LA RETE – THE NET

1. LA RETE – THE NET Modello Client/Server • La rete si suddivide in Modello Peer to Peer LAN • Si classifica in MAN point to point WAN • La tecnologia di trasmissione può essere multipoint a stella ad anello broadcast • Topologie di rete a bus ad albero magliata Linea simplex • Esistono 3 tipi di regole per il trasferimento dei dati Linea half-duplex di circuito Linea full-duplex • Tecniche di commutazione di pacchetto ISO/OSI • I modelli per le reti TCP/IP ISDN • Le linee digitali sono ADSL La rete delle reti: internet • Il server Web • Gli strumenti di Internet • Intranet ed Extranet • Architettura di Internet • Il DNS

2. LA RETE – THE NET La rete è un insieme di sistemi per l’elaborazione messi in comunicazione tra loro I primi esempi di connessione risalgono agli anni ’60 quando si affiancava al computer più potente (mainframe) una serie di terminali in grado di connettersi al computer centrale e sfruttarne le risorse. Con la nascita e la diffusione dei PC, si è passati dal modello maniframe-terminale alle moderni reti di computer. Una rete di computer è un insieme di due o più computer in grado di trasmettere dati tra di loro.

3. MODELLO CLIENT/SERVER • Il modello client/server suddivide i sistemi connessi alla rete in due categorie: • computer server (servente) • computer client (cliente o richiedente) In questo modello la comunicazione ha la forma di un messaggio. Un messaggio è un insieme di caratteri e di dati che devono essere trasferiti da un sistema ad un altro.

4. MODELLO peer to peer Nelle reti peer to peer (spesso indicate con la sigla p2p) ogni computer funziona sia come client sia come server, mettendo a disposizione dell’intera rete alcune risorse condivise come Dischi fissi Lettori ottici stampanti In generale questo modello viene utilizzato per le reti di piccoli dimensioni. Negli ultimi anni si sono diffusi alcuni software in grado di creare reti peer to peer di grandi dimensioni a cui accedono contemporaneamente milioni di utenti sparsi in tutto il mondo per la condivisione di ogni tipo di file, soprattutto file musicali e film.

5. Reti locali lan (local area network) Sono le reti di dimensioni minori. Sono utilizzate soprattutto per consentire a un gruppo di utenti di condividere i dati o i programmi software utili per un certo tipo di attività aziendale. L’unità di misura utilizzata per la velocità di trasmissione sulle reti è Mbps (Megabit per secondo)

6. Reti METROPOLITANE Man (METROPOLITAN area network) Le reti MAN sono estensioni delle reti locali che possono arrivare a coprire un’intera metropoli. Le prestazioni in termini di velocità sono comprese tra i 2 Mbps e i 140 Mbps.

7. Reti GEOGRAFICHE WAN (WIDE area network) Le reti WAN possono arrivare a coprire l’intero pianeta. Per realizzare questo tipo di rete senza eccessivi costi, vengono utilizzate alcune infrastrutture già esistenti, per esempio le linee telefoniche, che però, spesso non permettono la trasmissione di segnali ad alta velocità.

8. TECONOLOGIA DI TRASMISSIONE POINT TO POINT Nelle reti point to point un collegamento mette in comunicazione solamente due nodi. Queste reti sono in assoluto le più semplici perché ogni messaggio uscente da un computer può essere diretto solamente all’altro computer. MULTIPOINT Nelle reti multipoint è possibile collegare più nodi utilizzando una stessa linea. BROADCAST Nelle reti con tecnologia broadcast si usa un unico canale trasmissivo condiviso da tutte le stazioni, così che il messaggio spedito da una stazione viene ricevuto da tutte le altre.

9. LINEA SIMPLEX Nella linea simplex la comunicazione è monodirezionale, cioè il sistema che riceve la comunicazione non è in grado di rispondere. È il caso della trasmissione radiotelevisiva oppure una centralina che rileva i dati sull’inquinamento atmosferico e li trasmette a un centro di raccolta regionale.

