Internet e reti: concetti base, struttura, applicazioni

Cosa è una rete Almeno due computer interconnessi In aree ben delimitate (LAN,ufficio, palazzo) In aree geografiche molto vaste (WAN, paese,regione, continente) LAN : chiuse, anche come informazioni WAN : “tendenzialmente” aperte: a nuovi elaboratori, a nuove banche dati (a parte casi particolari quali ad esempio le reti bancarie, per natura estese ma non inclini all’“apertura”)

Un po’ di storia 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 il Telnet e 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.

Un po’ di storia 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.

Caratteristiche di Internet Non ha un centro, quindi anche responsabilità e compiti limitati nelle varie sue componenti Diventa presto “punto di incontro” e di scambi di informazioni non “guidato”, spontaneo

Crescita ed evoluzione di Internet I documenti evolvono con elementi di grafica Immagini Animazione Video Collegati tra di loro (ipermedia) Aumenti delle connessioni e della velocità (larga banda)

Come funziona Internet Abbiamo detto che Internet è una rete di reti telematiche Per capire meglio che cosa si intende con questa affermazione utilizziamo una similitudine con una infrastruttura che ci è molto più familiare: la rete ferroviaria

Come funziona Internet Ogni sottorete che è parte di Internet è assimilabile ad una rete ferroviaria nazionale Internet può essere assimilata al sistema ferroviario mondiale Si noti che affinché i treni possano passare da una rete nazionale ad un'altra, è necessario che esse condividano le norme di costruzione dei binari e che gli enti ferroviari si accordino sugli orari in cui far passare i treni e così via: sono insomma necessari dei protocolli

Come funziona Internet Un aspetto importante di Internet è la sua topologia distribuita e decentrata In questo modo se un percorso è interrotto o troppo trafficato i dati possono prendere strade alternative N7 N3 N4 N5 N6 N2 N1 Ad esempio per andare da N1 a N3 si può prendere il percorso N1-N2-N6-N3 oppure N1-N5-N4-N3 e così via

Come funziona Internet Per afferrare questo aspetto, torniamo alla nostra metafora ferroviaria Le stazioni corrispondono ai nodi della rete Ogni stazione è collegata a diverse altre stazioni, come ogni host di Internet è connesso con più host stazione = nodo

Come funziona Internet Se un viaggiatore volesse andare da Roma a Torino potrebbe prendere la linea che passa lungo la costa Tirrenica attraverso le stazioni di Livorno, Pisa e Genova Ma se i posti sul treno fossero esauriti potrebbe passare per Milano lungo la linea che passa per Firenze e Bologna, e di lì andare a Torino

Gli indirizzi di Internet 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 140.105.116.222

Gli indirizzi di Internet Grazie agli indirizzi IP ogni computer, e dunque ogni utente della rete, è in grado di individuare un nodo in particolare tra milioni e milioni, e di inviargli dati Ma se i computer si trovano perfettamente a loro agio nel gestire numeri, lo stesso non può dirsi degli esseri umani Per questo al sistema di indirizzi numerici è stato affiancato un sistema di nomi simbolici, assai più facili da ricordare per noi esseri umani

I nomi di Internet www.dsp.units.it Tale sistema si chiama Domain Name Service, e i nomi assegnati ai computer su Internet sono detti nomi di dominio Essi sono composti da sequenze di caratteri alfanumerici divise da punti www.dsp.units.it

I nomi di Internet dsp units it Ogni suddivisione identifica in modo gerarchico il singolo host la sottorete (o dominio) di cui fa parte e così via a salire di livello fino ad arrivare ad una delle macrosezioni (o domini di primo livello) in cui Internet è stata suddivisa dsp units it

Classificazione delle desinenze Livello più alto Edu università e centri ricerca Com organizzazioni commerciali Gov enti governativi Net organizzazione di supporto e gestione della rete Org altre organizzazioni (non governative, non profit) Name server : struttura di database (gerarchica) che contiene la decodifica “nome logico-nome fisico” dei vari livelli di indirizzo

La commutazione di pacchetto I messaggi su Internet non viaggiano tutti interi Essi vengono divisi in pacchetti che vengono spediti autonomamente sulla rete

La commutazione di pacchetto Ciascun pacchetto che fa parte di un determinato messaggio viene dotato di una etichetta che ne indica la destinazione e il numero d’ordine Destinazione 123.134.100.45 Numero: 3 Così quando arriverà a destinazione l’host potrà ricomporre il messaggio originario rimettendo in ordine tutti i pacchetti

