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Software delle Reti Internet/Umanet Come nel caso Tecnologico Così nel caso Umanistico D:\MaurOshoSoft\Classe UmaNet\Progetto ITIS\Sistemi\04 - Software.

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1 Software delle Reti Internet/Umanet Come nel caso Tecnologico Così nel caso Umanistico D:\MaurOshoSoft\Classe UmaNet\Progetto ITIS\Sistemi\04 - Software delle Reti Internet_Umanet.ppt

2 Canale Tecnologico ed Umanistico Con il termine canale di comunicazione si intende un mezzo fisico con delle caratteristiche adatte a consentire il trasporto di dati dalla sorgente al destinatario. Una definizione valida sia nel contesto delle reti telematiche che in quello delle reti telemistiche.

3 Il software delle reti protocollistandardNecessità di definire protocolli e standard –Un protocollo definisce la modalità con la quale avviene la comunicazione fra due agenti livelliLa rete è organizzata come una serie di strati (livelli) –Ogni livello fornisce una serie di servizi al livello superiore –Ogni livello di un host comunica con il livello corrispondente di un altro host utilizzando un opportuno protocollo From Host A To Host A Network XY Messaggio

4 Protocolli e standard Per scambiarsi dati due entità devono accordarsi su un protocollo –Il protocollo definisce le regole da seguire per il trasferimento dei dati –Sintassi –Sintassi - formato dei dati (campi del pacchetto) –Semantica –Semantica - significato (uso dei campi del pacchetto) –Sincronizzazione –Sincronizzazione – modalità di invio dei dati quando mittente e destinatario elaborano i dati a velocità diverse standardGli standard forniscono le linee guida per assicurare il linterconnessione tra reti eterogenee.

5 Reti di calcolatori indipendenti interconnessiModello basato su calcolatori indipendenti e interconnessi fra loro tramite protocolli condivisi. autonomiInsieme di calcolatori autonomi collegati ovvero in grado di scambiare informazioni fra di loro Il collegamento può utilizzare tecnologie varie (fili elettrici, onde radio, fibre ottiche) eterogeneoLinsieme dei calcolatori è in genere eterogeneo (sia per architettura hardware, che sistema operativo)

6 Reti di Relazioni Umane (UmaNet) autonome interconnesseModello basato su persone autonome e interconnesse fra loro tramite regole condivise e in grado di scambiare informazioni e condividere uno scopo. eterogeneoLinsieme degli individui è in genere eterogeneo (per abilità,criticità, motivazione, cultura,…,) Quindi per evitare che le diversità finiscano per creare delle barriere è necessario stabilire dei protocolli (regole condivise) per regolare la comunicazione nella rete.

7 Protocolli di Comunicazione Internet Modelli di Comunicazione Stratificati D:\MaurOshoSoft\Classe UmaNet\Progetto ITIS\Sistemi\04 - Software delle Reti Internet_Umanet.ppt

8 Modello ISO-OSI OSI – Open System Interconnection sistema aperto –Un sistema aperto è un insieme di protocolli per permettere la comunicazione fra due sistemi indipendentemente dalla loro architettura architettura di rete –E un modello per la progettazione di unarchitettura di rete flessibile, robusta e inter-operativa strati –Utilizza un riferimento a strati (layer) che descrivono la comunicazioni a livelli di astrazione successivi (stack OSI) interfacce. –Ciascun livello utilizza i servizi dello strato inferiore attraverso interfacce.

9 Livelli del modello ISO-OSI Host A Host B Nodo Intermedio Applicativo Presentazione Sessione Trasporto Rete Coll. Dati Fisico Applicativo Presentazione Sessione Trasporto Rete Coll. Dati Fisico Rete Coll. Dati Fisico Interfaccia 7-6 Interfaccia 6-5 Interfaccia 5-4 Interfaccia 4-3 Interfaccia 3-2 Interfaccia 2-1 Interfaccia 7-6 Interfaccia 6-5 Interfaccia 5-4 Interfaccia 4-3 Interfaccia 3-2 Interfaccia 2-1 Interf. 3-2 Interf. 2-1 Protocollo peer-to-peer (layer 7) Protocollo peer-to-peer (layer 6) Protocollo peer-to-peer (layer 5) Protocollo peer-to-peer (layer 4) p2p (l 3) p2p (l 2)

