1 Laboratorio informatico I RETI INFORMATICHE INTERNET Francesco Tura [email protected] © F....

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Laboratorio informatico I

RETI INFORMATICHE

INTERNET

Francesco Tura

[email protected]

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Comunicazione tra computer

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Più computer possono essere collegati e quindi comunicare tra di loro al fine di:

• scambiarsi informazioni• condividere risorse

RETI INFORMATICHE supporti fisici che permettono ai computer di comunicare tra loro

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I supporti fisici che costituiscono le reti informatiche si possono dividere nelle seguenti principali categorie:

• cavi elettrici

Comunicazione tra computerSUPPORTI FISICI DI TRASMISSIONE

• fibre ottiche

• onde elettromagnetiche

doppino telefonico

cavo coassiale

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Cavi elettrici


Doppino telefonico. Coppia di fili di rame utilizzata per le comunicazionitelefoniche e quindi per trasportare un segnale elettrico analogico(continuo). È pertanto necessario interporre un MODEM (vedi Hardware)per trasformare le informazioni da segnali elettrici digitali (bit) in segnalielettrici analogici (in uscita dal computer mittente) e viceversa (in ingresso nel computer destinatario). trasmissione lenta baude rate da 2,4 a 56 kbit per secondo (bps)[ora aumentabile fino a 106 bps con la tecnologia ADSL].

Cavo coassiale. Filo centrale portante contenuto in materiale isolante ecircondato da maglia di filo di rame. trasmissione veloce baude rate fino a 106 bps

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Fibre ottiche


Materiale contenente particolari dispositivi (diodi fotoelettrici) che emettono luce: la codifica dell’informazione binaria è basata sullaassenza (= cifra 0) o presenza (= cifra 1) di luce. La fibra è rivestita di materiale opaco per impedire la fuoriuscita della luce. trasmissione molto veloce baude rate circa 109 bps

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Onde elettromagnetiche


Utilizzate per le trasmissioni via satellite.Vengono occupate specifiche bande di frequenza.L’informazione viaggia con la velocità della luce (ritardo = ~ 200 msec) la velocità di trasmissione dipende dalla larghezza della banda

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Comunicazione tra computerCOMMUTAZIONE

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La comunicazione tra computer su di una rete informatica consiste in un flusso di informazioni che viaggiano da un calcolatore ad un altro

COMMUTAZIONE è il sistema con cui le informazioni che partono dal calcolatore mittente vengono recapitate al computer destinatario

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Comunicazione tra computerCOMMUTAZIONE

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Commutazione di circuito

Commutazione a pacchetto

Utilizza un canale riservato (es. doppino telefonico o banda di frequenze completamente dedicata) Il supporto non può essere utilizzato da più comunicazioni in contemporanea

Utilizza un canale condiviso con altre comunicazioni.Le informazioni da inviare vengono spezzate in una serie di pacchetti di dimensioni ridotte (1,5 Kbyte) contenenti ciascuno:• i dati da trasmettere (es. parte di un file)• informazioni per individuare il computer destinatario• il numero progressivo del pacchetto all’interno dell’unità di informazione (es. file)

Il supporto può essere utilizzato da più comunicazioni in contemporanea

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Comunicazione tra computerPROTOCOLLI DI COMUNICAZIONE

PROTOCOLLO DI COMUNICAZIONE

insieme di regole necessarie affinché l’informazione che passa da un computer all’altro giunga correttamente a destinazione

Si tratta di particolari programmi (software) atti a realizzare e controllare il trasferimento delle informazioni

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I protocolli sono definiti nell’ambito di standard internazionali, di cui il più famoso è lo standard Open System Interconnection della International Standard Organisation (ISO-OSI)

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Comunicazione tra computerNODI

NODO in una rete

qualsiasi dispositivo hardware del sistema in grado di comunicare con gli altri dispositivi che fanno parte della rete

Es: pc, stampante, ecc.

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Classi di reti

Reti locali / LAN (Local Area Network)

Reti geografiche / WAN (Wide Area Network)

Reti metropolitane / MAN (Metropolitan Area Network)

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Classi di reti

Reti locali (LAN)

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Sono concentrate in un ambito territoriale ristretto (es. edificio, campus, ecc.)

