Reti di Calcolatori - Università degli Studi Mediterranea - Home page · 2011-08-03 · Data link...

Informatica - G. Caminiti 1

Una rete (network) di computer è un insieme dicalcolatori collegati tra loro in maniera fisica(tramite cavi, linee telefoniche, collegamentisatellitari, ecc.).

Obiettivi delle reti di calcolatori:

la condivisione di risorsei servizi di comunicazione

RetiReti didi CalcolatoriCalcolatori


In una rete, è possibile condividere diversi tipi di risorse, e i computer che le forniscono prendono diversi nomi.

risorse fisiche: stampanti, dischi, nastri, ecc.risorse di calcolo: programmi residenti sul computer “remoto”

Un computer che condivide una stampante in rete viene dettoprint server; se mette a disposizione dei programmi è un application server; se condivide dei dischi è un file server.

CondivisioneCondivisione didi risorserisorse


Le possibilità di comunicazione offerte oggi dallereti sono molteplici, e hanno cambiatoprofondamente il modo di utilizzare un calcolatore – sia in ambito domestico cheaziendale.

posta elettronicachat (testuale, audio, video)messaggistica istantaneaspazi di lavoro condivisi (groupware)

ServiziServizi didi comunicazionecomunicazione


RETI DI COMPUTERRETI DI COMPUTER– LAN – Local Area Network: Local Area Network: “Rete di area locale”. - reti

che collegano computer collocati a breve distanza fra loro; ad es. un’area aziendale con diversi uffici i quali hanno computer collegati tra loro.

– MAN – Metropolitan Area Network:Metropolitan Area Network: “rete di area metropolitana”. - vengono collegati computer all’intero di un’area urbana che può essere una città comprendente anche zone limitrofe, più città o paesi vicini.

– WAN – Wide Area Network:Wide Area Network: - reti che coprono un’area vasta. Quest’area “vasta” comprende di regola il territorio nazionale.

– GAN – Global Area Network:Global Area Network: - rete che collega computer collegati in tutto il mondo, anche via satellite. Ad esempio la rete internet è di tipo GAN.


Topologia di una rete localeTopologia di una rete locale

• La topologia di una rete locale indica come le diverse stazioni sono collegate al mezzo trasmissivo.

• La topologia influenza il costo, le prestazioni, la tecnica di accesso multiplo e l’affidabilità della rete LAN.

• Le principali topologie di una rete locale sono:– topologia a stella– topologia ad anello– topologia a bus o dorsale


Topologia a stellaTopologia a stellaOgni dispositivo può accedere in modo indipendente al canale.

Centro stella

• La topologia a stella presenta procedure di instradamento del traffico molto semplici.

• L’inserzione di nuove stazioni nella rete è molto semplice


• La topologia ad anello prevede di collegare una stazione con quella successiva mediante un collegamento punto-punto e l’ultima stazione con la prima in modo da formare un anello chiuso.

Topologia ad anelloTopologia ad anello


• La topologia a bus richiede un mezzo trasmissivo bidirezionale, che consente la trasmissione in ambedue le direzioni.

• Il bus è un mezzo trasmissivo broadcast, in cui quando un sistema trasmette tutti gli altri ricevono.

• Esso è molto utilizzato nelle LAN poiché le LAN sono basate sul concetto di broadcast.

Topologia a bus o a dorsaleTopologia a bus o a dorsale

BUS

Informatica - G. Caminiti 9La rete funziona solo parzialmente

RESISTENZA AI GUASTIRESISTENZA AI GUASTI

La rete non funziona

Centro Stella

La rete continua a funzionare


• Rete (geografica) che collega un numero enorme di reti(locali o geografiche)

InternetInternet

Gateway

LANReti geografiche

• Uso di un linguaggio comune(protocolloTCP/IP)


AspettiAspetti organizzativiorganizzativi didi InternetInternet

• Non esiste un ente proprietario di Internet→ ruolo dellaInternet Society → esistono diritti solo sulla parte distruttura posseduta;

• Qualunque soggetto può utilizzarla per qualunque scopo: ricerca, commerciale, no-profit;

• L’accesso è consentito a qualunque tipo di calcolatore.