10. LINEA HALF-DUPLEX Nella linea half-duplex la comunicazione è possibile in entrambe le direzioni, ma uno solo per volta dei due elementi posti in comunicazione può trasmettere. Si pensi per esempio al ricetrasmettitore dove gli interlocutori parlano a turno.

11. LINEA FULL-DUPLEX Nella linea full-duplex la comunicazione è possibile in entrambe le direzioni e gli elementi interconnessi possono trasmettere in contemporanea. È il caso tipico di una comunicazione telefonica. Questa tipologia di trasmissione è attualmente la più diffusa.

12. LE TOPOLOGIE DI RETE • Con il termine topologia si fa riferimento alla disposizione dei nodi (oggetti fisici) nello spazio. Due nodi della rete possono essere messi in comunicazione in due modi differenti: • con una connessione fisica • con una connessione logica La combinazione fra collegamenti fisici e logici, implementati in una rete di comunicazione, definisce la topologia della rete. RETE A STELLA Al centro della stella si trova un hub. Con il termine hub si identifica un’apparecchiatura fisica che è un concentratore di cavi. Il centro stella può essere passivo, come nel caso dell’hub, o attivo, in questo caso è il centro nevralgico del sistema

13. LE TOPOLOGIE DI RETE RETE A BUS RETE AD ANELLO Sono reti di tipo broadcast, in quanto il messaggio trasmesso da un nodo viene ricevuto da tutti gli altri nodi. In una rete di questo tipo qualora riceva Questa topologia è basata su una linea chiusa alla quale possono connettersi tutti i nodi della rete: ogni nodo, per comunicare con un altro, deve far scorrere, lungo la struttura ad anello le proprie informazioni. delle informazioni che non lo riguardano non deve ritrasmetterle al nodo vicino, in quanto verranno ricevuta da tutti i nodi della rete Poiché il canale è condiviso, per riconoscere un destinatario da un altro è importante definire per ogni nodo un indirizzo; un nodo che riceve un messaggio destinato ad un altro nodo, lo ritrasmette di norma al suo vicino, finchè giunge a destinazione. Nel caso in cui un canale si guasti la rete smette di funzionare

14. LE TOPOLOGIE DI RETE RETE MAGLIATA RETE AD ALBERO È la topologia magliata con il minor numero di canali e quindi potrebbe essere la topologia preferita per il cablaggio delle WAN. NON COMPLETAMENTE CONNESSE Sono reti geografiche, in cui la tolleranza dei guasti dipende dal numero di canali implementati Bisogna prendere in considerazione, però, che nella rete ad albero la fault tollerance è inesistente e quindi si preferisce una rete COMPLETAMENTE CONNESSE magliata con maggior numero di connessioni. Sono reti che hanno maggior tolleranza ai guasti e costi rilevanti, perché il numero dei canali aumenta con legge quadratica rispetto ai nodi, per cui l’aggiunta di un nodo comporta l’aggiunta di n canali.

15. LE TECNICHE DI COMMUTAZIONE COMMUTAZIONE DI CIRCUITO COMMUTAZIONE DI PACCHETTO Questo tipo di commutazione crea un vero collegamento fisico tra i due utenti e questo rimane stabile e • Questo tipo di commutazione è basata sui sistemi digitali. Ogni volta che si effettua una trasmissione, è necessario indicare alcuni dati aggiuntivi con cui si definisce il mittente e il destinatario, proprio come accade per le spedizioni postali. Si ha quindi un’operazione di imbustamento che crea pacchetti pronti per essere inviati. Un pacchetto è costituito da due parti fondamentali: • Header; • Payload. riservato per tutta la durata della comunicazione. • La commutazione di circuito non permette di sfruttare appieno la capacità di una linea che resta occupata per tutta la durata della telefonata. L’utilizzo di questo tipo di commutazione prevede tre fasi distinte: • attivazione del circuito; • utilizzo del canale trasmissivo; • svincolo.

