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09/03/2018

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DALLE RETI A INTERNET

Fondamenti di Informatica 1 (matr. dispari AA 17-18)

Le Reti di Calcolatori

9 marzo 2018

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Fondamenti di Informatica 1 (matr. dispari - AA 17-18) - Mauro Cadei

Rete di Calcolatori

computer network

2 o più calcolatori autonomi collegati tra loro per:

comunicare

condividere risorse

nodi

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Estensione

Rete Personale (PAN, Personal Area Network): PC + periferiche

WPAN: wireless PAN

Rete Locale (LAN, Local Area Network): in un edificio o in edifici adiacenti

WLAN: wireless LAN

Rete Metropolitana (MAN, Metropolitan Area Network): in un’area urbana

Rete Geografica (WAN, Wide Area Network): in un’ampia area geografica

Rete Globale (GAN, Global Area Network): estensione globale

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Rete Privata Virtuale

VPN, Virtual Private Network

simulazione, attraverso una rete pubblica (Internet) di una connessione diretta tra 2 calcolatori o 2 LAN

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Internetworking

interconnessione

tra 2 o più reti:

reti di reti

Internet: rete di

reti estesa a

livello mondiale

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Rete ≠ Internet

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La Comunicazione

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Segnale

9 marzo 2018Fondamenti di Informatica 1 (matr. dispari - AA 17-18) - Mauro Cadei

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definizione intuitiva:segnale = insieme dei valori che una grandezza assume nel tempo e che possono essere impiegati come “supporto” per informazione

definizione matematica:segnale = una funzione del tempo s(t)

s(t1) = ampiezza del segnale al tempo t1

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Segnali: Esempi


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variazione nel tempo

della tensione ai capi di un circuito

elettrico

del cambio Euro/Dollaro

della temperatura corporea di una

persona

del valore di un titolo quotato in borsa

del volume di un suono

dell’altezza del livello di un corso

d’acqua

Sistema di Comunicazione


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sorgente

destinatario

messaggio

messaggio

canale di trasmissione

rumore

trasmettitore ricevitoresegnale

sistema di trasmissione

Messaggio

sequenza finita di simboli

ogni simbolo è scelto da un

insieme finito (alfabeto)

la sorgente lo invia al

destinatario tramite il

trasmettitore

il trasmettitore lo codifica

con un segnale per farlo

giungere al ricevitore

tramite il canale

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Rumore


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un segnale in ingresso, passando attraverso il canale,

può risultare trasformato in un diverso segnale in uscita

i simboli decodificati dal ricevitore possono essere

quindi diversi da quelli codificati dal trasmettitore

Ridondanza


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si introducono nel messaggio simboli aggiuntivi

(ridondanti) allo scopo di consentire

l’individuazione di simboli modificati dal rumore (errori

di trasmissione)

l’eventuale correzione

esempio: ogni simbolo nel messaggio viene

trasmesso 2 volte

“ciao” viene trasmesso “cciiaaoo”

se viene ricevuto “ccilaaoo” viene individuato un errore

sul secondo simbolo

I Mezzi Fisici

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Mezzo Fisico

mezzi guidati: il segnale viaggia lungo linee fisiche(rete cablata)

mezzi non guidati(wireless, senza fili): il segnale (elettromagnetico) viene irradiato nello spazio(trasmissione via etere)

velocità: si misura in bps (bit al secondo) o multipli (Kbps, Mbps, Gbps…)

b (bit) ≠ B (byte)

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Doppino Telefonico

struttura: due o più coppie di fili di rame

(più diffuso: 4 coppie)

ogni filo è ricoperto di materiale isolante

i due fili di ogni coppia sono intrecciati per ridurre le interferenze elettromagnetiche

UTP = Unshielded TwistedPair

connettore RJ45

velocità: fino a 1 Gbps

distanza: fino a 100 m9 marzo 2018

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LAN su Doppino Telefonico

ogni stazione (PC, stampante…) dispone di

un’interfaccia di rete (NIC = Network Interface Card)

un doppino collega ciascuna interfaccia di rete ad un

concentratore (hub, switch)9 marzo 2018

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http://www.tech-faq.com/utp.shtml