Arpanet: un progetto nato allafine degli anni ‘60 negli USA

StoriaStoria didi InternetInternet

Obiettivo: mettere in comunicazione tra loro i centricentrididi ricercaricerca universitariuniversitari, disseminati per tutto il paese, dove si svolgevano ricerche finanziate daldipartimentodipartimento delladella difesadifesa statunitensestatunitense.


I siti originali di ARPANET erano in realtà solo solo quattroquattro. Nei successivi dieci anni la rete si è sviluppata al ritmodi un computer un computer ogniogni tretre settimanesettimane.

CrescitaCrescita didi ARPANETARPANET


Con il tempo, Arpanet divenne sempre più uno strumento dilavoro della comunitcomunitàà scientificascientifica. Ciò indusse ilDipartimento della Difesa statunitense ad abbandonare ilprogetto. ARPANET finì per essere assorbita dalla reteNSFnet, della National Science Foundation, che in seguitoassunse il nome di "InternetInternet".

Al 30/12/2007 1,3 miliardi di persone usano internet nelmondo (Europa-300 mln, USA-200 mln, Asia-500 mln)

NSFnetNSFnet DIVENTA INTERNET DIVENTA INTERNET


Client Server

Modello Modello ClientClient/Server/Server

Il Client invia un messaggio al Server per chiedere la realizzazione di un servizio/per accedere ad una risorsa.


Modello Modello ClientClient/Server (2)/Server (2)

Sono ammesse multiple connessioni


Modello Modello PeerPeer--toto--PeerPeer (P2P)(P2P)

Ogni host si comporta sia da Client che da Server


Tipi Tipi didi comunicazionecomunicazione

•• ConcettiConcetti generaligenerali

–– comunicazionecomunicazione sincronasincrona: : ilil mittentemittente e e ilildestinatariodestinatario sonosono attiviattivi nellonello stessostesso momentomomento•• ad ad eses: : unauna telefonatatelefonata

–– comunicazionecomunicazione asincronaasincrona: : ll’’invioinvio e la e la ricezionericezionehannohanno luogoluogo in in momentimomenti diversidiversi•• ad ad eses: e: e--mailmail

–– comunicazionecomunicazione broadcast (o multicast): broadcast (o multicast): unaunasingolasingola fontefonte e e moltimolti ascoltatoriascoltatori

–– comunicazionecomunicazione pointpoint--toto--point: un point: un singolosingolomittentemittente e un e un singolosingolo ascoltatoreascoltatore


Tipi Tipi didi comunicazionecomunicazione

Sincrona Asincrona

Broad/Multi-cast

•Trasmissione Radio/TV•Teleconferenza

•E-mail•Annuncio su quotidiano

Point-to-Point

•Telefonata•Fax

•E-mail•Invio Lettera


CollegareCollegare un computer a Internetun computer a Internet

• Attraverso un provider:– il provider fornisce il collegamento a Internet

– l’utente collega il computer alla rete telefonica (PSTN/ISDN/ADSL) o alla rete dedicata (Fibre ottiche)

– il computer di casa comunica con il computer del provider trasmettendo le credenziali dell’utente

– il computer del provider è connesso a Internet e agisce da tramite per il cliente (proxy)



Provider InternetInternet

Utente



• Attraverso una LAN universitaria o aziendale:– come utente di organizzazioni come scuole, aziende o

pubbliche amministrazioni

– l’organizzazione crea una LAN o intranet

– la rete intranet si collega a Internet per mezzo di un gateway

– l’informazione proveniente dalla rete è trasmessa attraverso Internet, il gateway e la rete locale fino al computer degli utenti