16. I MODELLI PER LE RETI: ISO/OSI Il modello di riferimento per le architetture di rete è stato definito dall’ISO (International Standard Organization)nel 1894 con la sigla OSI(Open System Interconnection). Il modello è denominato ISO/OSI. Il modello è formato da un insieme di sette livelli: • Livello di collegamento fisico • Livello di collegamento dati • Livello di controllo della rete • Livello di trasporto • Livello di sessione • Livello di controllo di presentazione • Livello di applicazione

17. I livelli del modello ISO/OSI 1. Livello di collegamento fisico • Il livello fisico si occupa della trasmissione dei singoli bit da un estremo all’altro dei vari mezzi di comunicazione che possono essere il doppino telefonico, il cavo coassiale, le fibre ottiche, le onde radio, i satelliti. • Gli elementi che si trovano al livello 1 sono: • Le schede di rete o NIC; • Gli hub 2. Livello di collegamento dati • Il livello del collegamento riguarda i dispositivi che gestiscono il collegamento dati da un PC all’altro della stessa rete. Controlla la correttezza delle sequenze di bit trasmesse e ne richiede eventualmente la ritrasmissione. • Gli elementi che si trovano al livello 2 sono: • Gli switch • I bridge

18. I livelli del modello ISO/OSI 3. Livello di CONTROLLO DELLA RETE Nel livello di rete i messaggi vengono suddivisi in pacchetti che, una volta giunti a destinazione, vengono riassemblati nella loro forma originaria. Il livello di rete si fa carico di scegliere una strada tra quelle disponibili, tramite i router che istradano i pacchetti verso il computer di destinazione. Il protocollo di rete più utilizzato nel livello 3 è il protocollo IP. Il principale elemento di interconnessione della rete a livello 3 è il router. Quando bisogna collegare delle reti di tipo diverso si usa il gateway. 4. Livello Del trasporto Il livello di trasporto gestisce la trasmissione dei pacchetti. Ha il compito di assicurare il trasferimento dei dati senza che vi siano errori o duplicazioni. Tra i protocolli standard utilizzati nel livello 4 ci sono i protocolli TCP e UDP. 5. Livello Di sessione Il livello di sessione gestisce la corretta sincronizzazione della corrispondenza dei dati che verranno poi visualizzati. Per sincronizzazione si intende a capacità di sapere sempre fino a che punto la comunicazione sia arrivata a buon fine.

19. I livelli del modello ISO/OSI 6. Livello Di CONTROLLO DI PRESENTAZIONE Il livello di presentazione gestisce i formati di conversione dei dati, cioè effettua tutte le opportune conversioni in modo da compensare eventuali differenze di rappresentazione e di formato dei dati in arrivo o in partenza 7. Livello Di applicazione Il livello di applicazione riguarda i cosiddetti programmi applicativi. Questo livello gestisce la visualizzazione dei dati relativa a programmi di login remoto, file transfer, posta elettronica. Anche per la pila ISO-OSI vale il principio secondo il quale la trasmissione dei dati tra due host deve avvenire in modo che i dati percorrano la pila di livelli dall’alto verso il basso per il dispositivo che trasmette e, successivamente, dal basso verso l’alto per il dispositivo che riceve i dati. In questo passaggi i dati vengono modificati da ciascun livello con l’incapsulamento.

20. I MODELLI PER LE RETI: TCP/IP Il modello TCP/IP (Transmission Control Protocol) è definibile come protocollo,o meglio insieme di protocolli: esso ha avuto una maggiore diffusione nella connessione delle reti, grazie alla sua semplicità, che si contrappone alla complessità dell’architettura ISO-OSI. IP(internet protocol) e TCP(Transmission Control Protocol) sono i due protocolli più rappresentativi di un insieme di protocolli presenti rispettivamente ai livelli corrispondenti ai livelli 3 e 4 del modello ISO/OSI. Il livello di rete nel modello TCP/IP è incaricato di muovere i pacchetti della sorgente fino alla destinazione finale, attraversando tanti sistemi intermedi(router) quanti è necessario. Nel caso di reti interconnesse da router, al livello di rete si possono avere cammini alternativi di collegamento tra due nodi della rete. GLI INDIRIZZI IP In una rete viene associato a ogni interfaccia di rete un numero chiamato indirizzo IP che permette di identificare il computer all’interno della rete stessa. L’indirizzo IP è formato da 4 numeri, ognuno compreso tra 0 e 255. In generale un indirizzo IP è scomponibile in due parti: l’indirizzo della rete e indirizzo del computer. In ogni rete vi è poi un altro IP particolare chiamato indirizzo di broadcast, con i bit finali tutti uguali a 1, che viene utilizzato per trasmettere a tutti i computer della rete e che non può essere utilizzato per definire nessun nodo in particolare.