10 Comunicazione tra Livelli Esiste una grande distanza concettuale tra le applicazioni software sulle quali siamo abituati a concentrare la nostra attenzione e i segnali elettrici binari trasportati dal mezzo trasmissivo. Il livello n su un host porta avanti una conversazione con il livello n di un altro host. Le regole e le convenzioni che governano la conversazione sono collettivamente indicate con il termine di protocollo di livello n. Le entità (processi) che effettuano tale conversione si chiamano peer entity (entità di pari livello). Il dialogo fra due peer entity di livello n viene realizzato tramite lo scambio di PDU (protocol data unit) composta dalla parte di dati e dallintestazione specifica del livello. In realtà non cè trasferimento diretto di dati dal livello n di un host1 e il livello n di un host2. Ogni livello su host1 passa i dati e le informazioni di controllo al livello sottostante. Quando arrivano ad host2, i dati vengono passati da ogni livello al livello superiore.

11 Scambio dati Dati L7 H6Dati L6H5Dati L5H4Dati L4H3Dati L4H2T2 Dati L7 H6Dati L6H5Dati L5H4Dati L4H3Dati L4H2T Header Trailer Host1 Host2

12 Le Funzioni dei Livelli Applicazione –Permette allutente di interagire con la rete mediante interfacce. Presentazione –Rappresentazione dei dati : codifica,crittografia,compressione Sessione –Stabilisce la comunicazione e controlla il dialogo fra due sistemi Trasporto –Assicura che lintero messaggio arrivi intatto da un sistema allaltro e che i singoli pacchetti arrivino a destinazione nel giusto ordine Rete –Indirizza e inoltra i pacchetti, è responsabile della consegna mittente- destinatario di un pacchetto attraverso reti diverse (routing) Data Link –Organizza i dati in frame e rende lo strato fisico affidabile ovvero privo di errori, controlla gli errori e il flusso dati. Fisico –Riguarda la trasmissione dei bit sul canale fisico, stabilisce e gestisce il tipo di canale fisico (telefonico,wi-fi,cellulare,satellitare,…, connessioni umanet)

13 Livello Applicazione Permette allutente di utilizzare la rete tramite interfacce Supporta servizi di rete – , trasferimento di file remoti, condivisione di database, ecc.. Livello Applicazione Livello Applicazione Dati L7 FTP TEL NET FTP TEL NET Utente

14 Livello Presentazione CodificaCodifica: garantisce la inter-operatività nello scambio di dati fra sistemi con codifica diverse dei dati –I dati sono tradotti in un formato comune e poi trasmessi CrittografiaCrittografia: per garantire la sicurezza CompressioneCompressione: per ridurre la quantità dei dati da trasferire Dati codificati, criptati e compressi Livello Presentazione Dati L7 Livello Presentazione Dati L6 H6 Dati L7 Dati L6 Dati codificati, criptati e compressi H6

15 Livello Sessione Controlla il dialogo fra due sistemi assicurando le modalità half-duplex o full-duplex Permette la sincronizzazione con checkpoint di un flusso di dati Livello Sessione Dati L6 Dati L5 H5 sync Livello Sessione Dati L6 Dati L5 H5 sync

16 Livello Trasporto punto-a-puntoE responsabile della consegna mittente-destinatario dellintero messaggio (punto-a-punto) assicurando che lintero messaggio arrivi senza errori e che i singoli pacchetti arrivino a destinazione nel giusto ordine. portaGli indirizzi specificano non solo gli host ma anche i processi mittente e destinazione (porta) Realizza un trasferimento –Con connessione –Con connessione: si apre una connessione prima del trasferimento e la si chiude al termine, stesso percorso. –Senza connessione –Senza connessione: ogni singolo pacchetto è considerato indipendentemente, percorsi diversi. Livello Trasporto Dati L5 Dati L4 H4 Livello Trasporto Dati L5 Dati L4 H4