InternetInternet

Gateway

LAN


RetiReti senzasenza filifili

• Sono una variante della rete locale

• Un computer (chiamato hub) è fisicamentecollegato a Internet

• L’hub trasmette in broadcast e riceve segnali in radiofrequenza

• Anche i computer mobili possono trasmettere e ricevere i segnali

• L’hub trasmette alla rete Internet le richieste deicomputer


Il mezzo e Il mezzo e ilil messaggiomessaggio

• Nomi e indirizzi dei computer– indirizzo IP: ogni computer connesso a Internet

riceve un indirizzo numerico unico

– nomi di dominio: nomi simbolici facilmente comprensibili agli esseri umani, organizzati secondo una gerarchia


Server DNSServer DNS

• Il Domain Name System traduce i nomi gerarchici comprensibili agli esseri umani in indirizzi IP

• Su Internet ogni “host” conosce l’indirizzo IP del server DNS più vicino, un computer che mantiene aggiornata una lista di nomi simbolici e degli indirizzi IP corrispondenti

• Quando usate un nome simbolico per inviare informazioni, il vostro computer chiede al server DNS di reperire il relativo indirizzo IP (es. www.google.it 193.34.64.123)

• Se il server DNS non conosce l’indirizzo IP, lo chiede a un server dei nomi di root, che conserva la lista principale delle coppie nome-indirizzo


Domini diDomini di primo primo livellolivello

• I domini di primo livello appaiono nell’ultimaparte del nome:

.edu per le istituzioni universitarie

.orgper le organizzazioni

.net per le reti

.mil per i militari (americani)

.gov per le agenzie governative (americane)

– Inoltre, combinazioni di due lettere facili da ricordareindicano i domini assegnati alle varie nazioni: ad es. .ca (Canada)


DNSDNS


spiff.cs.washington.edu

DNSDNS


DNSDNS


Per comunicare è necessario condividere delle regole, come quella di parlare uno alla volta e, ovviamente, di parlare la stessa lingua.

Dal momento che è possibile trasmettere informazioni in molti modi, dai segnali di fumo all'alfabeto morse, è necessario formalizzare e diffondere le regole alla base di questi sistemi di comunicazione prima di poterli utilizzare.

Protocolli di comunicazioneProtocolli di comunicazione


Un tale insieme di regole costituisce un protocollo di comunicazioneprotocollo di comunicazione.

Quanto al punto di vista tecnico, come abbiamo visto, il modo in cui l'informazione viene

trasmessa può variare molto...

Protocolli di comunicazioneProtocolli di comunicazione


Fino agli anni '70, ad esempio, il metodo usato per comunicare usando i fili del telefono si chiamavacommutazione di circuito.

Problemi: Interruzioni di servizio, congestioni.

MetodiMetodi per per comunicarecomunicare


Il protocollo di comunicazione usato su Internet, invece, èbasato su un altro principio: la commutazione di pacchetto(packet switching).

Il principio su cui si basa e’ il seguente:esiste almeno un canale di comunicazione che è condivisofra gli utenti. L’informazione di ciascuno viaggia su tale canale. E’ possibile distinguere I pacchetti gli uni dagli altri.

MetodiMetodi per per comunicarecomunicare


SeguireSeguire ilil protocolloprotocollo• TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

– l’informazione è spezzata in una sequenza di piccole unità di dimensione prefissata chiamate pacchetti IP

– ogni pacchetto contiene lo spazio per scrivere un’unità di informazione, l’indirizzo IP del destinatario e un numero progressivo

– i pacchetti sono inviati attraverso Internet uno alla volta usando diversi itinerari tra quelli disponibili

– dato che ogni pacchetto può essere instradato su un cammino diverso, interruzioni di servizio e congestioni non rappresentano un problema insormontabile


Commutazione di PacchettoCommutazione di Pacchetto

Dov’è la #17?


