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Internet Internet è una WAN di scala planetaria, evoluta dalla rete militare americana ARPANET. Si tratta di una rete di reti, ossia di un sistema di comunicazione.

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1 Internet Internet è una WAN di scala planetaria, evoluta dalla rete militare americana ARPANET. Si tratta di una rete di reti, ossia di un sistema di comunicazione tra reti e sistemi eterogenei, oltre che geograficamente distribuiti. Internet è una rete pubblica a commutazione di pacchetto

2 1990: 3000 reti e computer (host)1992: viene collegato il milionesimo host Agli esordi il numero di host cresce in modo esponenziale mentre in questi anni si osserva un rallentamento, con un incremento annuo del 6% (sondaggio Nielsen) 2002: hanno accesso ad Internet 457 milioni di persone, di cui 174 milioni negli Stati Uniti (sondaggio Nielsen) Sviluppo di Internet

3 Internet Ad Internet sono collegati:Organizzazioni Internazionali: (L'ONU, la FAO, la Banca Mondiale, ecc.) Organismi politici (Casa Bianca, al Parlamenti e ministeri di varie nazioni) Biblioteche Mass Media di varia natura (giornali, riviste e le principali agenzie di stampa, reti televisive) Associazioni scientifiche e professionali Aziende Enti pubblici Enti commerciali (commerci elettronico) Società di servizi

4 Internet router CDN rete1rete2 rete3 rete4 router CDN router CDN

5 Principi di base di Internet l un protocollo universale, TCP/IP, per far dialogare tra loro hardware e sistemi operativi diversi l indipendenza del protocollo dal modo in cui la rete è fisicamente organizzata l il protocollo è di dominio pubblico l Una macchina è in Internet se utilizza il protocollo TCP/IP, diventato ufficiale il 1 gennaio 1983, ha un suo indirizzo IP, ed ha la capacità di spedire pacchetti IP a tutte le altre macchine su Internet

6 Che cosa è un protocollo? Un protocollo è un insieme di regole di interazione. Più precisamente un protocollo di comunicazione definisce le regole che un computer deve conoscere per inviare bit attraverso un mezzo fisico di trasmissione verso un altro computer. Un protocollo fornisce delle funzionalità per indirizzamento (addressing) instradamento (routing) gestione di errori di trasmissione (error detection, error recovery, sequence control) gestione della velocità di comunicazione (flow control)

7 I livelli del protocollo TCP/IP l livello delle applicazioni: servizi di rete per lutente l livello di trasporto: organizzazione dei dati per la trasmissione e controllo della trasmissione l livello di rete: indirizzamento ed instradamento dei dati l livello fisico: uso dei cavi (o altro mezzo di trasmissione) ed invio di segnali fisici

8 comunicazione virtuale comunicazione reale pila di protocolli

9 Network Transport Application Physical Network Transport Application Physical Comunicazione multilivello: esempio Comunicazione multilivello: esempio Dati Il computer A produce un messaggio (Dati) che deve essere inviato al computer B Il messaggio viene prodotto da un programma applicativo nel livello più alto della gerarchia (Application) Host A Host B

10 Network Transport Application Physical Network Transport Application Physical Comunicazione multilivello: esempio Comunicazione multilivello: esempio DatiDati Il livello Application passa il messaggio al livello Transport dove viene suddiviso in parti più piccole (pacchetti) e viene inserita unintestazione ad ogni pacchetto (header) che permette di identificarlo Host A Host B

11 Network Transport Application Physical Network Transport Application Physical Comunicazione multilivello: esempio Comunicazione multilivello: esempio DatiDati Dal livello Transport i pacchetti vengono passati al livello Network Qui vengono aggiunte altre informazioni ( intestazione) ad ogni pacchetto relative al suo instrademento in rete … Host A Host B

12 Network Transport Application Physical Network Transport Application Physical Comunicazione multilivello: esempio Comunicazione multilivello: esempio DatiDati Finalmente si raggiunge il livello più basso (Physical) dove avviene il trasferimento fisico dei pacchetti verso il nodo destinatario B … … Host A Host B

