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Reti di Calcolatori ed Internet Vito Perrone Corso di Informatica A per Gestionali.

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Presentazione sul tema: "Reti di Calcolatori ed Internet Vito Perrone Corso di Informatica A per Gestionali."— Transcript della presentazione:

1 Reti di Calcolatori ed Internet Vito Perrone Corso di Informatica A per Gestionali

2 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 2 Indice Modulazione e trasmissione dei dati Reti di calcolatori –Topologia –Messaggi e protocolli –ISO/OSI –Ethernet –Architettura client/server Telefonia mobile Sistemi transazionali

3 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 3 Mezzi di trasmissione dati Linea telefonica analogica (il doppino). –Modem su linea telefonica commutata 56 kbit/s –ISDN 128 kbit/s –ADSL 640 kbit/s, fino ad alcuni Mbit/s Cavo coassiale –Su brevi distanze 10 7 bit/s –Su lunghe distanze 10 5 bit/s Fibra ottica 10 Gbit/s Onde elettromagnetiche –BlueTooth (brevissime distanze) 700 kbit/s –WiFi (decine/centinaia di metri) 56 Mbit/s –Via satellite

4 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 4 Modulazione e demodulazione Modulazione: segnale digitale segnale analogico Demodulazione: segnale analogico segnale digitale La linea telefonica trasporta un segnale analogico (segnale portante) che viene modulato in modo da trasportare uno 0 oppure un 1 Tecniche di modulazione del segnale portante: –Frequenza –Fase –Ampiezza

5 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 5 Modulazione di frequenza Segnale digitale da trasmettere Portante Segnale modulato in frequenza

6 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 6 Trasmissione dati Modem: MOdulatore, DEModulatore Linee dedicate (connessione permanente) o commutate (connessione temporanea, es. telefono) Linee simpex (mododirezionali), half-duplex (senso unico alternato), full-duplex (bidirezionali)

7 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 7 Collegamento dei terminali

8 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 8 Reti di calcolatori Le reti di calcolatori collegano elaboratori, detti nodi della rete, situati ad una cerca distanza fra di loro, fornendo a ciascuno di essi vari servizi di rete, ossia funzionalità disponibili a tutti i calcolatori della rete stessa Ogni rete è basata su di una certa topologia. Essa descrive le modalità con le quali si scelgono i calcolatori da connettere direttamente tra loro Infatti, in una rete avrò: –Calcolatori connessi direttamente –Calcolatori che, per poter comunicare, devono far passare i messaggi attraverso altri elaboratori

9 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 9 Topologia Nodo centrale che inoltra i messaggi + Semplice + Più nodi possono comunicare contemporaneamente - Collo di bottiglia (nodo centrale…) - Vulnerabile ai guasti del nodo centrale e della rete (unico collegamento) Stella Nessun nodo centrale: treni di messaggi + Nessun collo di bottiglia + Più nodi possono comunicare contempor. + Meno vulnerabile ai guasti della rete e di altri nodi (inversione direzione) - Più complesso - Più nodi da attraversare Anello

10 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 10 Topologia Nessun nodo centrale + Semplice + Nessun nodo da attraversare - Vulnerabile ai guasti della rete - Solo due nodi alla volta possono comunicare Nessuna topologia precisa + Resistente ai guasti (se routing dinamico) + Più nodi possono comunicare contemporaneamente - Complesso - Più nodi da attraversare Irregolare Bus

11 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 11 Topologia Le topologie a stella, anello e bus sono usate soprattutto nellambito delle reti locali (LAN – Local Area Network) La topologia irregolare è molto diffusa tra le reti geografiche (WAN – Wide Area Network)

12 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 12 I messaggi Le informazioni scambiate tra i nodi sono strutturate in messaggi Ogni messaggio contiene i dati da comunicare ed un certo insieme di informazioni di controllo Spesso la quantità di dati (byte) che è possibile inserire in un messaggio è fissa. Se un nodo deve inviarne un numero maggiore, è necessario utilizzare più messaggi

13 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 13 Struttura dei messaggi La struttura dei messaggi dipende dallo standard utilizzato ma è possibile dare una descrizione generale: Fine messaggio Caratteri di controllo Dati da inviare Destinatario Mittente Inizio messaggio IntroduzioneParte utile del messaggio Sequenza di controllo

