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Internet
Fondamenti di informatica
Michele Tomaiuolo
tomamic@ce.unipr.it
http://www.ce.unipr.it/people/tomamic
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Condivisione dell’informazione
Condivisione e replicazione delle risorse
Convenienza economica e crescita graduale (Difficile dimensionare un mainframe...)
Reti di calcolatori
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Dimensione e prestazioni
Classificazione reti in base alla dimensione
LAN (Local Area Network)
MAN (Metropolitan Area Network)
WAN (Wide Area Network, rete geografica)
Throughput (capacità o “larghezza di banda”): quantità di informazione trasportata nell’unità di tempo (bit/s)
Misura principale delle prestazioni di una rete Ma anche latenza, jitter, probabilità d'errore...
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Mezzo fisico
Rame (doppino telefonico e cavo coassiale)
Modem linea commutata: 56Kbit/s; ISDN 128Kbit/s ADSL: 640Kbit/s, fino ad alcuni Mbit/s
Cavo coassiale: 10Mbit/s; lunghe distanze 100Kbit/s
Fibra ottica
Tbit/s
Senza cavo
BlueTooth: 700Kbit/s; WiFi (10~100m) 54Mbit/s...
Via satellite: broadcast 1Gbit/s, condivisione, latenza
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Anello Anello
Topologia e collegamento
Marcatura dei frame dati Collisioni, errori, flusso
Bus Bus
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Interconnessione di reti
Pratica di connettere una rete di computer ad altre reti
Gateway (apparati di confine): instradare informazione tra reti Sistema risultante:
una internet
(con la i minuscola)
LANLAN LANLAN
LANLAN LANLAN
WANWAN
GG GG
GG GG
GG
HH HH
HH HH HH
HH HH HH
HH HH
HH HH
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Internet
La “rete delle reti”. Interconnessione tra svariate reti di calcolatori, di dimensione planetaria
Assegna un indirizzo univoco (indirizzo IP) ai calcolatori, per l'individuazione globale o locale
Si basa su protocolli di comunicazione comuni (stack TCP/IP) per lo scambio di pacchetti di dati tra
calcolatori
Commutazione di pacchetto anziché di circuito ☎
Per ogni pacchetto viene scelto un percorso
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Arpanet
Adv. Research Projects Agency
Rete per resistere ad attacchi nucleari
Ottobre 1969: primi 2 nodi della futura Internet
Univ. California Los Angeles – Stanford Research Inst.
Collegamento telefonico computer/computer
1973: Transmission Control Protocol (TCP) 1978: Internet Protocol (IP)
1983: Milnet
1990: Privatizzazione Arpanet
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Usenet
1974: Bell Labs rilasciano Unix
1978: UUCP (Unix-to-Unix Copy Protocol)
1978: Due studenti dell’Università di Chicago creano il primo BBS (Bulletin Board System)
1979: Usenet News
1979: 1° ponte Arpanet-Usenet a Berkeley, nasce Internet
1983: Fido, Fidonet per PC-DOS
1985: NNTP per scambio news su TCP/IP
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Indirizzo IPv4
Composto da una sequenza di quattro numeri compresi tra 0 e 255 (4 byte)
160.78.28.83 – Indirizzo pubblico (UniPR) 192.168.1.1 – Indirizzo privato
(10.*.*.* – 172.16-31.*.* – 192.168.*.*) 127.0.0.1 – Loopback
Spazio indirizzi: soli 32 bit → uso indirizzi privati
NAT (Network Address Translator): intera rete locale con un unico indirizzo pubblico
Proxy: intermediario per una certa app., di solito web
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Domain Name System
Il DNS: nomi simbolici (domini) → indirizzi IP
www.repubblica.it, www.google.com, www.ce.unipr.it, WWW.UniPR.IT
Top level domain (parte finale nome) assegnato a livello internazionale (IANA); di due tipi:
Indicante il tipo di organizzazione:
com, edu, gov, int, net, mil, org, info, biz, name Indicante la nazione:
it, uk, fr, us, eu,…
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32 bit
Pacchetto IPv4
version
version ihlihl type of servicetype of service total lengthtotal length identification
identification flagsflags fragment offsetfragment offset time to live
time to live protocolprotocol header checksumheader checksum source address