13 Network Transport Application Physical Network Transport Application Physical Comunicazione multilivello: esempio Comunicazione multilivello: esempio Dati Dati … … … Sul nodo B i pacchetti arrivano al livello più basso e risalgono via via tutti i livelli, con le intestazioni che vengono eliminate di volta in volta Il messaggio originale viene così ricostruito (al livello transport) e ricevuto dal destinatario DatiDati … Host A Host B

14 Un gioco di scatole cinesi

15 Internet Protocol (IP) LIP ha il compito di gestire linvio dei dati raccolti in pacchetti. I pacchetti sono detti datagrammi IP, e recano le informazioni circa la loro destinazione: infatti Internet è una rete a commutazione di pacchetto. Ciascun datagramma IP ha la capacità massima di 1500 byte.

16 Il protocollo IP specifica il formato dei pacchetti (datagrammi) spediti sulla rete Internet Lheader IP è lungo 20 byte Dati Dati forniti dal livello superiore Header aggiunto dal livello IP

17 IP fornisce un servizio di trasferimento di datagrammi dal calcolatore mittente a quello destinatario Il servizio e connectionless: ogni datagram è gestito indipendentemente da tutti gli altri Il servizio è inaffidabile: i datagram possono arrivare fuori sequenza oppure possono venire persi Nei router viene mantenuta una tabella di routing che viene usata per trovare il prossimo router o host un router conosce solo il passo successivo del percorso che un datagram compirà IP: Routing

18 Inoltre IP deve provvedere allinstradamento dei messaggi: per far questo utilizza indirizzi numerici formati da 4 byte (32 bit): Si rappresentano con quattro numeri di massimo tre cifre (in realtà al più 256) separati da punti Gli indirizzi IP devono essere univoci per questo motivo è stata istituita una organizzazione, Internet Assigned Number Authority, preposta ad assegnare indirizzi IP garantendone lunivocità (IANA) Indirizzi IP

19 Un indirizzo IP ha la seguente struttura: in generale la parte sinistra dellindirizzo indica una certa sottorete, mentre la parte destra indica il singolo host di quella sottorete. Quali gruppi di cifre formino la parte rete e quali la parte host dipende dalla classe della rete (le classi sono cinque: A, B, C, D, E): nelle reti di classe A solo il primo byte indica la rete, gli altri tre indicano gli host: questi possono essere nelle reti di classe C i primi tre byte indicano la rete, e solo lultimo gli host che sono al più 256.

20 TCP Se la dimensione dei dati supera quella di un datagramma IP (1500 byte), interviene il protocollo TCP (Transmission Control Protocol) per suddividere i dati in tanti pacchetti, i pacchetti verranno spediti separatamente e poi riassemblati una volta ricevuti (Internet è a commutazione di pacchetto). Altro compito fondamentale del TCP è quello di controllare che la comunicazione vada a buon fine, attraverso un meccanismo di messaggi di conferma della ricezione avvenuta o di segnalazione di errori, onde la trasmissione venga ripetuta.

21 Come viaggiano i dati Il protocollo analizza la parte rete dellindirizzo: se la rete è quella locale, i dati sono in viati direttamente allhost indicato nellindirizzo; altrimenti sono inviati al router (o gateway). Ogni router ha in memoria una tabella (tabella di routing) degli indirizzi dei router competenti di altre sottoreti (come gli uffici postali provinciali, regionali o nazionali) che conosce direttamente, più uno per gli indirizzi di rete che gli sono sconosciuti.

22 Internet: gli indirizzi l Internet è organizzata gerarchicamente ed è divisa in domini, uno per ogni nazione o organizzazione l I domini sono a loro volta suddivisi in sotto-domini, uno per ogni centro, e così via in sotto-sottodomini l L'indirizzo di un host o sottorete è dato dalla sequenza dei domini cui appartiene separati tra loro dal simbolo.

23 Il Domain Name Service (DNS) In luogo degli indirizzi numerici gli utenti possono impiegare indirizzi simbolici, più facili da memorizzare: segr.di.unicz.it hostsottodomini dominio La struttura riflette lorganizzazione gerarchica in domini e sottodomini (ma è scritta al rovescio rispetto al corrispondente indirizzo IP). La risoluzione, cioè la traduzione dal simbolico al numerico, spetta al Domain Name Service: un sistema di database distribuiti sulla rete.