14 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 14 Routing dei messaggi Se due nodi non sono connessi direttamente, il messaggio dovrà attraversare nodi intermedi I nodi intermedi dovranno ricevere il messaggio e rispedirlo verso un nodo a loro connesso e più vicino alla destinazione (routing o instradamento) Il caso più complesso è quello di una rete con topologia irregolare A B X Y Se A vuole comunicare con B, deve passare attraverso X, oppure attraverso X e Y Il nodo X deve decidere quale strada usare (routing statico o dinamico)

15 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 15 Protocolli di rete Un protocollo stabilisce le regole di comunicazione che debbono essere seguite da due interlocutori –A: Chiamata per B –B: Pronto, chi parla? –A: Sono A, sei pronto a ricevere dati? –B: Sì –A: Ecco i dati … bla bla bla … fine dei dati –B: Dati ricevuti con successo –A: Ciao –B: Ciao Il protocollo stabilisce cosa fare in tutte le situazioni che possono verificarsi (errori, ecc.) Deve essere conosciuto dai due interlocutori (quindi, deve essere uno standard)

16 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 16 Lo stack ISO-OSI (1) Lo standard ISO-OSI (Open System Interconnect) include un insieme di protocolli che definiscono, a vari livelli di dettaglio, le regole di comunicazione E spesso chiamato stack (pila) ISO-OSI 7. Livello applicazione Servizio di rete (trasferimento file, , …) 6. Livello presentazione Conversione formati (01/12/02 12/01/02) 5. Livello sessione Apertura e chiusura dialogo (Chiamata per B...Ciao) 4. Livello trasporto Segmentazione dati in più messaggi 3. Livello rete Routing (instradamento) 2. Livello collegamento dati Controllo correttezza messaggi (rispedisci se errori) 1. Livello fisico Specifiche Hw/Sw dipositivi fisici usati per connettere i nodi (Ethernet, cavo coassiale, …)

17 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 17 Ogni livello definisce dei protocolli che gestiscono, a quel livello di dettaglio, la comunicazione Ciascun livello rappresenta una macchina astratta Ogni livello (macchina astratta) dello stack assume di parlare con il medesimo livello (macchina astratta) dellaltro nodo ed è completamente ignaro di ciò che succede sotto di lui E un modello di riferimento, i protocolli reali spesso implementano solo parzialmente lo stack Lo stack ISO-OSI (2)

18 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 18 Lo stack ISO-OSI (3) L7 Invia file pippo.txt Ricevi file L6 Converti file L5 Apri dialogoChiudi dialogo L4 Segmenta fileRicomponi file L3 Invia msg 1, msg 2, …Ricevi msg 1, msg 2, … L2 Aggiungi dati controlloVerifica messaggi L1 Connessione fisica

19 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 19 Il flusso dei dati, in realtà, scende lungo lo stack del nodo mittente e risale lungo lo stack del nodo destinatario Durante la trasmissione: –Ogni livello aggiunge informazioni o modifica quelle provenienti dal livello superiore e le passa al livello inferiore Durante la ricezione: –Ogni livello estrae le informazioni di suo interesse e passa quelle rimanenti al livello superiore Lo stack ISO-OSI (4)

20 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 20 Lo stack ISO-OSI (5) Mittente L6 L5 L4 L3 L2 L1 L7 L6 L5 L4 L3 L2 L1 L7 Rete fisica Destinatario Per es. invio file pippo.txt

21 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 21 Un esempio di LAN: ethernet E una rete a bus (ma non solo…) Serve uninterfaccia da installare sul PC (NIC) 10 Mbit/s, 100 Mbis/s (fast-ethernet), 1000 Mbit/s (giga-ethernet) Usa cavi a doppino, coassiali o ottici di lunghezza limitata Solo un nodo per volta può occupare il bus e trasmettere i dati Un nodo non ha modo di sapere quando gli altri nodi inizieranno a trasmettere Se due nodi trasmettono contemporaneamente? Si usa un protocollo detto Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection (CSMA/CD)

22 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 22 Ethernet: struttura a bus

