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PARTE IV Reti di calcolatori e Internet. Informatica Generale2 Obiettivi della IV parte del corso Evoluzione dei sistemi di calcolo e organizzazione del.

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1 PARTE IV Reti di calcolatori e Internet

2 Informatica Generale2 Obiettivi della IV parte del corso Evoluzione dei sistemi di calcolo e organizzazione del lavoro informatico in azienda Reti di computer: aspetti tecnologici –reti locali –reti geografiche Internet –tecnologia –servizi

3 Informatica Generale3 Evoluzione dei sistemi di calcolo Local batch (elaborazione locale a lotti) Remote batch (elaborazione remota a lotti) Time sharing (ripartizione di tempo) Personal computing LAN (Local Area Network = rete locale) Internet, intranet, extranet

4 Informatica Generale4 Local batch Organizzazione basata su mainframe solo grandi aziende Presenza in azienda di un centro EDP Schema di lavoro managementprogrammatoriperforatori operatoricomputer Loperatore gestisce una coda fisica di lavori da eseguire

5 Informatica Generale5 Remote batch Organizzazione basata su terminali scriventi (in seguito videoterminali) collegati (eventualmente via modem) al mainframe Centro EDP ridotto Schema di lavoro Primi problemi di sicurezza managementprogrammatoricomputer Il computer gestisce una coda elettronica di lavori

6 Informatica Generale6 Time sharing Prima organizzazione veramente interattiva Schema di lavoro Tempo di attesa dipende da #utenti collegati Persistono i problemi di programmazione e aumentano i problemi di sicurezza Mainframe o minicomputer Programmatore/utente

7 Informatica Generale7 Batch vs time sharing P1P2P3 Tempo Quanti di tempo (time slice)

8 Informatica Generale8 Terminali intelligenti Problema con i terminali stupidi (dumb): guasto (alle linee o al computer centrale) impossibilità di lavorare Terminali intelligenti hanno capacità di calcolo locali (sono precursori dei PC) Esempio: operazioni locali presso sportello bancario Migliorano i servizi ma non le procedure informatiche

9 Informatica Generale9 Personal computing (anni 80) Cambia il rapporto fra management e centro EDP Migrazione di applicazioni dal mainframe (o minicomputer) al PC –elaboratori di testi –fogli elettronici Il grosso delle procedure aziendali rimane sul mainframe

10 Informatica Generale10 Problemi del personal computing aziendale Isolamento dei decisori (manager che elabora in modo diretto le proprie informazioni) Difficile interscambio di informazioni Uso inefficiente delle risorse –stampanti –licenze software

11 Informatica Generale11 Reti locali (1 a fase, seconda metà anni 80) PC collegati fra loro e al computer aziendale centrale Condivisione di risorse fisiche Inizia lera dellautomazione dufficio –Fogli elettronici ed elaboratori di testi –Posta elettronica –Programmi per la gestione dei progetti PC come terminale intelligente per il computer aziendale

12 Informatica Generale12 Reti locali (2 a fase, anni 90) Computer centrale sostituito da uno o più server –file server (repositorio di file e database) –terminal server (esegue parte delle applicazioni) Architettura delle applicazioni –client (gira sul PC) –server (gira sul server)

13 Informatica Generale13 Vantaggi di LAN + modello client-server Il controllo ritorna completamente nelle mani dellamministratore del sistema –aggiornamenti coerenti –specializzazione dei client –protezione Maggiore economicità –costo licenze –manutenzione software

14 Informatica Generale14 Fase attuale: LAN + modello client-server + reti geografiche LAN collegate su scala geografica Rete proprietaria oppure intranet Possibilità di trasferimento dati fra cliente e fornitore LAN1 LAN3 LAN2 Router

15 Informatica Generale15 Finalità di una rete (riepilogo) Condivisione di risorse (dispositivi fisici, dati, programmi) Comunicazione fra utenti (posta elettronica) Maggiore affidabilità (capacità di elaborazione locale) Maggiore economicità (attraverso la condivisione e i minori costi di manutenzione e aggiornamento software) Trasferimento e pubblicazione dati

16 Informatica Generale16 Reti di calcolatori: definizioni Local Area Network: i computer risiedono in uno stesso edificio o in un gruppo di edifici adiacenti (es. un campus) Metropolitan Area Network: i computer risiedono nella stessa area urbana Wide Area Network: i computer possono risiedere anche in continenti diversi Internetwork: collegamento di reti diverse (lesempio paradigmatico è Internet)

17 Informatica Generale17 Trasmissione dati Sistema di comunicazione di messaggi Tipo di messaggio e tipo di canale possono essere differenti (analogici o digitali) Problema fondamentale: efficienza e affidabilità SorgenteDestinatario Sistema di trasmissione TrasmettitoreRicevitoreCanale

18 Informatica Generale18 Messaggi e segnali Consideriamo solo messaggi digitali: … … segnale digitale: … … segnale analogico: Conversione analogico/digitale modem 0 0 volt 1 5 volt Hz Hz

19 Informatica Generale19 Canale di comunicazione Tipo di mezzo –guidato –non guidato Velocità di trasmissione (bit/sec) Attenuazione necessità di ripetitori Problemi di interferenza maggiori nei mezzi non guidati (pensare alla radio)

