Corso di laurea in INFORMATICA RETI di CALCOLATORI A.A. 2003/2004 Introduzione Alberto Polzonetti

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 2 Rete di calcolatori (computer network) E un insieme di elaboratori elettronici autonomi ed interconnessi. Autonomi: tutti hanno pari dignità, nessuno può controllare gli altri Interconnessi: tutti sono in grado di scambiarsi informazioni Una rete di calcolatori non è un sistema distribuito: lesistenza di vari calcolatori interagenti tra di loro è nascosta allutente da un opportuno sistema operativo od applicazione. Rete di calcolatori + Software di gestione = Sistema distribuito

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 3 Utilizzo delle reti di calcolatori Condivisione delle risorse Condivisione delle risorse (ad es., utilizzo di una stampante laser) Affidabilità Affidabilità (ad es., duplicazione dei dati importanti, sistemi multi- server) Diminuzione dei costi Diminuzione dei costi (rete di piccoli calcolatori vs. mainframe) Scalabilità Scalabilità (si estende la rete quando è necessario) Comunicazione personale e commerciale Comunicazione personale e commerciale (ad es.: pagine WWW, posta elettronica, bancomat e POS, trading on-line,... )

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 4 Tassonomia basata sulla tecnologia trasmissiva 1. Reti broadcast Reti broadcast 2. Reti punto a punto Reti punto a punto 3. Reti wireless Reti wireless

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 5 PACCHETTO di Dati Nessuna rete trasferisce i dati sotto forma di una successione di bit I bit vengono divisi in blocchi PACCHETTI [PACKET] RETI A COMMUTAZIONE DI PACCHETTO [PACKET SWITCHING NETWORK] Per una equa condivisione delle risorse Per favorire il coordinamento tra chi trasmette e chi riceve

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 6 Equa condivisione delle risorse A deve trasferire a D un file di 5 MB: quanto tempo debbono aspettare B e C ? I. Senza pacchetti circa 12 minuti II. Con pacchetti di 1000 byte 0,143 secondi (143 ms) A B D C Risorsa Condivisa La risorsa è in grado di trasferire bps

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 7 Perché: coordinamento Mittente e destinatario debbono coordinarsi per realizzare correttamente la trasmissione La suddivisione in blocchi aiuta mittente e destinatario a capire quali blocchi sono stati danneggiati o persi

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 8 Tassonomia basata sulle dimensioni

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 9 Reti locali (o LAN, da Local Area Network) Hanno una dimensione massima prefissata (fino a pochi chilometri), quindi si conosce il ritardo massimo di un pacchetto Hanno un basso tasso derrore Sono generalmente di tipo broadcast, con una velocità trasmissiva da 10 Mbps a 1 Gbps. Sono in genere basate su topologia a bus oppure ad anello (ring)

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 10 Reti geografiche (WAN) (1) Possono estendersi per intere nazioni o continenti, o su scala planetaria Sono costituite da due componenti distinte: un insieme di elaboratori detti host (i calcolatori che si intendono effettivamente collegare) una communication subnet che connette gli host tra di loro, costituita da: linee di trasmissione (anche dette canali o trunk ) elementi di commutazione (anche detti switching element o router ) WIDE AREA NETWORK

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 11 Reti geografiche (2) Una WAN collega solitamente più LAN e MAN tra loro La communication subnet è in genere realizzata con una tecnologia trasmissiva punto a puntotecnologia trasmissiva punto a punto Alcune communication subnet sono realizzate con tecnologia trasmissiva wireless oppure mista (ad es., quando basate su trasmissioni radio o satellitari) tecnologia trasmissiva wireless

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 12 Packet Switched WAN 1. Tutti i pacchetti seguono la strada ACE piuttosto che ABDE oppure ACDE 2. Le decisioni della strada da prendere sono prese localmente Algoritmi di Routing 3. Le decisioni vengono prese utilizzando gli Algoritmi di Routing 4. In alcune reti tutti i pacchetti di un messaggio debbono seguire la stessa strada, in altre no

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 13 Internetworking Si ha internetworking quando una o più reti (LAN, MAN, o WAN) sono connesse tra loro. Una internetwork (o semplicemente internet) non coincide con una WAN quando le reti connesse adottano tecnologie tra loro incompatibili in questo caso la internet comprende alcuni router detti gateway (od anche router multiprotocollo) che si occupano di effettuare le necessarie trasformazioni per i pacchetti che transitano da una rete allaltra Una particolare internetwork è detta Internet