17 Livello di Rete E responsabile della consegna mittente-destinatario di un pacchetto attraverso reti diverse (routing) Realizza lindirizzamento logico dei pacchetti – inserisce gli indirizzi logici del mittente e destinatario nellheader Nei router definisce gli algoritmi di instradamento E responsabile del controllo di congestione Livello Rete Dati L4 Livello Rete Dati L3 H3 Dati L4 Dati L3 H3

18 Livello Data Link Rende lo strato fisico affidabile, cioè privo di errori fisici. pacchetti data frameDivide le informazioni in pacchetti trasmettendoli sul mezzo fisico (data frame) e verifica la corretta ricezione attendendo un segnale di ack. Gestisce leventuale duplicazione dei data frame dovuta alle ritrasmissioni per mancanza di ack Sincronizza mittente e ricevente Gestisce lo smistamento fisico (indirizzamento fisico) sulla stessa rete. Livello Data Link Dati L3 Livello Data Link Dati L2 H2T2 Dati L3 Dati L2 H2T2 Data Frame Data Frame

19 Livello Fisico Riguarda la trasmissione dei bit sul canale fisico Caratteristiche fisiche (linee comunicazione, propagazione onde) Codifica (rappresentazione dei bit, frequenza di trasmissione) Modalità di trasmissione (simplex, half-duplex, full- duplex) Caratteristiche Meccaniche (connettori) Livello fisico Dati L Livello fisico Dati L2 Mezzo di trasmissione

20 Da ISO/OSI a TCP/IP

21 TCP/IP vs OSI I protocolli TCP/IP erano già largamente usati in ambito accademico quando fu proposto il modello OSI, quindi TCP/IP è una descrizione di protocolli già esistenti ed è quindi meno generale e flessibile. Il modello e i protocolli OSI hanno dei difetti –Il livello sessione è poco utile e quello presentazione poco significativo –I livelli rete e data-link sono molto complessi e richiedono una strutturazione in sottolivelli –Lo standard è complesso e i protocolli difficili da implementare Lo standard TCP/IP rappresenta il protocollo di internet

22 Livelli del modello TCP/IP Host A Host B Nodo Intermedio Applicazione Trasporto Rete Coll. Dati+ Fisico Applicazione Trasporto Rete Coll.Dati+Fisico Rete Coll.DatiFisico Interfaccia 4-3 Interfaccia 3-2 Interfaccia 2-1 Interfaccia 4-3 Interfaccia 3-2 Interfaccia 2-1Interf. 2-1 Protocollo peer-to-peer (layer 7) Protocollo peer-to-peer (layer 4) p2p (l 3) p2p (l 2) p2p (l 3) p2p (l 2)

23 I protocolli TCP/IP (1974) Applicativo Presentazione Sessione Trasporto Rete Data link Fisico TCPUDP IP Protocolli definiti dalla rete sottostante ICMPIGMP ARPRARP SMTPFTPTELNETDNSSNMPPOP3HTTP Applicazione

24 Livello Applicazione Riguarda le principali applicazioni di internet. –Telnet (terminale virtuale remoto) –FTP (File Trasfer Protocol) –SMTP (Simple Mail Trasfer Protocol) –POP3 (Post Office Protocol) –SNMP (Simple Network Management Protocol) –HTTP (Hyper Text Trasfer Protocol) –DNS (Domain Name System)

25 Livello Trasporto UDP e TCP sono protocolli di trasporto fra processi TCP (Transfer Control Protocol) –Ha il compito di trasmettere i dati in modo affidabile tra i nodi della rete stabilendo una connessione tra client e server. –Tramite il processo di handshaking tra client e server viene stabilito il numero di porta da usare e la sincronizzazione. UDP (User Datagram Protocol) –Non viene stabilita alcuna connessione i pacchetti sono inviati sulla rete senza richiesta di avvenuta ricezione. (Niente raccomandata con ricevuta di ritorno)

26 Livello Rete IP (Internetworking Protocol) datagram –È un protocollo per la trasmissione di singoli pacchetti (datagram), è non affidabile e senza connessioni. –I datagram possono seguire percorsi diversi e raggiungere la destinazione in un ordine diverso a quello di spedizione, il protocollo IP non si occupa di riordinare i pacchetti dopo il loro arrivo. ARP (Address Resolution Protocol) –Da indirizzo IP a quello fisico della scheda hardware RARP (Reverse Address Resolution Protocol) –Permette di ottenere lindirizzo IP dallindirizzo fisico ICMP (Internet Control Message Protocol) –Invia messaggi sullo stato della trasmissione dei datagram IGMP (Internet Group Message Protocol) –Trasmissione simultanea di un messaggio a più destinatari