20 Informatica Generale20 Principali mezzi e relative velocità Doppino telefonico (fino a 100Mbit/sec) –reti locali Cavo coassiale (fino a 500Mbit/sec) –TV via cavo Fibra ottica (oltre 2 Gbit/sec) –reti locali e geografiche –telecomunicazioni (TV e telefono) Onde elettromagnetiche (ordine Tbit/sec) –comunicazioni via satellite

21 Informatica Generale21 Caratteristiche della comunicazione Tecnica di trasmissione –sincrona o asincrona Tipo di collegamento –half duplex o full duplex Multiplexing –a divisione di tempo o di frequenze –modulazione di frequenza Tipo delle linee –dedicate o commutate

22 Informatica Generale22 Topologia delle reti Bus Stella WWWWSPP Terminatore Hub W W W S PP W = workstation S = server P = stampante

23 Informatica Generale23 Topologia delle reti (2) Anello Irregolare W W W S PP P P P P P P P

24 Informatica Generale24 Reti geografiche (punto a punto) LAN1 LAN3 LAN2 Router LAN4 Router LAN5 Router LAN7 Router LAN6 Router Topologia irregolare Router: Attacchi modem Attacchi rete

25 Informatica Generale25 Instradamento dei messaggi Commutazione di circuito –attivazione del cammino –comunicazione dati –disattivazione del cammino Commutazione di pacchetto –messaggio diviso in pacchetti di dimensione limitata –i pacchetti viaggiano in modo indipend. –messaggio ricomposto dal destinatario In entrambi i casi deve essere presente un algoritmo di routing

26 Informatica Generale26 Struttura dei pacchetti 1Kbyte Fine pacchetto Inizio pacchetto Mittente Destinatario Controllo Parte utile del messaggio

27 Informatica Generale27 Classificazione delle reti geografiche Rete InternaEsterna ChiusaAperta Proprietaria (AoL) Proprietaria Non proprietaria Non proprietaria (Internet)

28 Informatica Generale28 Reti locali Canale digitale Trasmissione di tipo broadcast –no nodi intermedi di instradamento –hardware/software rice-trasmittente –una solo stazione trasmittente (ad ogni dato istante) Metodi di accesso –CSMA/CD –token ring

29 Informatica Generale29 Architettura della comunicazione Protocolli di comunicazione –molteplici livelli di cooperazione (dai segnali alla cooperazione fra utenti finali) –modello a strati Lo standard ISO-OSI (semplificato): 5 strati –fisico –collegamento dati –rete –trasporto –applicazione

30 Informatica Generale30 Il modello ISO-OSI Applicazione Trasporto Rete Data link Fisico Rete Data link Fisico Rete Data link Fisico Applicazione Trasporto Rete Data link Fisico Host Router Router Host protocolloservizi

31 Informatica Generale31 Il modello ISO-OSI (2) Livello fisico: trasmissione dei singoli bit Livello data-link: strutturazione in frame, implementazione di un canale affidabile Livello di rete: instradamento dei pacchetti Livello di trasporto: trasferimento dati fra le applicazioni Livello di applicazione: applicazioni di rete (posta elettronica, file transfer, hypertext transfer, …)

32 Informatica Generale32 Il software di rete al lavoro Dati app. Livello dellapplicazione Dati dellutente Livello di trasporto (modulo TCP) Dati app. TCP

33 Informatica Generale33 Il software di rete al lavoro (2) Livello di rete (modulo IP) Dati app. TCPIPTCPIP Livello data link (scheda) Dati app. TCPIPHT Livello data link (scheda) Livello fisico

34 Informatica Generale34 I protocolli TCP/IP TCP/IP = Transmission Control Protocol/ Internet Protocol Suite di protocolli impostata sui 5 livelli ISO-OSI Fa parte della dotazione dei principali SO (Unix e Windows) È supportato dai costruttori di router È il protocollo di Internet

35 Informatica Generale35 Lindirizzamento in Internet Livello di rete di TCP/IP (Internet Protocol) Schema di indirizzamento basato su 32 bit IP number di 32 bit in ogni pacchetto IP number Indirizzo di rete definito da una authority globale 3 classi di reti: A, B e C HostRete 1 oppure 2 oppure 3 byte

36 Informatica Generale36 Classi di reti Classe A: indirizzo di rete su un byte –ci possono essere fino a 2 24 host –primo byte: 0xxxxxxx Classe B: indirizzo di rete su due byte –ci possono essere fino a 2 16 host –primi byte: 10xxxxxx xxxxxxxx Classe C: indirizzi di rete su tre byte –ci possono essere fino a 256 host –primi byte: 110xxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx

37 Informatica Generale37 Ancora sugli indirizzi Internet Rappresentazione decimale –4 numeri (uno per byte), separati da. – , Rappresentazione simbolica –sequenza di identificatori separati da. –osiris.di.unipi.it, fecfg.isnet.it Domain Name Server: effettua la conversione simbolico-numerica

