Informatica Lezione 9 Psicologia dello sviluppo e dell'educazione (laurea magistrale) Anno accademico: 2007-2008.

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1 Informatica Lezione 9 Psicologia dello sviluppo e dell'educazione (laurea magistrale) Anno accademico: 2007-2008

2 Componenti di Internet Host (o sistema terminale) Commutatore di pacchetto Modem Stazione base Collegamento satellitare

3 Componenti di Internet Rete aziendale ISP locale ISP distrettuale

4 Componenti di Internet Host (o sistema terminale): –Tradizionalmente, un PC, un workstation, o un computer più potente –Sempre più connessi i sistema terminali come portatili, PDA, televisori, telefoni cellulari, automobili, elettrodomestici, ecc. Collegamenti (communication link): –Di vari tipi: cavi (di rami, fibre ottiche ecc.), onde elettromagnetiche (collegamenti senza fili, satellitari ecc.) Commutatori di pacchetto: –I computer vengono connessi in un modo indiretto tramite dispositivi di instradamento –Prendono informazioni da uno dei collegamenti e ritrasmettono su un altro collegamento (verso la destinazione finale)

5 Componenti di Internet ISP (Internet Service Provider): –Potrebbe essere istituzionale (per esempio, le compagnie telefoniche), aziendale, universitari ecc. –Contiene un insieme di collegamenti e commutatori di pacchetto –Fornisce ai sistemi terminali vari tipi d’accesso ad Internet Per esempio, dial-up a 56 Kbps via modem, a banda larga, senza fili ecc. –Fornisce anche ai fornitori di contenuti l’accesso a Internet Per esempio, per connettere un sito web a Internet

6 Client/server I host possono essere identificati come client e/o server Client: il computer che richiede servizi da un altro computer –Normalmente: i PC, PDA, ecc. Server: il computer che fornisce un servizio a un client –Normalmente: computer potenti

7 Client/server Esempi di server (in una rete locale): –Server gestore dei dati (file server): gestisce la memorizzazione e la condivisione di dati –Server di stampa (printer server): gestisce le stampanti disponibili nella rete –Server di comunicazione: permette l’accesso ad altre reti locali o ad Internet Esempio di server (in Internet): –Web server: risponde alle richieste per accedere a una pagina web –Server di posta elettronica: riceve e memorizza email, permette la lettura della casella di posta elettronica

8 Client/server Tipicamente, in un certo (lungo) intervallo di tempo: –un host può essere client di molti server –un host può essere server di molti client Per esempio: un client può richiedere tanti siti web, un web server può fornire una pagina web a tanti client Server Client

9 Client/server Nel contesto di software per le reti: –Programma client: un programma eseguito da un host che richiede e riceve un servizio da un programma server in esecuzione su un altro host –Programmi Peer-to-peer (P2P): un programma P2P sul host funziona sia come client che come server Un host in questo caso viene chiamato peer Un host agisce come client quando richiede un documento da un altro peer … agisce invece come server quando invia un file a un altro peer Esempio: la telefonia Internet (Voice over IP), condivisione dei file (file sharing)

10 I protocolli I protocolli controllano l’invio e la ricezione di informazione in Internet, e nelle reti in generale –Usati dai sistemi terminali, i commutatori di pacchetto e altre parte di Internet Dal testo “Internet e Reti di Calcolatori” di Kurose e Ross: –“Un protocollo definisce il formato e l’ordine dei messaggi scambiati tra due o più entità in comunicazione, così come le azioni intraprese in fase di trasmissione e/o di ricezione di un messaggio o di un altro evento” I principali protocolli in Internet: nome collettivo di TCP/IP –TCP: Transmission Control Protocol –IP: Internet Protocol

11 I protocolli Un analogia: Tempo Ciao Sai l’ora? 2:00

12 I protocolli Tempo Richiesta di connessione TCP Get http://www.di.unito.it/sproston Risposta di connessione TCP

13 I protocolli Il protocollo usato quando si invia una richiesta per una pagina web: –Nostro computer invia la richiesta per una connessione al server web (il computer che fornisce la pagina web) –Il server web risponde con un messaggio di risposta di connessione –Nostro computer invia il nome della pagina che vuole prelevare tramite il messaggio “Get” –Il server web restituisce la pagina ( ) a nostro computer

