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Michele Tomaiuolo Fondamentidi informatica Internet

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Academic year: 2023

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aiuolo Fondamenti di informaticaaiuolo Fondamenti di informatica egneria dell'informazione UniPRegneria dell'informazione UniPR ww.ce.unipr.it/people/tomamic/ww.ce.unipr.it/people/tomamic/

Internet

Fondamenti di informatica

Michele Tomaiuolo

tomamic@ce.unipr.it

http://www.ce.unipr.it/people/tomamic

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Tomaiuolo Fondamenti di informaticaTomaiuolo Fondamenti di informatica . Ingegneria dell'informazione UniPR. Ingegneria dell'informazione UniPR p://www.ce.unipr.it/people/tomamic/p://www.ce.unipr.it/people/tomamic/

Condivisione dell’informazione

Condivisione e replicazione delle risorse

Convenienza economica e crescita graduale (Difficile dimensionare un mainframe...)

Reti di calcolatori

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aiuolo Fondamenti di informaticaaiuolo Fondamenti di informatica egneria dell'informazione UniPRegneria dell'informazione UniPR ww.ce.unipr.it/people/tomamic/ww.ce.unipr.it/people/tomamic/

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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Tomaiuolo Fondamenti di informaticaTomaiuolo Fondamenti di informatica . Ingegneria dell'informazione UniPR. Ingegneria dell'informazione UniPR p://www.ce.unipr.it/people/tomamic/p://www.ce.unipr.it/people/tomamic/

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)

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