24 Internet: gli indirizzi l Ad esempio, l'indirizzo della sottorete del Dipartimento di Informatica dell'Università di Catanzaro è: di.unicz.it l dove it è il nome logico che indica il dominio Italia, unicz indica il sotto-dominio Università di Catanzaro e di il sotto-sottodominio Dipartimento di Informatica

25 1 o livello schema gerarchico di nomi basato sul concetto di dominio comedugovintmilnetorgauitzw unige disi elios gnu. www. 2 o livello 3 o livello 4 o livello elios.disi.unige.it nodi generici nodi relativi a nazioni... dima cartesio unicz root di segr

26 comaziende eduuniversità americane govistituzioni governative milistituzioni militari netfornitori d'accesso orgorganizzazioni non-profit auAustralia chSvizzera frFrancia itItalia jpGiappone ukInghilterra …… Domini di primo livello (top level) Domain Name Service - DNS

27 Ogni dominio deve essere in grado di risolvere i nomi dei calcolatori di sua competenza Si usano i name server che gestiscono la corrispondenza tra nomi simbolici e indirizzi IP numerici Quando un'applicazione deve collegarsi ad una risorsa di cui conosce il nome logico (ad es. albert.unige.it), invia una richiesta al suo name server locale

28 Il name server locale, se conosce la risposta, la invia direttamente al richiedente. Altrimenti interroga il dns di livello superiore. Questi può conoscere lindirizzo oppure inoltrare linterrogazione ad altri name server. Si continua con le interrogazioni fino a quando non si ottiene lindirizzo IP numerico della risorsa Quando l'applicazione riceve la risposta crea una connessione TCP con la destinazione, usando l'indirizzo IP appena ricevuto

29 Tipologia di collegamento: diretto Il collegamento diretto è lallacciamento di un computer in una sottorete. La sottorete è a sua volta collagata ad un router cui lInternet Assigned Number Authority (o una autorità delegata) abbia attribuito lIP di un sottodominio (lIP degli host della sottorete sono assegnati dal manager della rete locale). Il driver TCP/IP del computer deve essere istruito del suo indirizzo IP e di quello del router:

30 Collegamento diretto: schema

31 Tipologia di collegamento: commutato E questo il caso del collegamento attraverso la linea telefonica ed un provider. Il protocollo usato, il Point-to-Point Protocol (PPP), prevede che il provider disponga di un insieme di indirizzi IP Viene dinamicamente assegnato un indirizzo IP al client al momento del collegamento; che verrà riutilizzato quando la sessione di comunicazione sia conclusa ed un altro client richieda il collegamento. Ciò fa sì che il client, pur non essendo permanentemente collegato alla rete, sia un nodo della rete per tutta la durata del collegamento.

32 Collegamento commutato: schema

33 I provider Le Internet Service Provider (ISP) sono organizzazioni, pubbliche o private, che affittano all'utenza privata accessi ad Internet su linea commutata (che richiede dunque un modem) Un provider dispone di uno o più host collegati ad Internet mediante linee dedicate, attive 24 ore su 24; tali host, a loro volta, sono in grado di fornire temporaneamente accesso ai servizi di rete a decine o centinaia di computer mediante modem e linee telefoniche.

34 Si colloca al di sopra del livello Transport ed è il livello nel quale viene svolto il lavoro utile per lutente In questo livello si trovano diversi protocolli, alcuni relativi alle applicazioni che usiamo abitualmente in Internet Application layer

35 Applicazioni in rete ed architettura client-server Il client è un programma dotato di interfaccia utente, che consente di richiedere dati ed elaborazioni al server, ossia ad un host, mediante il suo indirizzo IP. Il server mantiene i dati e si occupa della loro elaborazione e trasmissione su richiesta. Il dialogo client-server è regolato da protocolli del livello delle applicazioni, tra i quali i più importanti sono: Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) per la posta; File Transefer Protocol (FTP) per i file; Hyper-Text Transfer Protocol (HTTP) per il Web Telnet consente ad un computer di diventare un terminale remoto di un altro

36 Client-Server: schema


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