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 14 Internetworking: riassumendo subnet (o sottorete): subnet (o sottorete): linsieme dei router e delle linee di comunicazione di una WAN network (o rete): network (o rete): linsieme costituito da una sottorete e dagli host collegati internet (o internetwork): internet (o internetwork): collezione di più reti anche non omogenee Internet: Internet: una particolare internetwork che copre lintero pianeta

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 15 Internet Punto di vista dellutente Interoperabilità Gli utenti usano internet senza conoscere i tipi di computer usati, la tecnologia, la struttura dellinter-rete, i percorsi Servizi applicativi: World Wide Web Trasferimento file Accesso remoto A livello di rete Servizio di trasmissione di pacchetti senza connessione Instradamento di messaggi basandosi sullindirizzo del destinatario Nessuna garanzia di consegna ordinata ed affidabile Servizio affidabile di trasporto di flusso Recupero di pacchetti perduti Correzione di errori Connessione diretta di due computer Indipendenza della tecnologia di comunicazione Interconnessione universale Conferme di ricezione punto punto Standard di protocolli Internet Ieri, Oggi e Domani

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 16 Architettura di Internet

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 17 Protocollo (1) Insieme di regole che governano il trasferimento di dati Cosa va comunicato ? Come va comunicato ? Quando va comunicato ? ELEMENTI CHIAVE : SINTASSI SINTASSI Struttura e formato dei dati SEMANTICA SEMANTICA Significato di ogni gruppo di bit SINCRONIZZAZIONE SINCRONIZZAZIONE Quando e a quale velocità i bit vanno inviati

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 18 PROTOCOLLO (2) I protocolli stanno alla comunicazione come gli algoritmi stanno al calcolo; Un algoritmo permette specificare e capire un calcolo senza conoscerne i dettagli delle istruzioni di macchina Un protocollo specifica le modalità di comunicazione dei dati senza conoscere i dettagli hardware della rete Tralasciare i dettagli comporta una serie di vantaggi Si trattano astrazioni a livello alto Non si è vincolati ad alcuna architettura Non si scrive software per ogni tipo di computer

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 19 Standard Essenziali per garantire la capacità operativa internazionale dei prodotti Forniscono le linee guida a tutti i fornitori di servizi Standard DE FACTO specifiche di pubblico dominio Largamente adottato a livello mondiale STANDARD DE JURE specifiche pubbliche approvate da enti internazionali di standardizzazione standard IEEE 802 (LAN), architettura OSI (Open Systems Interconnection) Propetario scelte indipendenti ed arbitrarie di un costruttore Generalmente incompatibili con sistemi differenti Raramente le specifiche sono rese pubbliche IBM SNA (Systems Network Architecture), Digital Decnet Phase IV,Novell IPX, Appletalk

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 20 Organizzazioni che regolano gli standard PTT - Post, Telegraph & Telephone PTT - Post, Telegraph & Telephone L'amministrazione che gestisce i servizi trasmissivi nell'ambito di una data nazione ITU - International Telecommunication Union ITU - International Telecommunication Union Organismo internazionale che emette le specifiche che devono essere adottate dalle PTT. CCITT: il Consultant Committee on International Telephony and Telegraphy (CCITT) è uno dei comitati di lavoro di ITU (International Telecommunications Union). ITU è stato costituito nel 1965 ed è attualmente una agenzia delle Nazioni Unite. ISO - International Standard Organization ISO - International Standard Organization è una organizzazione volontaria per la definizione di standard industriali voluta dalle Nazioni Unite, di cui sono membri più di 90 organismi internazionali. L'acronimo ISO è modellato sull'aggettivo greco isos ("uguale", "standard"). ISO ha definito il modello di riferimento per le comunicazioni in una rete informatica, l'OSI (Open System Interconnection), cui di solito ci si riferisce con il palindromo ISO\OSI.

