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Le reti di calcolatori

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La storia

Computer grandi e costosi

Gli utenti potevano accerdervi tramite telescriventi per i

telex o i telegrammi usando le normali linee telefoniche

Successivamente le macchine divennero più

economiche e diffuse e si intravidero i vantaggi di

far “parlare” i computer tra loro: nasce la telematica

(telecomunicazione + informatica)

WWW (Word Wide Web)

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Connettiamo due calcolatori...

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Perché una rete di calcolatori?

Condividere risorse

utilizzo razionale di dispositivi costosi

modularità della struttura

affidabilità e disponibilità

Comunicare tra utenti

scambio informazioni

collaborazione a distanza

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Le origini

L‟elaborazione a distanza:

remote job entry (stazione di lavoro con lettore di schede,

stampante, piccolo computer connesso tramite linee

telefoniche all‟elaboratore centrale)

elaborazione in time-sharing (le macchine

soddisfacevano contemporaneamente più utilizzatori

connessi medianti telescriventi)

In quest modo un grande computer era connesso

con i suoi utenti

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La nascita di Internet

La tecnologia di rete ricevette una grossa spinta sia dal mondo

accademico mondiale sia dal Dipartimento della Difesa americano.

La prima rete eterogenea nacque alla fine negli anni „70: ARPANET

sfruttando linee di collegamento dedicate, connetteva i

computer delle università e dei centri di ricerca

La National Science Foundation creò una propria rete (1986):

rete ad alte prestazioni per collegare dei supercalcolatori tra loro;

INTERNET

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Come sta evolvendo?

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Internet

(Anni 70) Funzione militare. Era chiamata

ARPANET

(Anni 80) Viene adibita ad uso civile

(università e centri di ricerca)

(1986) Viene creata NSFNet

(Primi anni 90) Invenzione del World Wide

Web

(Ultima parte degli anni 90) Definitiva

affermazione civile. Nascita dei provider.

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Elementi di una rete

infrastruttura di comunicazione (linee telefoniche,

link satellitari, cavi transoceanici, fibre ottiche,

ecc…)

hardware per il collegamento fisico di un computer

alla rete (schede, cavi, modem, …). Es: standard

ethernet (tecnologia LAN più diffusa)

hardware per collegare più reti insieme (modem,

router, …) WAN

protocollo di comunicazione : regole per lo scambio

di informazioni sotto forma di bit

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Protocollo

Far “parlare” le macchine fra loro: difficile a

causa dell‟enorme diversità delle strutture

hardware e software

Definizione di protocollo: insieme di regole concordate atte a stabilire una

modalità con cui sono scambiate le informazioni.

Nascono le reti con tecnologie proprietarie (reti con

architettura IBM, reti con architettura Digital, …)

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Reti di calcolatori

Connettono tra loro i computer.

Ve ne sono di vari tipi:

reti locali (Local Area Network, LAN)

reti metropolitane (Metropolitan Area Network, MAN)

reti geografiche (Wide Area Network, WAN) (i.e.,

INTERNET)

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Provider

Provider: azienda specializzata che a

pagamento fornisce una connessione

I provider provvedono a disporre i cavi o

affittano linee dedicate dalle compagnie

telefoniche

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Come sono collegato?

ISP = Internet Service Provider

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Interconnessione di diverse reti

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Topologie di reti locali

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Caratteristiche delle diverse topologie di rete locale

Caratteristiche Stella Anello Bus

Affidabilità Moderata Moderata Alta

Complessità Bassa Bassa Bassa

Flessibilità Moderata Moderata Elevata

Espandibilità Moderata Moderata Moderata

Lunghezza Cavi Alta Notevole Minima

Prestazioni Basse Alte Moderate

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Sistema di comunicazione

Sorgente

Trasmettitore Ricevitore

Destinazione

Messaggio

Messaggio

Sistema di trasmissione

Canale di trasmissione

Rumore

Segnale

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I problemi della comunicazione