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Cavo Coassiale

struttura:

corpo centrale conduttore

ricoperto da materiale isolante

avvolto da una rete di fili di rame (calza) che funge da schermatura verso le interferenze esterne

racchiuso in una guaina isolante esterna

thin (sottile, Ø 3 mm): 10 Mbps

thick (spesso, Ø 15 mm): 200 Mbps

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Fibra Ottica

sottili fili di materiale trasparente impiegati per trasmettere segnali luminosi

struttura:

conduttore centrale (core)

avvolto da un rivestimento (cladding) con indice di rifrazione minore del core

avvolto da una guaina opaca che assorbe la luce

banda molto elevata

ridotta attenuazione del segnale

immunità da interferenze elettromagnetiche

dimensioni e peso ridotti

velocità attualmente fino 10 Gbps

applicazioni: lunghe distanze, MAN, LAN

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Raggi Infrarossi

IRDA (InfraRed Data

Association)

onde elettromagnetiche

infrarosse

i dispositivi devono “vedersi”

lenta: 115 Kbps – 16 Mbps

WPAN

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Bluetooth

onde radio

velocità: fino 3 Mbps

distanza: qualche decina di metri

WPAN

origine del nome: re Aroldo I di Danimarca “Dente Azzurro” (danese: Harald Blåtand, inglese: Harold Bluetooth), abile diplomatico, riunì gli scandinavi

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Wi-Fi

Wireless Fidelity

onde radio

protocolli IEEE 802.11

velocità: fino 3 Gbps

WLAN: l’interfaccia di rete wireless si connette ad un access point (a sua volta connesso alla LAN tramite cavo)

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Internetworking

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On Line & Off Line

in linea:

connesso ad una rete

(nel linguaggio comune:

connesso ad Internet)

fuori linea:

non connesso ad una rete

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Internet Access Provider

IAP, fornitore di accesso ad Internet

più generale:Internet Service Provider(ISP, fornitore di servizi Internet)

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Internet Access

Provider Internet

Modem

trasmissione digitale su

linea telefonica

modulazione: codifica di

dati digitali in segnali

analogici

demodulazione:

decodifica di segnali

analogici in dati digitali

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Dial-Up


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linea telefonica analogica tradizionale (POTS, Plain Old TelephoneSystem)

modem analogico (max 56 Kbps)

linea ISDN

modem ISDN (max 128 Kbps)

adatto a connessioni domestiche e SOHO (Small Office Home Office)

Linea Dedicata


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CDN (Circuito Diretto Numerico)

router

max 2,5 Gbps

adatta per organizzazioni medio-grandi (e ISP / IAP)

DSL

Digital Subscriber Line (linea digitale per il privato cittadino)

su una linea telefonica tradizionale si trasmettono contemporaneamente

voce/fax su frequenze 0 – 4 KHz

dati su frequenze 26 – 2.200 KHz

160 Kbps – 52 Mbps (banda larga, broadband)

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line): velocità maggiore in ingresso (download) che in uscita (upload)

HDSL (High-Data-Rate Digital Subscriber Line): simmetrica

RADSL (Rate-Adaptive Digital Subscriber Line)

VDSL (Very-High-Bit-Rate Digital Subscriber Line)

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Router ADSL

molto diffusi per uso

domestico

funzioni:

modem ADSL

router

firewall

switch

access point Wi-Fi

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WiMAX

Worldwide

Interoperability for

Microwave Access

consente accesso ad

Internet a banda

larga e senza fili

(BWA, Broadband

Wireless Access)

fino a 70 Mbps

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Rete di Telefonia Mobile

telefonia cellulare - onde radio

territorio suddiviso in zone adiacenti (celle, cellule) di 1- 80 Km

2G: GSM (Global System for Mobile communications): 10 Kbps

2,5 G: GPRS (General Packet Radio Service): 30 Kbps – 70 Kbps

2,75 G: EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution): 200 Kbps

3G: UMTS (Universal Mobile Telecommunication System): 2 Mbps

3,5 G: HSDPA (High Speed Downlink PacketAccess): 7,2 Mbps (download), 2,0 Mbps (upload)

4G

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Dalle Reti a Internet

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Infrastrutture, Servizi

e Comunità di Utenti

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Commutazione di Pacchetto

messaggi costituiti da uno o più pacchetti spediti nella rete uno alla volta

ogni nodo che riceve un pacchetto lo memorizza, lo esamina, lo inoltra nella direzione del destinatario

ogni pacchetto può seguire un percorso diverso

vantaggi:

utilizzo più efficiente delle linee

supporto di linee a velocità diverse

miglior gestione dei momenti di traffico elevato

possibile gestione di priorità diverse

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Protocolli di Rete

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MI CAPISCI?I RECEIVE A

SOMETHING,

BUT WHAT ARE

YOU SAYING?