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 21 Organizzazioni che regolano gli standard (2) ANSI - American National Standard Institute ANSI - American National Standard Institute è una organizzazione privata che definisce standard nazionali volontari. ANSI non esercita alcun controllo sul rispetto dei propri standard. È tuttavia membro dei principali organismi internazionali (ISO, IEC). Sicché, la mancata conformità agli standard ANSI è comunque un problema per qualsiasi produttore. IEEE - Institute of Electrical and Electronic Engineers IEEE - Institute of Electrical and Electronic Engineers ha il compito di definire gli standard per le comunicazioni di dati. Il suo contributo più importante è stato la determinazione degli standard delle reti locali (LAN) e geografiche (WAN) basate sul modello ISO\OSI. Questo insieme complesso di protocolli è indicato come progetto 802. EIA\TIA: la Electronic Industries Association (EIA) e la Telecommunication Industry Association (TIA) hanno sviluppato un insieme di standard che definiscono le norme per la installazione di reti dedicate alla comunicazione telefonica e dei dati. IEC: l'International Electrotechnical Commission Stabilisce standard internazionali per tutto quello che riguarda l'elettricità e l'elettronica

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 22 Standard di INTERNET: lorganizzazione ISOC Internet Society Comitato IAB Internet Architecture Board IRTF: gruppi di ricerca Protocolli Applicazioni Architettura Tecnologia IRTF: gruppi di ricerca Protocolli Applicazioni Architettura Tecnologia IETF: gruppi di lavoro Identifica problemi Indica soluzioni Recensisce proposte per standard Divisa in aree IETF: gruppi di lavoro Identifica problemi Indica soluzioni Recensisce proposte per standard Divisa in aree

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 23 Amministrazione di internet: sigle ISOC Organizzazione internazionale senza fini di lucro che sostiene le organizzazioni tecniche IAB (Internet Architecture Board) Consulente tecnico dellISOC IETF Internet Engineering Task Force Sviluppa e recensisce specifiche pensate per diventare standard IRTF Internet Research Task Force Gruppi di lavoro concentrati sullo sviluppo di Internet a lungo termine IANA Internet Assigned Numbers Authority

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 24 Lo standard Internet: Request For Comment Livelli di impiego Necessario Consigliato Facoltativo Uso limitato Sconsigliato RFC search engine

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 25 Unità Metriche

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 26 Lezione 1 Bibliografia Tanenbaum – Computer Networks 4° ed Cap. 1 pagine 1-25 Tanenbaum – Reti di Computer Cap. 1 pagine 1 –15 Comer – Internet e Reti di Calcolatori Capitoli 1 e 2 Comer – Internetworking con TCP/IP Capitolo 1

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 27 RETI BROADCAST un unico canale di comunicazione è condiviso da tutti i calcolatori tutti i calcolatori sono connessi ad un unico canale trasmissivo. La comunicazione è basata su piccole sequenze di dati (pacchetti) In ciascun pacchetto è riportato un identificatore del calcolatore a cui i dati sono destinati. Ogni calcolatore legge tutti i pacchetti, ma considera solo quelli indirizzati a se stesso. E generalmente possibile indirizzare un pacchetto a tutti i calcolatori nella rete (broadcasting). Alcune reti permettono anche il multicasting, ossia linvio di pacchetti ad un sottoinsieme dei calcolatori nella rete.

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 28 RETI PUNTO A PUNTO ogni canale di comunicazione collega due diversi calcolatori della rete La comunicazione è ancora basata su piccole sequenze di dati (pacchetti). Per arrivare alla sua destinazione, ogni pacchetto deve attraversare più calcolatori Sono anche dette in inglese store-and-forward networks oppure packet-switched networks In generale esistono molti percorsi che portano alla stessa destinazione, quindi è necessario sceglierne uno: routing (o instradamento) dei pacchetti.

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 29 RETI WIRELESS il canale di comunicazione è costituito da onde radio, laser o infrarosse trasmesse nelletere Comunicazione con segnale radio od ottico (laser, infrarosso) nelletere. Generalmente di tipo broadcast per segnali radio, punto a punto per segnali ottici Il tasso derrore della trasmissione è molto alto Usate per mobile computing e integrazione con la telefonia cellulare

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 30 Wan con tecnologia trasmissiva punto a punto

Alberto Polzonetti Reti di calcolatori Lezione 1 (03/04) Introduzione 31 Wan con tecnologia trasmissiva wireless