
nata e si è evoluta. Non esiste un proprietario perché è una rete di reti.
2
1969 - Il progenitore della rete Internet è considerato il progetto ARPANET, finanziato dalla
Advanced Research Projects Agency (ARPA), una agenzia del Dipartimento della Difesa
statunitense.
La rete venne fisicamente costruita nel 1969 collegando quattro nodi: l'Università della
California di Los Angeles, l'SRI di Stanford, l'Università della California di Santa Barbara, e
l'Università dello Utah.
I primi nodi si basavano su un'architettura client/server, e non supportavano quindi
connessioni dirette (host-to-host). Le applicazioni eseguite erano fondamentalmente i
programmi di File Transfer Protocol (FTP).
La posta elettronica fu inventata da Ray Tomlinson nel 1971. L'anno seguente Arpanet
venne presentata al pubblico, e Tomlinson adattò il suo programma per funzionarvi: divenne
subito popolare.
In pochi anni, ARPANET allargò i suoi nodi oltreoceano, contemporaneamente all'avvento
del primo servizio di invio pacchetti a pagamento: Telenet
L'espansione proseguì sempre più rapidamente, tanto che il 26 marzo del 1976 la regina
Elisabetta II d'Inghilterra spedì un'email alla sede del Royal Signals and Radar
Establishment.
Gli Emoticon vennero istituiti il 12 aprile 1979, quando Kevin MacKenzie suggerì di
inserire un simbolo nelle mail per indicare gli stati d'animo.
Tutto era pronto per il passaggio ad Internet. Definendo il Transmission Control Protocol
(TCP) e l'Internet Protocol (IP), diedero il via ufficialmente ad Internet come l'insieme di
reti connesse tramite questi protocolli.
Ma come fanno i computer a trovare le strada giusta per ogni messaggio?
A questo fine viene impiegato uno schema di indirizzamento dei computer collegati in rete
Ogni host è dotato di un suo indirizzo univoco, costituito da una sequenza di quattro numeri
da 0 a 255 denominato indirizzo IP.
Ogni dispositivo (host) su Internet viene identificata da un indirizzo IP.
Gli indirizzi IP sono di solito indicati attraverso 4 valori numerici interi tra 0 e 255 separati
da un punto es. 136.124.234.5
Un host può avere anche un nome simbolico (fatto di lettere) ad esempio (www.rossi.it) che
risulta più facile da ricordare per noi umani.
I nomi sono tradotti in indirizzi da particolari server (server DNS)
I nomi dei domini Internet vengono assegnati e gestiti da un Ente (il NIC) unico in tutto il
mondo (non ci possono essere nomi duplicati).
Questa operazione si chiama registrazione di un dominio.
Servizi offerti da internet:
World Wide Web
3
Posta Elettronica
Condivisione dei file PEER to PEER (ciascun computer può fungere allo stesso tempo da
client e da server)
Chat e social network
Streaming Multimediale
Nel 1992 presso il CERN di Ginevra il ricercatore Tim Berners-Lee definì il protocollo HTTP
(HyperText Transfer Protocol), un sistema che permette una lettura ipertestuale, nonsequenziale dei documenti, saltando da un punto all'altro mediante l'utilizzo di rimandi (link o,
più propriamente, hyperlink).
Il primo browser con caratteristiche simili a quelle attuali, il Mosaic, venne realizzato nel
1993. Esso rivoluzionò profondamente il modo di effettuare le ricerche e di comunicare in
rete. Nacque così il World Wide Web
Internet e il Web non possono essere considerati sinonimi: il World Wide Web è solo uno dei
servizi supportati da Internet.
Il Web è un sistema di documenti in formato ipertestuale, posti in relazione per mezzo di link e
accessibili mediante Internet.
Per mezzo di un applicativo che prende il nome di web browser, istallato su una macchina client,
l’utente può scaricare dai web server e navigare interattivamente attraverso link i repertori
ipertestuali organizzati in pagine web (documenti in formato HTML – Hypertext markup language),
che contengono testo, immagini, video e altri formati multimediali.
Ogni pagina di questa rete è dotata di un indirizzo, denominato Uniform Resource Locator (URL)
Esso ci permette di individuarla tra tutte le altre
Per consultare le pagine multimediali del World Wide Web si usa un programma
denominato browser (MS Internet Explorer, Mozilla Firefox, Google Chrome)
Storia del Web
Anni 1990-1993: è la preistoria con il WWW del Cern
Anni 1994-2004: Il Web 1.0 – ovvero un sistema di pubblicazione: Siti web vetrina. Composto
prevalentemente da documenti di tipo testuale, organizzati in pagine HTML statiche, con qualche
immagine e pochissimi suoni o video; (da ricordare la nascita di Google nel 1998 e l’11 settembre
2001)
Anni 2005-a oggi: web dinamico o Web 2.0 in contrapposizione al web statico o web 1.0, l'insieme
di tutte quelle applicazioni online che permettono un elevato livello di interazione tra il sito web e
l'utente come i blog, i forum, le chat, i wiki, le piattaforme di condivisione di media come Flickr,
YouTube, Vimeo, i social network come Facebook, Myspace, Twitter, Google+, Linkedin,
Foursquare, ecc.
Internet può essere vista come una rete logica di enorme complessità, appoggiata a strutture fisiche
e collegamenti di vario tipo (fibre ottiche, cavi coassiali, collegamenti satellitari, doppino
telefonico, link su radiofrequenza (WiFi), su ponti radio, su raggi laser e su onde convogliate su
condotte elettriche o addirittura idrauliche) che interconnette un agente umano o automatico ad un
altro agente tramite, praticamente, qualsiasi tipo di computer o elaboratore elettronico oggi o in
futuro esistente o immaginabile. Ogni dispositivo connesso direttamente ad Internet si chiama host
o end system mentre la struttura che collega i vari host si chiama link di comunicazione.
Quando volete mettere un telefono in casa, sapete già che le linee telefoniche sono reti di reti di fili
che coprono la terra.
Internet usa gli stessi cavi in modo diverso, cioè fa viaggiare bit anziché la vostra voce.
4
Le aziende che decidono di venderci o “regalarci” il collegamento ad Internet si chiamano Internet
Service Provider (ISP). Praticamente noi affittiamo il collegamento al loro computer, dal quale
siamo collegati con tutti gli altri computer che insieme sono Internet.
Il modem si mette fra il computer e la presa del telefono di casa, si compra nei negozi di informatica
e costa circa da 20 a 300 € (Netgear, TP-Link, Cisco, ecc).
Serve a trasformare il segnale del computer nella forma adatta alla linea telefonica e per questo
viene detto modulatore/demodulatore, cioè attua tutte quelle procedure di conversione, codifica e
decodifica del segnale elettrico da analogico a digitale.
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) è, almeno in Italia, la più recente frontiera della
connessione a Internet: sfruttando il normale doppino telefonico in rame, si ottengono velocità più
che doppie rispetto alla connessione digitale.
L'ulteriore vantaggio di un collegamento ADSL è la comodità di poter contemporaneamente
utilizzare la linea telefonica.
5