23 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 23 Ethernet: protocollo CSMA/CD Si pone al livello 1 dello stack ISO-OSI I passi eseguiti dal protocollo sono: –Ogni nodo che fa parte della rete ascolta (carrier sense) per vedere se essa è libera o occupata –Se nessuno trasmette, tutti i nodi possono iniziare una comunicazione (multiple access): non cè alcun nodo privilegiato rispetto agli altri –Se capita che più nodi inizino effettivamente a trasmettere insieme, gli stessi si accorgono del problema (collision detection), si fermano, aspettano un intervallo casuale (piccolo) di tempo e ritrasmettono il messaggio

24 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 24 Architettura client/server Indica una modalità particolare di accesso alle funzionalità offerte da una rete E Indipendente dalla topologia della rete Una macchina particolare (detta server) offre una serie di servizi (disco condiviso, stampanti, database, ecc.) ed aspetta richieste Le altre macchine (dette client) utilizzano i servizi offerti dal server Quindi, il server generalmente si limita ad attendere che qualcuno lo contatti. Sono sempre i client ad iniziare il dialogo (chiedendo un certo servizio) E molto usata. Anche in ambito Internet (DNS, Web,…)

25 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 25 Architettura client/server Più client possono contattare contemporaneamente lo stesso server Il server gestisce una coda di richieste nella quale accoda i messaggi provenienti dal client ed estrae quello che, in un dato istante, elaborerà Rete logica Client Per es. un sito Web Server

26 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 26 Telefonia mobile Divisione del territorio in celle Ogni stazione assegna specifiche frequenze di trasmissione Stazioni adiacenti gestiscono lo spostamento di un utente da una cella ad unaltra Generazioni: –1 a : TACS; analogici –2 a : GSM; digitali, introduzione della SIM card –3 a : UMTS; digitali, alta velocità multimediali

27 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 27 Sistemi transazionali transazione applicativa: ciascuna unità di interazione con il sistema in cui viene effettuata unoperazione elementare Tipicamente, sono brevi unità di esecuzione Molto spesso, la transazione richiede anche trasmissioni di dati (una o più transazioni ACID) Tipicamente, si richiede che siano eseguite in tempi brevi Nelle applicazioni finanziarie, ciascuna transazione informatica corrisponde a una transazione economica correttezza e sicurezza

28 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 28 Sistemi transazionali: Bancomat Gestito dai Centri Informativi regionali delle varie banche Coordinati dalla SIA (Società Interbancaria per lAutomazione) ATM (Automatic Teller Machine); carta magnetica Tre casi di richieste di denaro: –Richieste provenienti da carte emesse dalla banca pagante verifica locale, senza scambi interbancari –Richieste provenienti da carte emesse da una banca pagante gestita dallo stesso CI autorizzazione da parte di quel CI –Richieste provenienti da carte emesse da una banca pagante gestita da un diverso CI il CI della banca emittente verifica la validità della carta

29 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 29 Sistemi transazionali: Bancomat

30 I servizi Internet

31 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 31 Indice - Internet Breve storia di Internet Il protocollo di connessione La posta elettronica e il World Wide Web

32 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 32 Breve storia di Internet Un insieme di tecnologie, standard ed applicazioni in grado di connettere tra loro reti disomogenee (basate cioè su standard diversi), creando una sorta di rete di reti, ovvero una inter-rete, ovvero una Inter-Net Nasce alla fine degli anni 60 negli USA per scopi militari (ARPANET) Negli anni 70 nasce il protocollo fondamentale di Internet: TCP/IP Negli anni 80 è diffusa soprattutto in ambito accademico Allinizio degli anni 90 nasce il World Wide Web

33 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 33 Il protocollo di connessione

34 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 34 Il protocollo TCP/IP TCP/IP: il protocollo usato per connettere calcolatori e reti E una combinazione di due protocolli: –TCP (Transmission Control Protocol): ha il compito di controllare la trasmissione dei dati sotto forma di pacchetti; corrisponde, più o meno, al livello trasporto ISO-OSI –IP (Internet Protocol): si occupa di trasmettere ciascun singolo pacchetto da un elaboratore allaltro; corrisponde, più o meno, con il livello rete ISO-OSI Il meccanismo di routing è dinamico e tiene conto del carico della rete