IP : livello “applicazione” Si basa sull’architettura client/server nella quale 2 computer stabiliscono una connessione “logica”: un richiedente (client) chiede ad un altro computer (server) la esecuzione di un servizio. Viene utilizzato un linguaggio (protocollo) comune a livello di applicazione (diversamente dal livello di trasmissione, TCP) Le applicazioni comuni sono: FTP, HTTP,SMTP

FTP, HTTP,SMTP FTP( File Transfer Protocol) : permette il trasferimento di file tra due computer HTTP (HyperText Transfer Protocol): permette la visualizzazione di pagine web SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) per la gestione della posta elettronica La presentazione all’utente (client) avviene a cura di un apposito programma installato sul client stesso (il browser)

La tipologia di connessioni con Internet (fisiche) Linee dedicate : l’utente (computer) è collegato alla rete con connessione permanente ( es. università ) computer utente Internet eventuale rete locale cavo dedicato

computer utente cavo dedicato Linee commutate (doppino telefonico, ISDN, ADSL): l’utente (PC) si collega all’host che a sua volta è collegato permanentemente alla rete. L’host in questo caso è un Internet Service Provider (ISP) che offre il servizio di connessione a pagamento computer utente Internet cavo dedicato Linea telefonica+modem

Come avviene il collegamento L’utente finale (PC) attraverso un modem si connette all’host che gli assegna un indirizzo “dinamico” valido per il tempo della connessione e poi liberato per altri utenti Limiti : la velocità Modem analogico : 3 kbytes/sec = 24 kbit/sec ISDN : 64 kbit/sec (trasmissione digitale) ADSL: NO LIMITS! ad esempio 2048 Kb/s in download e 256 Kbps in upload

Cosa serve per il collegamento Linea telefonica Un computer Un modem Programmi che permettono il controllo del modem, la visualizzazione di pagine Internet, la gestione della posta elettronica . Un fornitore di connettività (ISP o Ente collegato permanentemente alla rete)

Modem Modulatore/demodulatore: permette il colloquio tra due elaboratori Converte i dati binari (output dell’elaboratore sorgente) in impulsi analogici trasmissibili su linea telefonica Riconverte (alla fine della linea telefonica) gli impulsi analogici in dati binari, interpretabili dall’elaboratore (destinazione)

Tipi di modem Interni al computer, più economici e veloci Esterni al computer (connessione “seriale”), più versatili ADSL: PERMETTONO DI DIVIDERE LA TRASMISSIONE VOCE DA QUELLA DATI

Il collegamento ADSL La tecnologia ADSL (acronimo dell'inglese Asymmetric Digital Subscriber Line) permette l'accesso ad Internet ad alta velocità (si parla di banda larga o broadband). La velocità di trasmissione va dai 256 kilobit per secondo (kb/s) in su, a differenza dei modem tradizionali di tipo dial-up, che consentono velocità massime di 56 kb/s, e delle linee ISDN che arrivano fino a 128 kb/s. L'attivazione del servizio ADSL richiede però l'applicazione ai dispositivi "standard" (prese di telefoni, fax e modem analogici) di un opportuno filtro (o splitter) ADSL, che fa sì che a tali apparati arrivino soltanto le frequenze relative al servizio telefonico di base, bloccando a monte quelle per la trasmissione dati, che altrimenti possono generare disturbi e fruscii.

Il collegamento ADSL Peculiarità della tecnologia ADSL è la possibilità di usufruirne senza dover cambiare i cavi telefonici esistenti e senza dover usare linee separate per i dati e per le comunicazioni-voce normali: sul doppino telefonico in rame, è infatti possibile far viaggiare contemporaneamente sia i dati digitali che il segnale telefonico analogico, grazie alla banda differente usata per i due segnali: la voce usa infatti le frequenze tra 300 e 3400 Hertz (Hz), mentre ADSL sfrutta quelle sopra i 4 KHz. Ciò è dovuto al fatto che il doppino di rame consente frequenze fino a vari megahertz (MHz). Già nei primi anni '70 lo stesso principio era stato utilizzato per la filodiffusione, il cui segnale viene inviato usando le frequenze fino ai 15 KHz. Un altro vantaggio della tecnologia ADSL è la separazione delle bande dedicate al download e agli upload, a differenza ad esempio del V.90 che essendo molto vicino al limite teorico di un canale telefonico non permette un sistema duplex alla massima velocità.