21. I livelli applicativi del modello tcp/ip Il protocollo TCP è un protocollo di trasporto che nella pila dei protocolli TCP/IP può fornire supporto diretto a molti applicativi internet. A livello di applicazione si possono trovare i seguenti protocolli utilizzati per la rete internet: • HTTP(HyperText Transfer Protocol), per la trasmissione di informazioni ipertestuali; • FTP(File Transfer Protocol), per la trasmissione di file tra due sistemi; • SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), per il trasferimento della posta elettronica; • POP3, protocollo per il ricevimento della posta elettronica; • Telenet, per accedere a un computer remoto come utente di quel sistema, pur essendo magari a migliaia di chilometri di distanza. Questo protocollo è stato abbandonato per motivi di sicurezza; • SSH, ha le stesse funzioni di Telenet, ma gestisce trasmissioni criptate ed è più sicuro. Una porta è un meccanismo utilizzato per identificare una specifica applicazione di rete su un computer. Le porte sono identificate con numeri da 1 a 65.535.

22. LE LINEE DIGITALI Fino alla metà degli anni ’80 tutte le reti pubbliche sia nazionali che internazionali facevano riferimento al sistema telefonico su linee analogiche. Le linee digitali messe attualmente a disposizione sono: • ISDN(Integrated Services Digital Network) è uno standard internazionale che consente di integrare la trasmissione di messaggi vocali con quella di dati e immagini. Con questa linea non è possibile utilizzare servizi (fax,segreteria telefonica, comunicazione vocale) contemporaneamente, dato che la linea telefonica non consente in generale la trasmissione contemporanea di segnali di tipo diverso. • ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line) è una tecnologia che permette la trasmissione di informazioni multimediali ad alta velocità sulle linee telefoniche esistenti che usano il doppino di rame come mezzo trasmissivo. Gli adattatori ADSL permettono di trasmettere le informazioni dal centro servizi verso l’utente a una velocità teorica che può variare da 8 Mbpr a 24 Mbps. Le linee telefoniche convenzionali hanno dei filtri per eliminare i disturbi apprezzabili della voce. Rimuovendo questo filtraggio la banda a disposizione aumenta considerevolmente. Una volta rimosso il filtraggio, l’ADSL comprime il segnale digitale frazionandolo in tante frequenze indipendenti dal tradizionale segnale telefonico vocale a bassa frequenza.

23. LA RETE DELLE RETI: INTERNET Internet ha rivoluzionato il mondo del computer e delle comunicazioni in un modo senza precedenti. Nel tracciare la storia di internet emergono alcuni aspetti fondamentali: • l’evoluzione tecnologica; • la gestione operativa dell’infrastruttura • l’aspetto culturale • l’aspetto commerciale. Le origini di Internet risalgono agli anni ’50 e ’60 quando le due grandi potenze mondiali, Stati Uniti e Unione Sovietica, erano impegnate in due sfide: il confronto scientifico e il confronto militare(Guerra Fredda).

24. Intranet ed extranet Intranet ed Extranet sono diventate tecnologie diffuse nelle aziende. Una Intranet è la realizzazione di una rete di tipo internet all’interno di un’azienda. Una rete intranet serve per distribuire le informazioni aziendali e le risorse informatiche tra i dipendenti. Una Extranet è una rete privata che utilizza i protocolli di Internet e il sistema pubblico di telecomunicazioni per mettere a disposizione in modo sicuro informazioni e transazioni con fornitori, venditori, partner, clienti e altri operatori commerciali. Una Extranet può ance essere vista come una rete Intranet aziendale che viene resa disponibile agli utenti al di fuori dell’azienda