35 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 35 Indirizzi Internet Ogni nodo della rete ha un proprio indirizzo IP: –E un numero lungo quattro byte –In modo simbolico, viene scritto separando i valori dei singoli byte con dei punti (es ) –Le prime due parti identificano una rete, la terza una sotto- rete e la quarta uno specifico calcolatore su tale sotto-rete A ogni nodo è assegnato anche un nome simbolico: –Indirizzo utente: nome simbolico dellutente, nome del dominio dellutente (es. Dominio: –Rappresenta il nodo su cui lutente stesso risiede –La maggior parte dei domini ha tre parti –I domini devono essere trasformati in indirizzi numerici, i DNS (Domain Name Server) hanno questo compito

36 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 36 Telnet e ftp Telnet: –E un protocollo per lemulazione di un terminale –Usa lapproccio client-server, usando il comando telnet fornito ai client, è possibile divenire utente di un computer remoto –Il computer remoto deve avere in funzione il relativo programma server in grado di dialogare con il client telnet ftp: –File Transfer Protocol: programma per il trasferimento di file –Usa lapproccio client-server

37 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 37 La posta elettronica e il World Wide Web

38 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 38 La posta elettronica Messaggio: una stringa di caratteri di lunghezza e contenuto arbitrari Il messaggio è composto da varie parti: –Mittente (from): indirizzo utente del mittente –Destinatario (to): indirizzo utente del destintario –Destinatario in copia (cc): indirizzo utente del destinatario in copia –Oggetto (subject): titolo e breve descrizione del messaggio –Testo del messaggio E possibile utilizzare elenchi contenenti un ampio numero di utenti (le mailing list) al posto dellindirizzo del destinatario Gestita dal protocollo SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) Approccio client-server

39 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 39 Esempio SMTP scambia varie informazioni con il server:

40 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 40 I mailer

41 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 41 Il World Wide Web Il World Wide Web (WWW) è un sistema per la gestione di documenti su Internet Sviluppato al CERN di Ginevra E unevoluzione degli ipertesti Sito Web: insieme unitario di documenti Web Ogni sito Web ha una struttura gerarchica, con una pagina iniziale (home page) e una serie di documenti Web collegati tramite riferimenti (link) I link possono fare riferimento a documenti Web che appartengono ad altri siti Web Si crea così una ragnatela di connessioni tra le pagine Web che consente di navigare attraverso i siti Web

42 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 42 Standard del WWW ULR (Uniform Resource Locator): il nome univoco di un documento sul Web HTTP (HyperText Transfer Protocol): protocollo di trasferimento HTML (HyperText Markup Language): linguaggio di descrrizione di un documento Web

43 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 43 Architettura del WWW Il WWW segue lapproccio client-server : –Il browser: lato client; richiede le pagine al Web server e le visualizza –Il Web server: lato server; invia le pagine richieste Pagine statiche, memorizzate sul file system Pagine dinamiche, assemblate dinamicamente a partire da contenuti memorizzati – ad esempio – nei database –Il DBMS: lato server; contiene i dai usati per assemblare le pagine dinamiche Una tipica interazione: –Il client (browser) si collega al Web server tramite HTTP –Lutente, richiede laccesso alle pagine Web, individuate tramite i loro indirizzi (URL) –Il browser contatta il server e richiede il documento –Il server Web estrae (o costruisce dinamicamente) la pagina e la invia al browser –Il browser interpreta la pagina (ovvero lHTML di cui è composta) e ne visualizza il contenuto

44 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 44 I browser

45 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 45 Classificazione Commercio elettronico (es. amazon.com) Consultazione contenuti (es. giornali, biblioteca, …) Funzioni di comunità (es. i portali) Erogazione servizi (es. orario ferroviario) Applicazioni intranet –Rivolte ad una singola rete locale (per es. una rete aziendale)

46 Copyright © The McGraw-Hill Companies, srl Reti di Calcolatori ed Internet Informatica A – V. Perrone 46 Levoluzione del WWW XML: linguaggio per la definizione dei documenti –Basato su tag, come HTML –A differenza di HTML, permette di definire nuovi tag –Usato anche come linguaggio per interscambio dati –Usato anche come linguaggio per definire basi di dati Web Services: una collezione di standard che consentono di invocare dei servizi presenti su Internet –Ciascun servizio viene reso disponibile tramite porte –I dati vengono scambiati basandosi su XML


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