Protocolli di Rete


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protocollo: insieme condiviso, adottato per convenzione,

di regole che stabiliscono i formati dei messaggi e le

modalità di colloquio tra i programmi che se li

scambiano

MI CAPISCI? CERTAMENTE!

protocollo

protocollo

Protocolli di Rete

gestiti da organismi

sovranazionali:

ISO - International

Organization for

Standardization

W3C – World Wide Web

Consortium

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Protocolli: Livelli

i protocolli di comunicazione sono organizzati in una struttura a livelli (suddivisione logica dei compiti)

ogni livello formalizza un diverso livello di astrazione nella comunicazione

le funzioni associate ad ogni livello sono ben definite e omogenee tra loro

scopo di ogni livello è fornire servizi alle entità del livello immediatamente superiore

ogni livello maschera il modo in cui i suoi servizi sono realizzati

ogni livello sfrutta i servizi fornitigli dal livello immediatamente inferiore

le interfacce tra i livelli sono strutturate in modo tale da ridurre il più possibile gli scambi di informazioni tra livelli

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Modello ISO-OSI

proposto da ISO

(International Organization

for Standardization) nel 1982

OSI = Open Systems

Interconnection

7 livelli

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TCP/IP

Transmission Control Protocol / Internet Protocol

Suite dei Protocolli Internet

4 livelli:

livello di applicazione: gestisce la comunicazione tra applicazioni in esecuzione su calcolatori diversi collegati in rete

livello di trasporto (protocollo TCP): gestisce l’affidabilità della trasmissione

livello di internetworking (protocollo IP): gestisce l’interconnessione tra reti mediante dispositivi intermedi (router)

livello di collegamento: gestisce lo scambio di dati tra stazioni e rete e definisce l’interfaccia fisica tra sistemi (stazioni) e mezzo di trasmissione (segnali, frequenze, velocità …)

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Intranet & Extranet

intranet

LAN

utilizzata da

un’organizzazione

protocolli tipici di Internet

extranet

intranet accessibile (almeno

in parte) da esterni

autorizzati (clienti,

fornitori…)

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Servizi di Rete

programmi che

rispettando i protocolli

colloquiando sulla rete

consentendo deposito, reperimento e scambio di informazioni

rendono disponibili servizi alla comunità di utenti della rete(es: posta elettronica, chat, www)

server (servente, nodo attivo): eroga il servizio

client (cliente, nodo passivo): usufruisce del servizio

applicazioni client-server

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Server e Client

server applicazione SW

che eroga un servizio

HW che esegue l’applicazione SW

client applicazione SW

che consente ad un utente di usufruire di un servizio

HW che esegue l’applicazione SW

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Funzioni e Utilità delle Reti

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Reti: Funzioni

da LAN a WAN

comunicazione

posta elettronica

chat

teleconferenze

messaggistica varia

condivisione di risorse

programmi di calcolo scientifico

archivi centralizzati

unità disco condivise

backup

stampanti condivise

…

interoperabilità: cooperazione tra calcolatori di tipo diverso

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Internet come Inviluppo di Reti

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Internet: Storia

anni ‘60

ricerca finanziata da Ministero

della Difesa U.S.A. per

progettare e realizzare una

rete di calcolatori

anche con diversi OS

decentrata e non vulnerabile ad

attacchi atomici

struttura ridondante

commutazione di pacchetto

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Internet: Storia

anni ’70: diffusione negli U.S.A. in ambito militare e accademico

1973: primi collegamenti in Europa

1982: nasce la parola “internet” per indicare la rete di reti interconnesse con il protocollo TCP/IP

1986: primo collegamento in Italia

1991: a Ginevra nasce il World Wide Web (killer application)

1996: 10 milioni di calcolatori connessi

2008: 600 milioni di utenti

2012 (30/6): 2 miliardi e 400 milioni di utenti

2012: 41 milioni di utenti italiani

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Indirizzo IP

ogni nodo (host) necessita di un indirizzo globale univoco utilizzato da IP (Internet Protocol) per l’instradamento dei pacchetti

ICANN (International Corporation for Assigned Names and Numbers) assegna indirizzi IP univoci

indirizzo di 32 bit (notazione dotteddecimal: 4 numeri da 0 a 255 separati da un punto – es. 102.54.94.97)

massimo 232 (più di 4 miliardi) indirizzi

IPv6: nuova versione di IP, prevede indirizzi di 128 bit

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102.54.94.97

DNS

Domain Name System

ad ogni indirizzo IP possono essere associati uno o più indirizzi simbolici

l’associazione e la relativa conversione è gestita da server DNS

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server DNSserver1.lab.unibg.it? 85.64.231.6

DNS: Nome di Dominio

indirizzo simbolico: successione di stringhe alfanumeriche separate da punti ognuna delle quali identifica un dominio

struttura gerarchica di domini e sottodomini

es. “server1.lab.unibg.it”: dominio “it” (dominio di primo livello)

sottodominio “unibg” (dominio di secondo livello)

sottodominio “lab” (dominio di terzo livello)

host “server1”

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I Servizi su Internet

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Posta Elettronica

electronic mail, e-mail, email

sviluppato negli anni ’70

sistema asincrono per lo scambio

di messaggi

indirizzo email

<nomeutente>@<nomedominio>

identifica univocamente una casella

email

es: [email protected]