25. ARCHITETTURA DI INTERNET La comunicazione tra due macchine in Internet consiste nello scambio di pacchetti; ogni pacchetto spedito da un host ha incorporato l’indirizzo IP dell’host di destinazione che consente di attivare un percorso detto instradamento. L’indirizzo IP è di fondamentale importanza: ogni computer collegato alla rete Internet possiede un indirizzo(IP address) composto da quattro numeri compresi tra 0 e 255 e separati dal punto, per esempio: 194.133.117.3 Questo indirizzo è assegnato al computer dell’utente dal Provider del servizio di accesso a internet (ISP, Internet Service Provider) al momento del collegamento. statica dinamica Il Provider può assegnare una connessione dell’IP in modalità IP STATICO: IP DINAMICO: L’IP dinamico viene gestito da uno dei protocolli standard delle reti, chiamato DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol). Il PHP consente di creare pagine dinamiche per il Web, con le quali gestire l’interazione con il browser. Nell’IP statico si ha sempre un indirizzo fisso ed è generalmente più costosa

26. Il dns • Il Domain Name System (DNS) è il sistema che traduce i nomi dei domini Internet in indirizzi IP e viceversa. I server DNS sono presenti sui computer dei provider della rete Internet. • Nell’indirizzo simbolico www.museoscienza.org • www indica che si tratta di un indirizzo si un sito World Wide Web; • museoscienza è il nome vero e proprio del sito; • org indica che si tratta di un’organizzazione o di un’azienda non-profit. • I sussidi che rappresentano i domini sono: • com per indicare le aziende • org per le organizzazioni o le aziende non-profit • net per gli enti che si occupano delle tecnologie • edu per le scuole e le università americane • mil per gli enti militari americani • gov per le istituzioni governative americane L’organizzazione che responsabile dell’amministrazione e del coordinamento del DNS è l’ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)

27. Il server web Il World Wide Web o www è uno tra i servizi più conosciuti e offerti da Internet. Il www consente a varie persone di condividere un insieme di documenti chiamati pagine web. Il server web è un’applicazione che rimane sempre in esecuzione in attesa delle richieste inviate dal browser(client). I servizi Web più diffusi sono Apache per il sistema operativo Linux e Internet Information Services (IIS) per il sistema operativo Windows. Per controllare che il server Web sia attivo basta aprire il browser e scrivere nella casella dell’indirizzo http:localhost essendo localhost il nome che identifica la macchina locale. Il server localhost corrisponde all’indirizzo IP 127.0.0.1

28. Gli strumenti di internet Gli strumenti di internet sono: • Il browser È un programma che serve per visualizzare le pagine presenti nella rete Internet. Le pagine sono scritte con il linguaggio HTML(HyperText Markup Language). La trasmisisone die documenti e delle risorse multimediali è gestito tramite il protocollo HTTP. Quando si vuole accedere a un sito o ai documenti di Internet, occorre specificare nella casella Indirizzo del browser l’ URL(Universal Resource Locator). Il formato di un URL è: protocollo://nome_host.nome_di_dominio/percorso/nomefile • Plug-in Sono moduli software aggiuntivi che aumentano la capacità del browser Web. Un esempio di plug-in è rappresentato dal visualizzatore Acrobat Reader di file in formato pdf: se questo plug-in è presente nel computer dell’utente, il browser è in grado di visualizzare il contenuto di un documento in formato pdf. • Applet Java Java è un linguaggio di programmazione espressamente progettato per le applicazioni distribuite si Internet. Può anche essere usato per costruire piccoli moduli applicativi(applet) utilizzati come parti di una pagina Web. Le Applet Java servono per realizzare animazioni, procedure interattive o calcoli. • Javascript Uno script è una sequenza di istruzioni che vengono interpretate da un altro programma. Per scrivere gli script si usano appositi linguaggi, detti linguaggi di scripting; tra i linguaggi di scripting, il più utilizzato è il javascript. Il Javascript è un linguaggio adatto per scrivere script da inserire all’interno delle pagine Web per la realizzazione di animazioni o interattività con gli utenti.