source address destination address destination address options
options paddingpadding
3 campi per gestire la frammentazione
Su Ethernet: MTU (Maximum Transmission
Unit) = 1500 byte 3 campi per gestire
la frammentazione Su Ethernet: MTU (Maximum Transmission
Unit) = 1500 byte
datadata
(Non usato) Preferenza per:
* Latenza
* Largh. banda
* Affidabilità (Non usato) Preferenza per:
* Latenza
* Largh. banda
* Affidabilità Lunghezza header,
in blocchi da 32 bit (solitamente 160 bit)
Serve per options Lunghezza header,
in blocchi da 32 bit (solitamente 160 bit)
Serve per options 4=IPv4
6=IPv6 4=IPv4 6=IPv6
Decrementato ad ogni hop, per evitare cicli tracert: ttl = 1…
Decrementato ad ogni hop, per evitare cicli tracert: ttl = 1…
6=TCP 17=UDP
6=TCP 17=UDP
Controllo errori di trasmissione,
solo su header Controllo errori di trasmissione,
solo su header (Poco usate)
* Louse source route
* Strict source route
* Record route (Poco usate)
* Louse source route
* Strict source route
* Record route
Lunghezza pacchetto,
in byte Lunghezza
pacchetto, in byte
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Protocollo IPv6
Indirizzi a 128 bit
Numero di indirizzi IPv6 / m2 sulla Terra (6,66×1023) >
Numero di Avogadro!
Pacchetto con header molto semplificato
64 bit in tutto (senza contare gli indirizzi...) Poi header opzionali
Possibilità di stabilire dei flussi
Predefinizione di un percorso; via di mezzo tra commutazione di circuito e di pacchetto
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TCP – Transmission Control Protocol
Protocollo IP: senza connessione e inaffidabile
Ciascun pacchetto viaggia in maniera indipendente Senza garanzia di consegna (best effort)
UDP: datagrammi dentro pacchetti IP
TCP: orientato alla connessione e affidabile
Controllata la correttezza dei dati Pacchetti numerati e riordinati Re-invio pacchetti persi o scartati
Controllo ed eliminazioni dei dati duplicati Controllo di congestione del traffico
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Modello OSI/ISO
Liv. Definizione Descrizione
7 Applicazione Applicazioni (Web, eMail, Skype...) 6 Presentazione Standard formato dati (HTML, XML…) 5 Sessione Protocolli dei servizi:
FTP, HTTP, SMTP, RPC, TELNET...
4 Trasporto Protocolli TCP e UDP
3 Rete Protocollo IP
2 Collegamento
dati Trasmissione e ricezione dati dipendente dal tipo di hardware
1 Fisico Hardware
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Porta
Numero a 16 bit, usato sia da TCP (segmenti) che da UDP (datagram)
Mappa i dati in arrivo → un particolare processo in
esecuzione su quel computer
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Socket TCP
Punto terminale di una connessione a doppio senso tra due processi collegati alla rete
Associata ad un numero di porta, così il livello TCP può inoltrare i dati alla giusta applicazione
Applicazione server
Gira su un computer specifico
Legata ad una specifica porta, ben nota
Ascolta sulla porta, in attesa di una richiesta di connessione da un client
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Richiesta di connessione
Applicazione client
Conosce la macchina su cui gira il server Conosce la porta a cui è associato
Invia una richiesta di connessione
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Socket lato server
All'accettazione, il server ottiene una nuova socket, associata ad un nuovo numero di porta
Mentre soddisfa le richieste del client connesso
… può continuare ad ascoltare sulla porta originale per altre richieste di connessione
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Socket lato client
Se la connessione viene accettata, per il client viene creata una nuova socket
Non legata alla porta ben nota del server Assegnata una porta locale, scelta dal S.O.
Il client ed il server possono finalmente comunicare
attraverso le rispettive socket
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World Wide Web
Sistema per condivisione di informazioni ipertestuali Uno dei modi più diffusi di utilizzare la rete Internet Permette agli utenti di Internet di pubblicare e
accedere a documenti HTML, raggiungibili ad una certa URL via HTTP
Si basa su due programmi
Web server
Web client (browser)