38 Informatica Generale38 Le reti di ricerca in Italia Comprendono università ed enti pubblici di ricerca (come CNR, ENEA e INFN) Per le università gli indirizzi sono del tipo:.uni.it Esempio: di.unipi.it I numeri di IP sono attribuiti dal GARR (Gruppo Armonizzazione Reti di Ricerca), con sede a Pisa

39 Informatica Generale39 Il protocollo TCP Divide il messaggio ricevuto dal livello di applicazione in pacchetti Aggiunge informazioni che permettono al ricevente: –di ordinare correttamente i pacchetti (che possono arrivare in tempi e per strade differenti) –verificare lintegrità dei dati Ritrasmette eventuali pacchetti persi o con dati corrotti

40 Informatica Generale40 Che cosè Internet? Una rete (geografica) che collega un numero enorme di reti (locali o geografiche) La caratteristica fondamentale è luso di un linguaggio comune (i protocolli TCP/IP) Gateway LAN Reti geografiche

41 Informatica Generale41 Aspetti organizzativi di Internet Non esiste un ente proprietario di Internet garante morale (The Internet Society) commissioni ed enti di coordinamento diritti solo sulla parte di struttura posseduta Può essere utilizzata per qualunque scopo: ricerca, militare, commerciale, non-profit,... Può essere utilizzata da qualunque tipo di computer

42 Informatica Generale42 I servizi di Internet Organizzazione tipo client-server Ogni computer connesso in rete può essere client o server per un determinato servizio Servizi –posta elettronica –file transfer –terminale remoto –utilità varie –World Wide Web

43 Informatica Generale43 La posta elettronica Scambio di messaggi Liste di interesse Rete POP SMTP & POP SMTP Rete

44 Informatica Generale44 Il programma di posta elettronica

45 Informatica Generale45 Il programma di posta elettronica (2)

46 Informatica Generale46 Il programma di posta elettronica (3)

47 Informatica Generale47 Trasferimento file (file transfer protocol) Downloading & uploading Anonymous ftp Ftp shell e attuali interfacce grafiche Integrazione nei browser Rete FTP client FTP server ftp

48 Informatica Generale48 Ftp shell

49 Informatica Generale49 Ftp con interfaccia grafica Connessione

50 Informatica Generale50 Ftp con interfaccia grafica (2) Trasferimento file

51 Informatica Generale51 Terminale virtuale (telnet) Terminale alfanumerico di host remoto Accesso a catologhi di biblioteche o di banche dati in genere Rete telnet Terminale remotohost

52 Informatica Generale52 Programma di emulazione

53 Informatica Generale53 Programma di emulazione (2)

54 Informatica Generale54 Utilità varie Ping (verifica se un host è raggiungibile e attivo)

55 Informatica Generale55 Utilità varie (2) Traceroute (determina il cammino effettivamente intrapreso dai pacchetti)

56 Informatica Generale56 World Wide Web Modello di navigazione in documenti ipertestuali distribuiti Documento ipertestuale –testo –immagini e filmati –suoni –programmi –collegamenti (link)

57 Informatica Generale57 World Wide Web (2) Rete http WEB browser Protocollo HTTP (HyperText Transfer Protocol) WEB server e client supportano altri servizi –ftp e gopher –posta elettronica WEB server

58 Informatica Generale58 World Wide Web (3) Identificazione uniforme delle risorse (URL=Uniform Resource Locator) –Tipo di protocollo(http,ftp,…) –Host (indirizzo IP) –Directory nel file system dellhost –Documento multimediale –Linguaggio HTML (HyperText Markup Language)

59 Informatica Generale59 I motori di ricerca Problema del recupero di informazione (Information Retrieval) Milioni di documenti multimediali (pagine WEB) –autorevolezza –rilevanza Ricerca per parole chiave Ricerca in tassonomie di argomenti

60 Informatica Generale60 I motori di ricerca (2) Funzionamento dei motori di ricerca –indexing dei documenti –uso dei link –aggiornamento –linguaggio per le ricerche Pagine inesistenti Chi paga i costi? pubblicità

61 Informatica Generale61 Pagine WEB e collegamenti ipermediali

62 Informatica Generale62 Pagine WEB e collegamenti ipermediali (2)

63 Informatica Generale63 Pagine WEB e collegamenti ipermediali (3)

64 Informatica Generale64 Pagine WEB e collegamenti ipermediali (4)

65 Informatica Generale65 Pagine WEB e collegamenti ipermediali (5)

66 Informatica Generale66 Pagine WEB e collegamenti ipermediali (6)

67 Informatica Generale67 Pagine WEB e collegamenti ipermediali (7)

68 Informatica Generale68 Pagine WEB e collegamenti ipermediali (8)

69 Informatica Generale69 Modello di connessione Calcolatore isolato Rete locale C ISP Rete CCCCR

70 Informatica Generale70 Costi e problemi Contratto con lISP (Internet Service Provider) costo fisso Costo della linea –commutata (si pagano canone e tempo di collegamento) –dedicata (si paga un canone più elevato) Problemi di efficienza larghezza di banda

71 Informatica Generale71 Connessione al provider in windows

72 Informatica Generale72 Connessione al provider (2) velocità


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