27 Livello Data Link e Fisico È responsabile per l'interfacciamento al dispositivo elettronico che effettua la comunicazione fisica, gestendo l'invio e la ricezione dei pacchetti da e verso l'hardware. Questo livello si occupa di prelevare ed immetere i frame dati, diversi a seconda della tipologia di rete, sul cavo di rete e di controllarne la correttezza tramite un algoritmo CRC (cyclic redundancy check).

28 Protocolli di Comunicazione Umanet Modelli di Comunicazione Stratificati C:\MaurOshoSoft\Classe UmaNet\Progetto ITIS\Sistemi\03 - ISO-OSI.ppt

29 Comunicazione Umanistica

30 Comunicazione Telemistica

31 UWWW - Umanet World Wide Web

32 Protocolli Cosa ? : La comunicazione telemistica è regolata da protocolli di comunicazione, una serie di norme che vanno applicate per rendere compatibile il dialogo tra i diversi sistemi di comunicazione. Come ? : Il mittente e il ricevente interagiscono in modalità Client/Server, il client effettua una richiesta e il server può, più o meno, soddisfarla.

33 Scambio dati Paradossali Dati L7 H6Dati L6H5Dati L5H4Dati L4H3Dati L4H2T2 Dati L7 H6Dati L6H5Dati L5H4Dati L4H3Dati L4H2T Header Trailer

34 Scambio dati Coerenti Dati L7 H6Dati L6H5Dati L5H4Dati L4H3Dati L4H2T2 Dati L7 H6Dati L6H5Dati L5H4Dati L4H3Dati L4H2T Header Trailer

35 I Protocolli di Internet

36 I Protocolli di Umanet

37 I Protocolli TCP/UP (2001) Applicativo Presentazione Sessione Trasporto Rete Data link Fisico TCPUDP UP Protocolli definiti dalla rete sottostante UICMPUIGMP UARPURARP USMTPUFTPUTELNETUDNSUSNMPUHTTP Applicazioni

38 Livello Applicazione Riguarda le principali applicazioni di umanet. –U-Telnet (terminale cognitivo remoto) –U-FTP (Umanet File Trasfer Protocol) –U-SMTP (Umanet Simple Mail Trasfer Protocol) –U-POP3 (Umanet Post Office Protocol) –U-SNMP (Umanet Simple Network Management Protocol) –U-HTTP (Umanet Hyper Text Trasfer Protocol) –U-DNS (Umanet Domain Name System)

39 Livello Trasporto U-UDP e U-TCP sono protocolli di trasporto fra processi mentali U-TCP (Umanet Transfer Control Protocol) –Ha il compito di trasmettere i dati in modo affidabile tra i soggetti della rete di relazione stabilendo una connessione tra client e server. –Tramite il processo di handshaking tra client e server viene stabilito il numero di porta (processo mentale) da usare e la sincronizzazione. U-UDP (User Datagram Protocol) –Non viene stabilita alcuna connessione i pacchetti sono inviati sulla rete senza richiesta di avvenuta ricezione. (Niente raccomandata con ricevuta di ritorno ne verifiche di apprendimento)

40 Livello Rete UP (Umanetworking Protocol) –È un protocollo per la trasmissione di singoli pacchetti è non affidabile e senza connessione : i pacchetti possono seguire percorsi diversi e raggiungere la destinazione in un ordine diverso a quello di spedizione. U-ARP (Umanet Address Resolution Protocol) –Associa lindirizzo UP (Pappapronta/Preparapappa) quello fisico che individua la persona (Studente X) U-RARP (Umanet Reverse Address Resolution Protocol) –Permette di ottenere lindirizzo UP dallindirizzo fisico U-CMP (Umanet Control Message Protocol) –Utilizzati per inviare messaggi sullo stato della trasmissione dei pacchetti. (Coerenza/Paradosso) U-GMP (Umanet Group Message Protocol) –Permette la trasmissione simultanea di un messaggio a più destinatari.