Gli strumenti di Internet Internet offre ai suoi utenti un insieme di strumenti di comunicazione Ognuno di questi strumenti fornisce diverse funzionalità e modalità di comunicazione e accesso alle informazioni

Gli strumenti di Internet Posta elettronica Newsgroup Sistemi di interazione in tempo reale World Wide Web

Gli strumenti di Internet Per ciascuno di questi strumenti occorre utilizzare un apposito programma o client Come avviene per altre applicazioni informatiche, i programmi client disponibili per ciascuno strumento di Internet sono molti … ma la loro interfaccia e le loro funzionalità sono assai simili

La posta elettronica La posta elettronica o e-mail permette ad ogni utente di inviare e ricevere messaggi scritti a e da ogni altro utente di Internet

La posta elettronica Ogni utente della rete Internet dispone di una casella di posta elettronica collocata di norma sul computer del suo fornitore di accesso alla rete A ogni casella di posta elettronica corrisponde, come nella posta tradizionale, un indirizzo

La posta elettronica Fabio@libero.it Nome host che ospita la casella postale dell’utente Nome utente Fabio@libero.it Separatore (simbolo a commerciale che si legge ‘at’)

La posta elettronica Per leggere i messaggi di posta elettronica arrivati nella nostra casella, e per scrivere ed inviarne ai nostri corrispondenti, dobbiamo usare uno specifico programma o client mail che preleva i messaggi e li porta sul nostro computer In alternativa possiamo visualizzare le mail tramite una pagina web specifica (o webmail)

Cos'è un newsgroup? Usenet è quella parte di Internet che comprende i newsgroup, detti anche NG per spirito di brevità. I NG si possono immaginare come delle bacheche virtuali dove ognuno può appendere dei messaggi (sono chiamati post, oppure articoli) che tutti possono leggere. Esistono al mondo decine di migliaia di NG  e ogni newsgroup ha un identificativo, più ho meno come questi: alt.culture.african, comp.os.linux.setup, it.hobby.cucina. Mentre agli inizi di internet i NG potevano essere visualizzati solo con degli appositi programmi (anche Outlook Express) ora si leggono come delle normali pagine web. Un buon metodo di ricerca è usare

Cos'è un forum? Il Forum è un particolare strumento di comunicazione telematico in cui l'utente può scrivere dei messaggi (post) che verranno pubblicati in uno spazio comune insieme ai messaggi degli altri utenti. Ad ogni messaggio potranno seguire diverse risposte (reply), che seguiranno l'argomento del messaggio originario (topic). Spesso i forum vengono utilizzati come strumenti di supporto on-line per applicativi informatici, anche se ciò non toglie che possano trattare tematiche diverse, come attualità, politica, sport, hobby e molto altro. Da non confondere con la chat, che è uno strumento di comunicazione sincrono, mentre il forum è asincrono in quanto i messaggi possono essere letti e ricevere risposte anche a distanza di tempo.

NEWSGROUP o FORUM? La differenza principale dal punto di vista dell'utente è che per usare i gruppi Usenet non è necessario visitare una pagina web, ma si possono usare programmi dedicati detti "newsreader" che velocizzano e facilitano la scrittura e lettura dei messaggi, le ricerche sui vecchi messaggi (anche quando non si è collegati a Internet), l'archiviazione dei messaggi sul proprio computer e altro ancora. E' anche più semplice seguire diversi gruppi di discussione, scaricando tutti i nuovi messaggi con un solo comando, mentre per seguire più forum web si devono visitare diverse pagine web con conseguente perdita di tempo.

Comunicare in tempo reale Una chat è uno spazio virtuale suddiviso a volte in stanze (canali) in cui diversi utenti possono incontrarsi e fare delle chiacchierate attraverso Internet La comunicazione avviene attraverso lo scambio di brevi messaggi testuali Messenger – ICQ - MIRC

Comunicare in tempo reale In realtà tutti i partecipanti ad un canale chat, mediante un apposito programma, si collegano contemporaneamente ad un nodo della rete, il quale ospita un software ‘ripetitore’ Questo riceve i brevi messaggi scritti inviati da ciascuno di loro, e li rimanda in tempo reale a tutti gli altri

World Wide Web World Wide Web (WWW) è una enorme rete o meglio ragnatela di documenti, contenenti testi, immagini ma anche suoni ed animazioni, distribuiti tra i vari nodi di Internet, e collegati tra loro a formare una trama virtualmente infinita

Nascita del World Wide Web (1992) 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, non-sequenziale 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.