Si utilizzano in uffici, aziende, dipartimenti, ecc. per mettere in condivisione risorse (informazioni e/o periferiche) tra più utenti e per lo scambio di informazioni tra questi ultimi

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Classi di reti

Reti geografiche (WAN)

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Sono utilizzate dalle grandi aziende con filiali distribuite sul territorio oppure da enti pubblici (es., in Italia, la rete Itapac del Ministero delle Poste creata nel 1983)

Occupano un ambito territoriale molto vasto (nazione o addirittura continente)

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Classi di reti

Reti metropolitane (MAN)

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Coprono un’area metropolitana

Sono gestite dalle municipalità o da società di servizi locali (es. rete Iperbole di Bologna)

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Modelli di reti

peer-to-peer

client-server

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Non esistono differenze di funzioni tra i computer collegati

Si utilizza quando i computer in rete sono pochi

Uno dei computer (server) soddisfa le richieste di (scambi di) informazioni provenienti dagli altri computer (client) Il server non viene utilizzato come postazione di lavoro e resta generalmente sempre acceso Sul server vengono memorizzati i file che vengono utilizzati da più utenti attraverso i relativi computer client Al server vengono collegate periferiche che si vuole siano condivise da tutti i client

Ciascun computer fa sia da server sia da client

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Topologie delle reti

Rete a stella

Ha un computer centrale al quale sono collegati tutti gli altri

Tutte le informazioni debbono passare per il computer centrale, che controlla il flusso dei dati

L’aggiunta o la rimozione di un computer dalla rete non comporta problemi

Se smette di funzionare il computer centrale si blocca tutta la rete

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Topologia delle reti

Rete a bus (lineare)

I computer sono connessi tutti ad uno stesso tronco di linea principale (bus)

Se uno dei computer smette di funzionare, per gli altri la rete continua ad essere utilizzabile regolarmente

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Rete ad anello

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I computer sono disposti lungo un circuito chiuso (concentratore) e le informazioni circolano lungo l’anello

Ciascun computer riceve le informazioni dal computer che lo precede: preleva quelle che gli sono indirizzate, eventualmente aggiunge quelle da inviare ad un altro computer ed invia il tutto al nodo successivo

I tempi di trasmissione sono proporzionali al numero di computer sulla rete

Se un computer smette di funzionare il passaggio delle informazioni si blocca

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Rete irregolare (a maglia)

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Ogni computer è collegato in modo ad uno o a più computer della rete secondo uno schema non predefinito

Se uno dei computer smette di funzionare in genere il collegamento tra gli altri non è compromesso in quanto sono possibili percorsi alternativi (l’informazione passa per altri computer)

Ogni computer riceve informazioni dai computer direttamente ad esso collegati, preleva quelle che lo riguardano e reinvia le altre – insieme alle eventuali proprie – ancora ai computer direttamente collegati

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Internet

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È una rete risultante dalla connessione di reti locali distribuite in tutto il mondo

Ha una topologia a maglia

Ogni computer collegato alla rete (nodo) è in grado di originare, ricevere e trasmettere informazioni

Si basa su commutazione a pacchetto

Utilizza il protocollo di comunicazione TCP/IP

È organizzata in modo gerarchico

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Protocollo TCP/IP

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TCP = TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL

Non segue fedelmente il modello ISO-OSI

IP = INTERNET PROTOCOL

Si basa sulla coppia di protocolli TCP + IP

La componente TCP gestisce il trasporto dei pacchetti, controllando il flusso dei dati (ed eventualmente reinviando i pacchetti persi o danneggiati)

La componente IP scompone le informazioni da inviare creando i pacchetti e gestisce l’instradamento di questi ultimi verso la destinazione da parte del router dispositivo hardware che controlla la destinazione dei pacchetti

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Gerarchia di Internet

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I singoli nodi si collegano all’Internet Service Provider (ISP), computer (gestito da ente o azienda) che fornisce l’accesso locale ad Internet

• Nel caso di rete collegata ad Internet (es. di dipartimento, azienda, ente, ecc.), tutti i computer della rete sono collegati stabilmente ad un server che funge da ISP

• Nel caso di collegamento di computer stand alone (= non facente parte di una rete), come per es. il pc di casa, il computer si collega - tramite modem+linea telefonica normale o tramite linea a fibra ottica se presente - ad un ISP

Gli ISP sono a loro volta connessi ai National Service Provider (NSP), ossia ISP nazionali

I vari NSP sono collegati tra loro da Network Access Point (NAP), canali di comunicazione ad alta capacità

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IP number Numero che identifica in modo univoco ciascun computer connesso a Internet (= ciascun nodo della rete)

Composto di 32 bit suddivisi in 4 byte 4 gruppi di 8 bit ciascuno, che corrispondono a 4 gruppi di numeri da 0 a 255 separati da un punto

Esempio: 137.204.231.200

IP statico attribuito una volta per tutte ai computer collegati a Internet in modo permanente (es. pc di una rete collegata a Internet)

IP dinamico attribuito di volta in volta dall’ISP ad un computer che chiede il collegamento a Internet (es. pc stand-alone)