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Posta Elettronica


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client email

client email

server

mittente

server che

gestisce la casella

del destinatario

mittente

destinatario

scrittura spedizione (SMTP)

richiestarichiesta (POP/IMAP)

scaricamento (POP/IMAP) lettura

Posta Elettronica

client: Outlook

Windows Mail

Lotus Notes

Eudora

Thunderbird

…

in alternativa, siti web che offrono le funzioni di un client email gmail.com

it.mail.yahoo.com

…

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Posta Elettronica

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campi

mittente (From:)

destinatari (To:)

copia carbone (Cc:)

copia carbone nascosta (Bcc:)

oggetto (Subject:)

corpo

allegati (Attachment:)

Posta Elettronica

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phishing: messaggi che cercano di spillare informazioni al

destinatario per il furto d’identità

spam: messaggi non desiderati dal mittente (di solito

pubblicità)

catene di Sant’Antonio

Posta Elettronica

problema: allegati di

grandi dimensioni

servizi web:

www.hightail.com

www.wetransfer.com

…

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Posta Elettronica

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obbligo per gli enti pubblici, aziende e professionisti:

indirizzo di Posta Elettronica Certificata (PEC)

valore legale equiparato ad una raccomandata con

ricevuta di ritorno

può essere fornita soltanto dai gestori accreditati presso

AgID (Agenzia per l'Italia Digitale)

Posta Elettronica

mailing list (liste di discussione): persone interessate a scambiarsi messaggi su un argomento condiviso i membri si iscrivono (e si

cancellano) volontariamente

i membri non conoscono gli indirizzi email degli altri

possono esserci dei moderatori

un membro può decidere di ricevere i messaggi subito o raggruppati (ogni giorno, ogni settimana …)

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FTP: File Transfer Protocol

scambio di file tra calcolatori

download: da server a client(es. distribuzione di pacchetti SW).

upload: da client a server(es. pubblicazione di pagine web)

client: FileZilla, Cyberduck …

richiede autenticazione (username e password)

FTP anonimo:

username: “anonymous”

password: il proprio indirizzo email

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Peer-To-Peer

p2p: architettura paritaria (ogni calcolatore funge sia da client che da server)

Napster, BitTorrent, eDonkey (eMule) …

file sharing: ogni calcolatore condivide dei file (testi, filmati, audio …)

esistono dei server che gestiscono indici dei file disponibili

ogni calcolatore può connettersi ad un server, ottenere l’elenco dei calcolatori che condividono un dato file, connettersi ad essi per scaricare il file stesso

rischi: violazione delle leggi sul copyright9 marzo 2018

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Newsgroup

gruppi di discussione, conferenze in rete, bulletinboards

discussioni asincrone su bacheche elettroniche gestite da server in rete tra loro (USENET)

messaggi organizzati in filoni di discussione (thread)

possono esserci dei moderatori

client: Forté Agent…

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Internet Forum

message board

versione più moderna di

bacheche elettroniche in

ambiente web

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http://cyberduck.ch/

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Chat

discussioni sincrone (in tempo reale)

IRC (Internet Relay Chat): versione originaria per discussioni solo testuali

instant messaging: scambio di materiali multimediali e posta elettronica

es. ICQ (I seek you), MSN …

i partecipanti in genere non si conoscono, sono identificati da uno pseudonimo (nickname)

rischi: false identità (fake), truffe, adescamento, furto d’identità

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VOIP

voice ove IP

riduzione dei costi delle

telefonate

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Online Backup

backup remoto, esternalizzato(outsourcing) su server connessi ad internet

solitamente backup incrementale

versioning: possibilità di ricostruire diverse versioni dei dati risalenti a date diverse

disponibili soluzioni gratuite per utenze domestiche (es. Mozy, Dropbox, Google Drive)

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Condivisione di Documenti

servizio (gratuito) che consente

la creazione di documenti (testo, fogli di calcolo, presentazioni) online

l’archiviazione protetta dei documenti online

la modifica dei documenti online (da qualsiasi PC connesso ad internet)

la condivisione dei documenti con altri utenti

es. Google Docs, Dropbox…

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Cloud Computing

accesso tramite Internet a risorse di elaborazione (HW, SW, dati …) residenti su server remoti

di solito tramite web browser o app (piccole applicazioni SW installate su tablet PC o smartphone)

il nome deriva dal simbolo a forma di nuvola utilizzato spesso nei diagrammi di sistema per rappresentare infrastrutture di rete complesse

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FINE72

Fondamenti di Informatica 1 (matr. dispari - AA 17-18) - Mauro Cadei 9 marzo 2018

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