World Wide Web Lungo questa trama ogni utente può costruire i suoi percorsi di lettura, guidato dai suoi interessi e dalla sua curiosità Un simile sistema di organizzazione delle informazioni viene denominato ipertesto World Wide Web dunque è un ipertesto multimediale distribuito sulla rete Internet

World Wide Web http://www.units.it Ogni pagina di questa rete è dotata di un indirizzo, denominato Uniform Resource Locator (URL) Esso ci permette di individuarla tra tutte le altre http://www.units.it

World Wide Web Di norma le pagine Web sono riunite in insiemi che presentano una unità di contenuto di paternità intellettuale di responsabilità editoriale Tali insiemi coerenti di pagine Web sono denominati siti Web

World Wide Web Per consultare le pagine multimediali del World Wide Web si usa un programma denominato browser Alcune porzioni di testo o parti di immagini in una pagina Web corrispondono ai collegamenti, o link, ad altre pagine, o ad altre sezioni della stessa pagina

HTML Per realizzare le pagine Web si usa un particolare linguaggio denominato HTML HTML sta per HyperText Markup Language, ovvero 'linguaggio per la marcatura degli ipertesti’

HTML Un linguaggio di marcatura (markup language) è composto da istruzioni, definite tag o marcatori, che descrivono la struttura e la forma di un documento I marcatori vanno inseriti all'interno del documento

Cercare informazioni sul Web World Wide Web contiene oggi molte centinaia di milioni di pagine Per cercare informazioni in questo oceano di informazioni si possono usare due tipi di strumenti motori di ricerca cataloghi sistematici

Cercare informazioni sul Web I motori di ricerca sono degli enormi archivi che indicizzano interamente il contenuto testuale di milioni e milioni di singole pagine Web e che possono essere interrogati La ricerca avviene indicando uno o più termini chiave che delimitano il concetto o il tema di nostro interesse Come risultato si ottiene un elenco attivo di pagine Web che contengono i termini indicati

Google (pronuncia gùgol) è un motore di ricerca per Internet che non si limita a catalogare il World Wide Web, ma si occupa anche di immagini, newsgroup e notizie, oltre a mantenere una copia cache di tutte le pagine che conosce. Con un indice che comprende più di otto miliardi di pagine Web, è riconosciuto come il più grande e affidabile tra i motori di ricerca, occupandosi dell'80% di tutte le ricerche effettuate su internet. La popolarità di Google è tale che in inglese è nato il verbo "to google" col significato di "fare una ricerca sul web".

Google è stato creato nel 1998 da Larry Page e Sergey Brin, allora studenti dell'Università di Stanford, dopo aver sviluppato la teoria secondo cui un motore di ricerca basato sull'analisi matematica delle relazioni tra siti web avrebbe prodotto risultati migliori rispetto alle tecniche empiriche usate precedentemente. Convinti che le pagine citate con un maggior numero di link fossero le più importanti (Teoria delle Reti), decisero di approfondire la loro teoria all'interno dei loro studi e posero le basi per il loro motore di ricerca. Fondarono l'azienda nel settembre del 1998. Google utilizza un parco macchine con più di 10000 computer GNU/Linux per rispondere alle ricerche e catalogare il web. La catalogazione è fatta da un programma che richiede periodicamente nuove copie delle pagine web che conosce. I link in queste pagine vengono esaminati per scoprire nuove pagine e aggiungerle nel database, il cui indice, insieme alla cache, occupa molti terabyte.

Cercare informazioni sul Web I cataloghi sistematici sono degli elenchi di siti e pagine Web compilati da esseri umani e organizzati in base a uno schema di classificazione per argomento La classificazione parte da categorie molto generali ad esempio ‘arti e scienze umane’, e scende fino a categorie molto particolari, ad esempio gli ‘scritti di Dante Alighieri’, passando per un certo numero di categorie intermedie

Streaming audio e video Nuove frontiere A partire dalla sua invenzione il Web ha subito una continua evoluzione tecnica Le innovazioni più interessanti sono… Java Plug-in Streaming audio e video