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Componenti dell’IP number

IP number = NETID + HOSTID

parte che identifica la rete collegata a Internet cui il nodo appartiene

parte che identifica il singolo nodo (computer) all’interno della rete collegata a Internet

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Classi di IP number

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A seconda di quanti dei 4 byte che li compongono sono dedicati al NETID e quanti all’HOSTID gli IP si dividono in 3 categorie (classi di IP)

classe A(reti molto grandi)

HOSTID NETID

La rete è identificata dal primo byte e il computer dagli altri tre

classe B(reti medie)

classe C(reti piccole)

HOSTID NETID

La rete è identificata dai primi due byte e il computer dagli altri dueNETID HOSTID

La rete è identificata dai primi tre byte e il computer dall’ultimo

Esempio (rete di classe C):

137.204.231.200

NETID HOSTID

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Futura versione di IP number: IPv6

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• costituito da 128 bit (= 16 byte)

• suddiviso in 5 gruppi di 16 bit ciascuno

• aumento del range di assegnazione

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Domain Name Server (DNS)

Meccanismo interno al protocollo TCP/IP che, con lo scopo di ottenere una più facile memorizzazione da parte degli utenti, associa ad un IP number di un computer una stringa alfanumerica chiamata nome di dominio

Il nome di dominio è composto da più parti separate da un punto

Esempio:

137.204.231.200 aries.giuri.unibo.it IP number nome di dominio

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Le “tabelle” di associazione sono memorizzate in alcuni server in rete che svolgono la funzione di domain name server i quali vengono “interrogati” da parte del protocollo TCP/IP

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Livelli del nome di dominio

Il nome di dominio si divide in 2 livelli:

Top Domain Level (TDL) parte che segue l’ultimo punto

Second Domain Level (SDL) parte che precede l’ultimo punto

Esempio:aries.giuri.unibo.it

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SDL TDL

corrisponde a HOSTID+NETID

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Top Domain Level

È di tipo geografico o tematico

• TDL di tipo geografico: it, fr, uk, de, es, at, ecc a seconda della nazione

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• TDL di tipo tematico:

com per le organizzazioni commerciali

org per le associazioni senza fine di lucro

edu per le istituzioni accademiche (in USA)

net per gli ISP e i centri di servizi di rete

gov per gli organi di governo

mil per le strutture militari

biz per le imprese

ecc.

name per i privati

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Second Domain Level

Corrisponde a NETID+HOSTID dell’IP Number

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Esempio:aries.giuri.unibo.it

identifica il nodo(computer)

identifica la rete

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Altri protocolli di Internet

In aggiunga al protocollo TCP/IP, che tutti i computer collegati in Internet utilizzano per il trasferimento dell’informazione, esistono in Internet ulteriori protocolli di comunicazione con funzioni specifiche, tra i quali i più importanti sono:

HTTP (HyperText Transport Protocol) per il World Wide Web

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)POP (Post Office Protocol) per la posta elettronica

FTP (File Transfer Protocol) per il trasferimento dei file

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Servizi di Internet: World Wide Web Struttura costituita da milioni di documenti residenti su computer differenti e distanti tra loro – ma virtualmente correlati mediante collegamenti ipertestuali (link) [ navigazione tra i vari documenti]– che contengono informazioni multimediali su argomenti di qualsiasi genere

La consultazione dei contenuti (= pagine web o siti) pubblicati su di un web server da parte di un utente collegato ad Internet - ovvero la navigazione in Internet - avviene mediante un apposito programma applicativo denominato browser (es. Internet Explorer, Netscape, ecc.)

Ogni nodo su cui siano disponibili (pubblicati) documenti multimediali si dice web server ( si tratta generalmente di un computer che viene lasciato sempre acceso e collegato in Internet e sul quale è sempre in esecuzione il protocollo di comunicazione HTTP)

I contenuti da pubblicare su di un web server sono composti tramite in un particolare linguaggio di programmazione standardizzato denominato HyperText Markup Language (HTML) che non dipende dal tipo di sistema operativo e che quindi può essere “compreso” da qualsiasi computer si connetta al web server (qualunque sia il suo sistema operativo)

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World Wide Web

Uniform Resource LocatorUniform Resource Locator (URL) numero o stringa alfanumerica che permette di identificare in modo univoco in Internet una risorsa (es. sito o pagina web)

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Può includere il solo IP number o il solo nome di dominio, ma può anche indicare direttamente la pagina cui si vuole accedere direttamente (in questo caso contiene dei simboli / che indicano il percorso per la directory (cartella) in cui la risorsa cui si vuole accedere è contenuta

Esempihttp://137.204.140.100 URL coincidente con l’IP numberhttp://www.cirfid.unibo.it URL o n nt on l c i cide e c i nome di dominiohttp://www.cirfid.unibo.it/didattica URL sp nt l s to u ecifica e i i c i acce dere

Comprende l’indicazione del protocollo utilizzato per l’accesso (es. http:// per i siti web [in alcuni browser è sottinteso] o ftp:// per scaricare file) e, in alcuni casi, dall’indicazione www (= World Wide Web) separata da punto

Va fornito al browser per l’accesso ad una risorsa web.