14 I protocolli Un protocollo “monolitico” che realizzi tutte le funzionalità necessarie per la comunicazione tra elaboratori in rete è difficile da realizzare Inoltre, se cambia qualche componente della rete, si deve modificare l’intero protocollo Per ridurre la complessità di progettazione la maggior parte dei protocolli è organizzata come una serie di livelli –Il numero dei livelli, il loro nome, le funzionalità differiscono da una rete ad un’altra

15 I protocolli Francese a inglese Inglese a tedesco Tedesco

16 I protocolli Nei protocolli di comunicazione nelle reti si ipotizzano dei livelli e –Il livello n di un dispositivo in rete comunica (virtualmente) con il livello n di un altro dispositivo In realtà nessun dato viene trasferito da un livello n ad un altro (n>1) ma passa ad un livello sottostante –Un protocollo di livello n svolge le sue funzioni usando i servizi forniti dal livello n-1 e fornisce i servizi al livello n+1

17 I protocolli Per ogni coppia di livelli adiacenti esiste una interfaccia Al di sotto del livello più basso c’è il mezzo fisico che serve per il trasferimento dei dati Un livello di protocollo può essere implementato via software, hardware, o in modo combinato Possibili svantaggi del uso dei livelli: –La possibilità che un livello duplichi le funzionalità di quello inferiore –Un livello può richiedere informazioni presenti solo in un altro livello

18 I protocolli Internet: TCP/IP La famiglia di protocolli TCP/IP - cinque livelli: Applicazione Trasporto Rete Collegamento Fisico Applicazione Trasporto Rete Collegamento Fisico

19 I protocolli Internet: TCP/IP IP TCPUDP HTTPFTPSMTPTELNETDNS… … Livello di applicazione Livello di trasporto Livello di rete Livello di collegamento Livello fisico

20 I protocolli Internet: TCP/IP I protocolli del livello di applicazione: –Ruolo: vari funzioni, relativi ai programmi applicativi di Internet usati dagli utenti –Per esempio: SMTP: Simple Mail Transfer Protocol FTP: File Transfer Protocol TELNET HTTP: HyperText Transfer Protocol DNS: Domain Name System –Creano messaggi di vari tipi (per esempio, messaggi di richiesta per la visualizzazione di una pagina web, un messaggio che contiene un’email/una pagina web, ecc.) Applicazione Trasporto Rete Collegamento Fisico

21 I protocolli Internet: TCP/IP I protocolli del livello di trasporto: –Ruolo: trasferimento dei messaggio dal livello di applicazione dall’origine alla destinazione (da un host a un altro) –In Internet, due protocolli di trasporto: TCP (Transmission Control Protocol): –Garantisce il trasferimento dei messaggi –Controlla il flusso in rete (fa il confronto della velocità tra il mittente e il destinatario) –Frazione il messaggio in frammenti più brevi (pacchetti) UDP: non fornisce nessuna garanzia di consegna di un messaggio (tipicamente usati per la telefonia Internet e la videoconferenza) Applicazione Trasporto Rete Collegamento Fisico

22 I protocolli Internet: TCP/IP I protocolli del livello di rete: –Ruolo: trasferimento dei pacchetti dall’origine alla destinazione (da un host a un altro) –Due principali componenti: Protocollo IP: definisce l’informazione che deve essere aggiunto al pacchetto per realizzare il trasferimento nella rete Protocolli per instradamento: determinano i percorsi che i pacchetti devono seguire nella rete –Internet è una rete di reti: ognuna può scegliere il proprio protocollo di instradamento –Livello spesso chiamato livello IP Applicazione Trasporto Rete Collegamento Fisico

23 I protocolli Internet: TCP/IP I protocolli del livello di collegamento: –Ruolo: trasferimento dei pacchetti da un nodo della rete al successivo –Alcuni protocolli del livello di collegamento garantiscono la consegna affidabile –Un pacchetto potrebbe essere gestito da differenti protocolli lungo il suo percorso dall’origine alla destinazione –Esempi: Ethernet, PPP (protocollo punto- a-punto) Applicazione Trasporto Rete Collegamento Fisico

24 I protocolli Internet: TCP/IP Ethernet: diffuso per le reti locale, in cui un numero di computer condividono un mezzo di comunicazione –Quando un computer vuole comunicare, verifica che il mezzo di comunicazione sia libero e invia il segnale –Se invece si accorge che un altro computer sta trasmettendo, aspetta –Se si verifica un conflitto (due o più computer hanno inviato i loro messaggi contemporaneamente) i computer coinvolti: si fermano aspettano per un tempo T casuale riprovano la trasmissione Lo stesso tipo di gestione di conflitti: anche in reti senza fili (IEEE 802.11) Applicazione Trasporto Rete Collegamento Fisico