RoutingRouting

ArchitetturaArchitettura delladella comunicazionecomunicazione

• Protocolli di comunicazione– molteplici livelli di cooperazione (dai segnali alla

cooperazione fra utenti finali)– modello “a strati”

• Lo standard TCP/IP: 5 strati– fisico– collegamento dati– rete– trasporto– applicazione

Il Il modellomodello TCP/IPTCP/IP

Applicazione

Trasporto

Rete

Data link

Fisico

Rete

Data link

Fisico

Rete

Data link

Fisico

Applicazione

Trasporto

Rete

Data link

Fisico

Host Router Router Host

protocollo servizi

Il Il modellomodello TCP/IP (2)TCP/IP (2)

• Livello fisico: trasmissione dei singoli bit• Livello data-link: strutturazione in frame,

implementazione di un canale “affidabile”• Livello di rete: instradamento dei pacchetti• Livello di trasporto: trasferimento dati fra le

applicazioni• Livello di applicazione: applicazioni di rete (posta

elettronica, file transfer, hypertext transfer, …)

StrutturaStruttura deidei pacchettipacchetti1Kbyte

Fine pacchettoInizio pacchetto

Mittente

Destinatario

Controllo

Parte utiledel messaggio

IncapsulamentoIncapsulamento neinei pacchettipacchetti

Dati app. Livello dell’applicazione

Dati dell’utente

Dati dell’utente

Livellodi trasporto(modulo TCP)

Dati app.TCP TCP

Livellodi rete

(modulo IP)Dati app.TCPIP TCPIP

Livellodata link (scheda)

Dati app.TCPIPH T

Livello fisico Livello fisico

IncapsulamentoIncapsulamento neinei pacchettipacchetti (2)(2)

LL’’indirizzamentoindirizzamento in Internetin Internet• Livello di rete di TCP/IP (Internet Protocol)• Schema di indirizzamento basato su 32 bit → IP

number di 32 bit in ogni pacchetto• IP number

• Indirizzo di rete definito da una “authority”globale (ISOC)

• 3 classi di reti: A, B e C

HostRete

1 oppure 2 oppure 3 byte

ClassiClassi didi retireti• Classe A: indirizzo di rete su un byte

– ci possono essere fino a 224 host– x.y.y.y– primo byte: 0xxxxxxx

• Classe B: indirizzo di rete su due byte– ci possono essere fino a 216 host– x.x.y.y– primi byte: 10xxxxxx xxxxxxxx

• Classe C: indirizzi di rete su tre byte– ci possono essere fino a 256 host– x.x.x.y– primi byte: 110xxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx

AncoraAncora suglisugli indirizziindirizzi InternetInternet

• Rappresentazione decimale– 4 numeri (uno per byte), separati da .– 192.114.4.32, 195.32.43.254

• Rappresentazione simbolica– sequenza di identificatori separati da .– osiris.di.unipi.it, fecfg.isnet.it

• Domain Name Server: effettua la conversione simbolico-numerica

EsempioEsempio


Risorse di InternetRisorse di Internet

• E-mail• World Wide Web• Accesso Remoto• Software Collaborativo• Condivisione File• Streaming• Telefonia Vocale (VoIP)


EE--mailmail

• I principi fondamentali dell’email sono simili a quelli della posta ordinaria:si può inviare della posta all’indirizzo di qualcuno e, di conseguenza, riceverne al proprio.

• Uno dei servizi di maggior successo offerti dalla rete


Vantaggi dellVantaggi dell’’EE--mailmail

• Velocità• Risparmio in denaro• Inviare messaggi identici a diversi destinatari• Invio di dati: files (immagini, filmati, mp3,

documenti, software)


Indirizzo e casella postaleIndirizzo e casella postale

• Condizione indispensabile per lo scambio di un messaggio attraverso la posta elettronica è: mittente e destinatario dispongano di un proprio 'indirizzo' (e-mail address).

• L'indirizzo è di norma assegnato dal fornitore di connettività, e corrisponde a una sorta di casella postale che è in genere ospitata dal sistema informatico: in sostanza, uno spazio sul suo disco rigido, nel quale i messaggi che ci sono indirizzati vengono depositati automaticamente.