E‟ necessario che esista un canale fisico di comunicazione

adatto: un‟infrastruttura telematica: cavi, antenne, centrali,

satelliti, calcolatori, …

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E‟ necessario che si parli la stessa lingua: occorre stabilire

un protocollo di base comune, delle regole per interpretare i

segnali “a basso livello”

I problemi della comunicazione

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E‟ necessario che si abbiano competenze comuni: occorre

stabilire un protocollo applicativo comune, delle regole per

interpretare i segnali "ad alto livello”

I problemi della comunicazione

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Occorre quindi:

1. predisporre un‟infrastruttura telematica

2. stabilire un protocollo di base comune

3. stabilire un protocollo applicativo comune

Se le precedenti condizioni sono soddisfatte, si può

dialogare … ma occorre avere qualcosa da dire!

I problemi della comunicazione

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TCP/IP

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

È un sistema di protocolli di scambio di dati indipendente

dall‟architettura

Nasconde i dettagli delle reti fisiche sottostanti

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TCP/IP

TCP/IP realizza una rete a comunicazione a pacchetto

i dati sono inviati a pacchetti e ricomposti a destinazione secondo

determinati protocolli

Pacchetto =

Intestazione:

Indirizzo del calcolatore destinatario

Num. Prograssivo del paccchetto

Messaggio

i pacchetti sono inviati con “ricevuta di ritorno”: i pacchetti persi

vengono automaticamente reinviati

quando due computer sono connessi da più di un collegamento

fisico i pacchetti possono percorrere cammini diversi

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Il protocollo TCP

TCP = Transmission Control Protocol

Obiettivo: garantire un trasferimento dati affidabile

Converte i dati in pacchetti

Stabilisce una connessione con il calcolatore destinatario e

la controlla

È responsabile della ritrasmissione di eventuali pacchetti

alterati

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Il protocollo IP

Obiettivo: gestire l‟attraversamento di reti interconnesse

Decide le strade dei pacchetti (routing)

Definisce lo schema di indirizzamento: indirizzo IP

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Il TCP/IP

Ad ogni macchina collegata si assegna un

indirizzo di rete o indirizzo IP a 32 bit. Es.

128.164.144.132

4 numeri compresi tra 0 e 254

I DNS (Data Source Name) associano ad ogni

nome il corrispondente indirizzo IP. Es.

www.macedonio.it 128.164.144.132

Indirizzo simbolico Indirizzo IP

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Internet

Non esiste un proprietario unico ma alcune associazioni

che si occupano della gestione tecnica e degli standard.

Internet appartiene a tutti.

... ma ognuno paga le sue spese, cioè il costo del

collegamento della sua sottorete alla rete globale.

Nessuno paga per Internet...

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Accesso a Internet

Per contenere i costi e la complessità di

installazione, si preferisce normalmente

avere un solo punto di contatto tra la LAN e

Internet

Il collegamento a Internet può essere

effettuato tramite modem (modulator-

demodulator)

L‟accesso ad Internet é fornito da un

provider: società che dispone di linee proprie

o in affitto connesse con altri provider

nazionali o internazionali

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Applicazioni di rete

Si possono individuare due tipologie:

peer-to-peer (da pari a pari):

Il calcolatore di un singolo utente dialoga direttamente con il

calcolatore di un altro utente (es: programmi per lo scambio

di file)

client/server (cliente/servente)

Il cliente dialoga con il server, un grande elaboratore in

grado di accontentare contemporaneamente, decine,

centinaia o migliaia di utenti fornendo i servizi richiesti (es: i

programmi per la posta elettronica)

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L’architettura client-server

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Il client

Si preoccupa di dialogare con l‟utente

Sfrutta tutte le possibilità fornite dal calcolatore su cui viene

eseguito (audio, video, ...)

Fornisce all‟utente un‟interfaccia intuitiva

Elabora le richieste dell‟utente e le risposte dei server

la comunicazione avviene secondo un formato

standard (protocollo)

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Il server

Rende disponibili delle risorse

Accetta richieste e risponde automaticamente

Non bada alla provenienza della richiesta

Il processo client può trovarsi in qualsiasi punto della

rete

Si può organizzare un insieme di server in modo che siano

collegati tra loro

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