25 I protocolli Internet: TCP/IP I protocolli del livello fisico: –Ruolo: trasferire i singoli bit da un nodo (host, commutatore ecc.) nella rete a un altro –Sono dipendenti dall’effettivo mezzo trasmissivo del collegamento Per esempio, possiamo avere protocolli diversi per tipi di cavi diversi, per collegamenti satellitari diversi, ecc. Applicazione Trasporto Rete Collegamento Fisico

26 Indirizzi IP e DNS Ogni computer collegato in Internet ha un indirizzo unico: il suo indirizzo IP Un indirizzo IP contiene 32 bit, che sono suddivisi in 4 campi da 8 bit ciascuno –Per esempio: 10000000000101000011111010101011 –Suddivisi in: 10000000 00010100 00111110 10101011 Di solito si usa una rappresentazione formata da 4 numeri decimali (tra 0 e 255) separati da un punto –Per esempio: 128.20.62.171

27 Indirizzi IP e DNS Gli indirizzi IP devono essere univoci –Per questo motivo è stata istituita una organizzazione, Internet Assigned Number Authority, preposta ad assegnare gli indirizzi IP garantendone l’univocità Quando vi collegate ad Internet da casa è il provider (ISP) che vi assegna un indirizzo IP scegliendolo tra quelli che ha acquistato I futuri indirizzi IP consisteranno di sedici numeri per aumentare i numeri degli indirizzi IP disponibili

28 Indirizzi IP e DNS Gli indirizzi IP numerici sono difficili da ricordare Si usano quindi degli indirizzi simbolici che sono più significativi per l’essere umano –di.unito.it, cs.bham.ac.uk, developer.netscape.com Questi nome vengono tradotti in indirizzi IP numerici mediante il Domain Name System (DNS) Gli indirizzi simbolici hanno un formato come quello seguente … nome5.nome4.nome3.nome2.nome1

29 Indirizzi IP e DNS Sono costruiti a partire da uno schema gerarchico di nomi basato sul concetto di dominio gnu comedugovmilnetorgauitzw unitounige dipsych www disi elios www … … www.gnu.org www.di.unito.it root Livello 1 Livello 2 Livello 3 Livello 4

30 Indirizzi IP e DNS Domini di primo livello (top level): alcuni esempi Non vi è alcuna corrispondenza diretta tra i domini e le reti che costituiscono Internet –Cioè, computer nella stessa rete fisica possono essere in domini logici diversi –Computer in reti fisiche diverse possono trovarsi nello stesso dominio logico comaziende eduuniversità americane govistituzioni governative milistituzioni militari netfornitori d’accesso orgorganizzazioni non-profit …… auAustralia chSvizzera frFrancia itItalia jpGiappone ukRegno Unito ……

31 Indirizzi IP e DNS Anche gli indirizzi di posta elettronica hanno una struttura: –La parta a destra della @ ha una struttura basato sui domini (interpretato dal computer che spedisce il messaggio) –La parta a sinistra della @ è l’identificativo dell’utente (interpretato dal computer che riceve il messaggio) Ogni dominio deve essere in grado di “risolvere i nomi” dei calcolatori di sua competenza Si usano i name server (anche chiamati i server DNS) che gestiscono la corrispondenza tra nomi simbolici e indirizzi IP numerici –I name server sono organizzati in modo gerarchico

32 Indirizzi IP e DNS Quando un’applicazione deve collegarsi ad una risorsa di cui conosce il nome logico (ad es. www.unito.it), invia una richiesta al suo name server locale Il name server locale, se conosce la risposta, la invia direttamente al richiedente Altrimenti interroga il name server di top level (root) –Questo può conoscere l’indirizzo oppure inoltrare l’interrogazione ai suoi figli nella gerarchia Client che fa richiesta: shakespeare.di.unito.it Server dei nomi locale: dns.di.unito.it Server dei nomi di root Server del dominio dns.unito.it

33 Indirizzi IP e DNS Si continua con le interrogazioni fino a quando non si ottiene l’indirizzo IP numerico della risorsa Quando l’applicazione riceve la risposta crea una connessione TCP con la destinazione, usando l’indirizzo IP appena ricevuto Client che fa richiesta: shakespeare.di.unito.it Server dei nomi locale: dns.di.unito.it Server dei nomi di root Server del dominio dns.psych.unito.it