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World Wide Web

Motori di ricerca

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MOTORE DI RICERCA programma applicativo deputato alla ricerca dell’informazione (ossia di documenti ipertestuali) sul World Wide Web

Può prevedere l’utilizzo di operatori (es. booleani) al fine di raffinare la ricerca Obiettivo trovare tutti e soli i documenti pertinenti la mia ricerca

Es: Google, Northernlight, Altavista, Arianna, ecc.

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Servizi di Internet: Posta elettronica (e-mail)

E-MAIL (Electronic Mail) Servizio attivo sulla rete Internet che consente lo scambio di messaggi tra diversi utenti collegati

I computer presenti in rete Internet dedicati al servizio di posta elettronica si dicono mail server (server di posta elettronica)

I server di posta elettronica possono essere computer in rete ad hoc e/o computer che già svolgono altre funzioni di server (es. gli ISP, i web server, ecc.)

La consultazione della posta elettronica può avvenire:

• collegandosi direttamente al mail server via web quando esso svolga anche funzioni di web server (web mail)

• scaricando i messaggi dal mail server sul proprio computer con un programma applicativo apposito (client di posta elettronica, come Outlook Express, Eudora, ecc.)

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Posta elettronica (e-mail)Fasi di invio/ricezione di un messaggio

1. Il mittente compila il messaggio sul proprio pc

2. Il mittente invia il messaggio specificando l’indirizzo di posta elettronica, così composto:nome convenzionale (stringa) + @ + nome di dominio del mail server(es: [email protected])

3. Il messaggio arriva al proprio mail server (ossia della rete cui il nostro pc è collegato) da dove il protocollo SMTP manda una richiesta al DNS per ottenere l’IP number associato al nome di dominio del mail server del destinatario [ questa funzione del mail server si definisce funzione di SMTP server]

4. Il messaggio viene inviato al mail server del destinatario, ove il protocollo POP lo riceve, lo memorizza e lo conserva [ questa funzione del mail server si definisce funzione di POP server]

5. Il destinatario si collega al proprio mail server e potrà leggere il messaggio o scaricandolo sul proprio pc (se utilizza un programma client) o direttamente sul sito web cui è collegato (se utilizza la web mail)

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Posta elettronica (e-mail)Opzioni esercitabili nella spedizione di una e-mail È possibile inviare la stessa mail a uno o più destinatari, inserendo il rispettivo/i indirizzo/i di posta elettronica nell’apposito spazio contrassegnato in genere dalla dizione “to” o “a”. Gli indirizzi dei destinatari, quando più di uno, vanno distinti tramite un apposito separatore (virgola, punto e virgola, ecc.)

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È possibile inviare una mail per conoscenza ad altro/i destinatario/i oltre a quello/i principale/i, inserendo il/i rispettivo/i indirizzo/i di posta elettronica nell’apposito spazio contrassegnato in genere dalla dizione “cc” (carbon copy)

È possibile inviare una mail per conoscenza ad uno o più destinatari senza che il destinatario/i principale della mail ne venga a conoscenza, inserendo il/i rispettivo/i indirizzo/i di posta elettronica nell’apposito spazio contrassegnato in genere dalla dizione “bcc” (blind carbon copy) o “ccn”

Tale opzione viene per lo più esercitata quando si intende spedire la stessa mail a più destinatari senza rivelare a ognuno di essi gli indirizzi di posta elettronica degli altri (per problemi di privacy): in tal caso si indica come destinatario principale il proprio indirizzo e-mail (in pratica si invia la mail a se stessi) e si inseriscono nel campo bcc i nomi di tutti coloro a cui si intende spedire la mail

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Servizi di Internet: Trasferimento di file

Per trasferire file da un computer ad un altro non appartenente alla stessa rete locale può essere utilizzata la la rete Internet operando in uno dei seguenti modi:

allegandolo ad un messaggio di posta elettronica [per file che non occupano più di pochi Mb di memoria]

utilizzando il protocollo FTP [per file di grosse dimensioni]

Il protocollo FTP prevede la connessione diretta al nodo remoto cui si vuole inviare il file, effettuata tramite il programma applicativo TELNET

[es.: digitando dal prompt dei comandi Telnet seguito dall’IP number (o dal nome di dominio) del nodo remoto cui ci si vuole connettere, la finestra del prompt dei comandi diventa un terminale del nodo remoto stesso.]

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