AccountAccount

• Profilo utente che corrisponde a un indirizzo e ad una casella di posta elettronica.

• Tutti i dati per la creazione di un profilo utente sono impostati presso un provider, che fornirà :– Indirizzo e-mail;– User id (identificativo utente);– Password;– Server di invio e ricezione.


[email protected]

Identificativo utente

“at” = “presso”

Identificativo host


• Server SMTP: indirizzo della macchina che gestisce il Simple Mail Transfer Protocol(Messaggi in uscita);

• POP Server : gestisce il Post Office Protocol(Messaggi in entrata);

Server di Posta ElettronicaServer di Posta Elettronica

La La postaposta elettronicaelettronica• Scambio di messaggi

• Liste di interesse

Rete

POP

SMTPSMTP &POP

Rete


paolo

unibas.itunica.it

SMTPPOP3 mario

Da: [email protected]: [email protected]

Oggetto: saluti!


• Subject: (Oggetto:) dovrebbe contenere una breve descrizione dell'oggetto del messaggio. È considerata buona educazione utilizzare questo campo per aiutare il destinatario a capire il contenuto del messaggio.

• From: (Da:) indirizzo e-mail del mittente• To: (A:) indirizzi e-mail dei destinatari• Cc: (Carbon Copy, Copia Carbone:) indirizzi e-mail dei

destinatari in copia conoscenza.• Reply-to: (Rispondi a:) Indica che eventuali risposte al messaggio

vanno indirizzate ad un indirizzo diverso da quello del mittente.• Bcc: (Blind Carbon Copy, Copia Carbone Nascosta:) indirizzi e-

mail dei destinatari in copia conoscenza nascosta, ovvero destinatari che riceveranno il messaggio ma il cui indirizzo non apparirà.

Intestazioni (Intestazioni (HeaderHeader))


• Gli indirizzi dei destinatari diretti (To:) e di quelli in copia conoscenza (Cc:) sono ugualmente visibili a tutti i destinatari.

• La scelta di mettere un destinatario in uno dei due campi èlegata al ruolo che le persone hanno riguardo all'argomento del messaggio.

• Gli indirizzi dei destinatari in copia conoscenza nascosta (Bcc:) non appaiono nel messaggio consegnato ai destinatari.

• Quando l'e-mail viene utilizzata per diffondere messaggi a molte persone che non si conoscono tra loro (ad esempio comunicati pubblici, annunci, messaggi spiritosi più o meno utili), il fatto che ciascun destinatario possa sapere chi sono gli altri destinatari e i loro indirizzi non è in generale opportuno (privacy/sicurezza:worm).

• Soluzione: utilizzare il campo Bcc:, oppure una mailing list.

VisibilitVisibilitàà dei destinatari (dei destinatari (HeaderHeader/2)/2)


E’ un sistema organizzato per la partecipazione di piùpersone in una discussione tramite E-mail.

• Discussioni “a tema” specifico (es. gruppi di lavoro su progetti);

• Gruppo chiuso (necessaria iscrizione);• Invio in Broadcast a tutto il gruppo;• Eventuale presenza di moderatori (cfr. newsgroup).

Mailing List (liste di distribuzione)Mailing List (liste di distribuzione)


PhishingPhishing

• Da password harvesting fishing• Gli utenti ricevono un’e-mail che chiede di fornire

numeri di carta di credito o informazioni bancarie• Il messaggio è “camuffato” in modo da apparire

inviato da una banca – spesso finge di essere motivato proprio da esigenze di

sicurezza – quando l’utente ci clicca sopra, viene trasportato in un

sito falso che serve a rubare informazioni


PHISHING: prevenzionePHISHING: prevenzione• Non rispondere mai alle richieste giunte per posta

elettronica di informazioni personali come le password; le aziende non richiedono mai informazioni in questo modo.

• Non cliccare sui collegamenti proposti o accettate campi già compilati, perché possono essere dirottati su altri siti; digitare l’URL nella finestra del browser.