Skype: è un software di instant messaging e VoIP, introdotto nel 2002, capace di unire caratteristiche presenti nei client più comuni (chat, salvataggio delle conversazioni, trasferimento di file) ad un sistema di telefonate basato su un network Peer-to-peer. Gli sviluppatori sono gli stessi che hanno realizzato il popolare client di file sharing Kazaa, ossia la Sharman Networks. La possibilità di far uso di un servizio a pagamento, SkypeOut, che permette di effettuare chiamate a telefoni fissi, rendono il programma competitivo rispetto ai costi della telefonia tradizionale, soprattutto per le chiamate internazionali e intercontinentali. Skype fa uso di un protocollo VoIP (Voice Over IP) proprietario (cioè non formalizzato in alcuno standard internazionale) per trasmettere le chiamate. I dati, trasmessi in forma digitale, vengono crittografati tramite algoritmi non divulgati pubblicamente. L'azienda produttrice del programma assicura un grado di protezione della comunicazione comparabile con quello dei più diffusi standard crittografici.

Skype funziona sostanzialmente in due modalità: peer-to-peer e disconnesso. La prima, che permette di effettuare telefonate completamente gratuite, funziona solamente se sia il mittente che il destinatario sono collegati a internet e sono connessi tramite il client Skype. In questo modo il suo funzionamento è analogo ad un qualsiasi sistema di instant messaging come ICQ o AIM o MSN Messenger. La seconda permette di poter effettuare telefonate ad utenze telefoniche (fisse o mobili) di utenti non collegati tramite computer. In questa modalità a pagamento, il cui nome commerciale è SkypeOut, la comunicazione corre via Internet fino alla nazione del destinatario, dove viene instradata sulla normale rete telefonica del Paese.

I costi ridotti sono dovuti al fatto che la telefonata sfrutta i normali mezzi della trasmissione telefonica solamente in prossimità della destinazione, per tratte caratterizzate dal basso costo delle telefonate locali: quindi, se telefono a Pechino in Cina, solamente quando i dati arrivano a Pechino saranno riconvertiti in analogico e trasmessi. Per poter funzionare Skype ha bisogno di poco: un sistema operativo sia esso Linux, Macintosh, Windows o Pocket PC, un collegamento Internet (consigliata l'ADSL) , una scheda sonora ed un microfono. In alternativa esistono già in commercio telefoni USB oppure Cordless che supportano il protocollo VoIP.

Diffusione di Internet Per hostcount si intende un calcolo del numero di host internet, cioè di “indirizzi IP” permanenti e attivi, cioè di nodi connessi alla rete, suddivisi per paese. Non c’è una correlazione diretta fra il numero di host e il numero di persone collegate alla rete in ciascun paese; il dato di hostcount è un indice rilevante del livello di attività nell’uso dell’internet.

Diffusione di Internet Tratto da: http://gandalf.it/dati/dati3.htm

Wikipedia è un'enciclopedia online, multilingue, a contenuto libero, redatta in modo collaborativo da volontari e sostenuta dalla Wikimedia Foundation, un'organizzazione non-profit. Attualmente è pubblicata in oltre 200 lingue differenti (di cui circa 100 attive, quella inglese è attualmente la più sviluppata) e contiene voci sia sugli argomenti propri di una tradizionale enciclopedia che su quelli di almanacchi, dizionari geografici e di attualità. Il suo scopo è quello di creare e distribuire una enciclopedia internazionale libera nel maggior numero di lingue possibili. Wikipedia è già uno dei siti di consultazione più popolari del web, ricevendo circa 60 milioni di accessi al giorno. Un wiki è un sito web (o comunque una collezione di documenti ipertestuali) che permette a ciascuno dei suoi utilizzatori di aggiungere contenuti, come in un forum, ma anche di modificare i contenuti esistenti inseriti da altri utilizzatori. Il termine wiki può anche riferirsi al software collaborativo utilizzato per creare un sito web.

Il successo del web Distribuzione planetaria : si serve del canale di distribuzione più vasto e ramificato del mondo (linee telefoniche) Facilità di utilizzo L’organizzazione ipertestuale Possibilità di trasmettere / ricevere informazioni multimediali Semplicità di gestione per i fornitori di informazioni ( tutti gli utenti)

I concetti base del www Ipertesto : informazione organizzata in modo non sequenziale ma reticolare Esempio di informazione sequenziale : libro in cui le pagine sono lette in sequenza Multimedia: più mezzi ( e linguaggi) in una stessa unità di messaggio comunicativo Ipertesto è costituito da unità informative (nodi), e collegamenti che permettono di passare da un nodo ad un altro Se i nodi sono costituiti da documenti multimediali , l’ipertesto si definisce ipermedia