41 Livello Data Link e Fisico Rappresenta le connessioni nascoste nella rete delle relazioni umane, realizza l'interfacciamento cognitivo tra lessere umano e la rete della vita. Questo livello si occupa di prelevare ed immetere i frame dati, diversi a seconda della tipologia di rete (paradosso/coerenza), sul cavo di rete e modificare i potenziali della polarità. Questo livello si occupa del riequilibrio dei potenziali generati dallinterazione (pieno/vuoto) tra tutt le coppie di opposti. (ad esempio le coppie (Pappapronta/Preparapappa) e (Chiapparotta/Chiappasalva).

42 Approfondimento sugli standard Enti e funzioni di standardizzazione

43 Organizzazioni per gli standard ISO (International Standards Organization) –82 nazioni dal 1947 ITU-T (International Telecommunications Union- Telecommunication Standards Sector) –Standard per le telecomunicazioni – telefonia e trasferimento dati (ex. CCITT) ANSI (American National Standards Institute) –Organizzazione privata per lunificazione degli standard in USA IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) EIA (Electronic Industries Association)

44 Forum Necessità di maggiore dinamismo rispetto ai tempi di ratifica degli standard Controllano, valutano e rendono uniformi le nuove tecnologie –Frame relay forum –Frame relay forum (DEC, CISCO, Northen Telecom, ecc..) –ATM forum –ATM forum E costituito dai rivenditori di hardware e software che sostengono la tecnologia ATM (Asynchronous Transfer Mode)

45 Lo standard Internet Internet draftInternet draft –Documento non ufficiale che vive per circa 6 mesi Request for CommentRFCRequest for Comment (RFC) –Internet draft pubblicato su suggerimento delle autorità per la regolamentazione della rete Internet –Ogni RFC è protocollato, gli viene assegnato un codice e reso disponibile Livelli di maturazione degli RFCLivelli di maturazione degli RFC –Un RFC attraversa sei livelli di maturazione

46 Livelli di un RFC Proposta di standard –Specificazione stabile e interessante – è provata e usata Bozza –Richiede almeno due realizzazioni indipendenti e inter-operative Standard Internet –Richiede che sia stato dimostrato luso concreto con successo Livello storico Livello sperimentale Livello informativo

47 Livelli di impiego degli RFC Necessario –Deve essere usato necessariamente da tutti i sistemi Internet per assicurare un livello di conformità minimale (es. IP) Consigliato –Non è necessario ma viene consigliato per la sua utilità (es. TELNET) Facoltativo –Può essere usato per scopi specifici in un sistema particolare Duso limitato –Dovrebbe essere usato in situazioni particolari Sconsigliato

48 Amministrazione di Internet ISOC Internet Society IAB Internet Architecture Board IRTFIETF Internet Engineering Task Force Internet Research Task Force IRSGIESG WG RG WG Area

49 Organizzazioni Internet ISOC –Costituita nel 1992 per coadiuvare il processo della creazione degli standard Internet IAB –E il consulente tecnico dellISOC –Sovraintende lo sviluppo del TCP/IP Protocol Suite –Coadiuva i ricercatori della comunità Internet –Gestisce la pubblicazione degli RFC –Ha due componenti: IETF e IRTF

50 Organizzazioni Internet IETF –E un forum di gruppi di lavoro gestiti dallInternet Engineering Steering Group (IESG) –Identifica i problemi operazionali e propone soluzioni –Sviluppa e recensisce le specifiche –I gruppi di lavoro sono divisi in aree su argomenti diversi Applicazioni, protocolli Internet, Routing, Operazioni, servizi per lutente, gestione della rete, trasporto, protocolli Internet di futura generazione (IPng), sicurezza IRTF –E un forum di gruppi di lavoro su aspetti di ricerca

51 Organizzazioni Internet IANA (Internet Assigned Numbers Authority) ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) –Gestione dei nomi di domini e indirizzi Internet –ICANN è una corporazione privata gestita da una commissione Internazionale che ha assunto questo ruolo dal 1998 NIC (Network Information Center) –Si occupa di raccogliere e diffondere le informazioni relative ai protocolli TCP/IP


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