• Assicurarsi che il sito faccia uso della crittografia• Tenere sempre d’occhio il vostro estratto conto bancario e

quello della carta di credito, per accorgersi di ogni movimento illecito.

• Se si sospetta di essere vittima di un abuso, contattare immediatamente le autorità responsabili.


PHISHING: EsempioPHISHING: Esempio


campo Received: al messaggio inviato è aggiunta l’informazione generata dai server di posta che hanno precedentemente trattato il messaggio.

From: [email protected] (Mario Rossi) To: [email protected] Date: Wed, 15 Apr 1998 14:24:06 +0200 Message-ID: <[email protected]> X-Mailer: Gorilla 3.2 (Win95; I) Subject: Richiesta informazioni sulle vs. iniziative

Le sarei grato se mi facesse pervenire il programma dellegite per l'estate 98, possibilmente completo dei relativi costi.Ringraziando porgo distinti salutiMario Rossi.

EE--mail mail HeaderHeader (tracciare il percorso)(tracciare il percorso)


Received: from mariorossi (ppp26-milano.prima-rete-esempio.com [194.188.15.26]) by mail.prima-rete-esempio.com (8.8.5/8.8.5) with SMTP id RU387493 for<[email protected]>; Wed, 15 Apr 1998 14:26:32 +0200 (METDST)



Received: from prima-rete-esempio.com (mail.prima-rete-esempio.com [194.184.145.216]) by plutus.seconda-rete-esempio.com (8.8.5/8.8.5) with SMTP id GC502624 for<[email protected]>; Wed, 15 Apr 1998 14:27:15 +0200 (METDST)




Received: from plutus (plutus.seconda-rete-esempio.com[202.113.12.45]) by mbox-b.seconda-rete-esempio.com(8.8.3/8.7.5) with SMTP id WH755911 for<[email protected]>; Wed, 15 Apr 1998 14:27:18 +0200 (METDST)

Received: from prima-rete-esempio.com (mail.prima-rete-esempio.com [194.184.145.216]) by plutus.seconda-rete-esempio.com (8.8.5/8.8.5) with SMTP id GC502624 for<[email protected]>; Wed, 15 Apr 1998 14:27:15 +0200 (METDST)




Virus e worm• Molti tipi di trappole

– Un virus è un programma che ne "infetta" un altro attaccandogli una copia di se stesso. Quando il programma viene mandato in esecuzione, il virus crea ulteriori copie e infetta altri programmi ancora

– Il worm è un programma indipendente che copia se stesso e viaggia sulla rete

– Un trojan è un programma che si nasconde all’interno di un altro programma utile ed esegue operazioni all’insaputa dell’utente

• i trojan possono registrare le battute dei tasti o altri dati dell’utente o mandare in esecuzione programmi dannosi

– Un exploit è un programma che sfrutta la vulnerabilità del software• il backdoor permette l’accesso al computer e ne riconfigura il

comportamento da remoto


VIRUS: prevenzione

• Posta elettronica. Non aprite un attachment prima di aver risposto alle seguenti domande:– conosco il mittente di questo messaggio?– il contenuto è coerente con la nostra ultima

conversazione?– è plausibile che questa persona voglia dirmi delle cose?– c’è una buona ragione per includere un allegato?

• Nel dubbio, siate prudenti


VIRUS: prevenzione

• Copia di software da un computer infettato

• Scambio di file per mezzo di protocolli peer-to-peer – scaricare file da fonti non sicure

• Installazione di programmi– ogni software è una fonte potenziale di infezione– la maggior parte dei distributori di software è attento ai

rischi e prende tutte le precauzioni


Software antivirus

• McAfee, Norton e Sophos sono tre delle piùimportanti compagnie che producono antivirus

• Antivirus gratuiti: BitDefender, Avast, AVG

• Questi programmi possono identificare virus, worm, ecc.

• Aggiornare l’antivirus

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