Università Magna Graecia di Catanzaro Facoltà di Medicina e Chirurgia Corso di Laurea in Scienze Infermieristiche Polo Didattico di Reggio Calabria

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1 Università Magna Graecia di Catanzaro Facoltà di Medicina e Chirurgia Corso di Laurea in Scienze Infermieristiche Polo Didattico di Reggio Calabria Corso Integrato di Scienze Fisiche, Informatiche e Statistiche Insegnamento di Informatica (I anno) Docente : Dott. Ing. PhD Walter Curatola

2 RETI DI CALCOLATORI u Cos è una rete di calcolatori? Punto di vista logico sistema di dati ed utenti distribuito geograficamente Punto di vista fisico insieme di Hardware (PC e computer dedicati) Collegamenti (mezzi di trasmissione) Protocolli (regole di comunicazione) che permettono la comunicazione tra macchine remote

3 PERCHÉ UNA RETE DI CALCOLATORI? u Condivisione di risorse Dati, programmi, dispositivi (stampanti, memorie di massa), sistemi di elaborazione Riduzione costi Es. una sola stampante per tutta l organizzazione Modularità L aggiunta di un nuovo dispositivo è semplice Affidabilità Disponibilità di risorse alternative e quindi sostituibili; es. due stampanti, replica degli stessi file su due o più calcolatori; quindi possibilità di continuare l elaborazione in presenza di guasti u Comunicazione fra utenti Scambio di informazioni (messaggi, file, ) Collaborazione a distanza (progetti, articoli, )

4 MEZZI DI TRASMISSIONE

5 MEZZI DI TRASMISSIONE GUIDATI

6 MEZZI DI TRASMISSIONE GUIDATI

7 TASSONOMIA DELLE RETI: PER ESTENSIONE u Rete locale (LAN - Local Area Network): collega due o più computer in un area non più grande di un palazzo Collega i computer di un laboratorio, gruppo di lavoro, ufficio, ditta u Rete metropolitana (MAN - Metropolitan Area Network) concettualmente simile ad una rete locale collega computer di una singola organizzazione (es.: Banca con filiali cittadine) u Rete geografica (WAN - Wide Area Network) Nodi distribuiti su medio-lunga distanza (nazione, continente)

8 TASSONOMIA DELLE RETI LOCALI: PER TOPOLOGIA u Lineare u Anello u Stella u Punto-punto

9 RETI LOCALI LINEARI

10 RETI LOCALI AD ANELLO

11 RETI LOCALI A STELLA

12 RETI LOCALI PUNTO A PUNTO PC1 PC2 PC3 PC4 u Ottima tolleranza ai guasti; ma altissimi costi per i collegamenti (circa n 2 collegamenti, se n è il numero dei nodi) u Utilizzabile solo per reti con pochissimi nodi

13 RETI DI RETI: INTERNETWORKING

14 PROTOCOLLI DI COMUNICAZIONE u Protocolli di comunicazione: regole che formalizzano la cooperazione tra calcolatori collegati in rete (dalle caratteristiche fisiche del segnale fino ai codici utilizzati per la trasmissione) u Definire tutte le regole mediante un unico protocollo è praticamente impossibile, quindi si definisce un insieme di protocolli, ognuno dei quali è dedicato ad un particolare aspetto della trasmissione u I protocolli sono organizzati in una architettura a livelli, in cui ogni livello fornisce i servizi necessari a quelli superiori

15 PROTOCOLLI TCP/IP E INTERNET u I protocolli TCP (Transmission Control Protocol) e IP (Internet Protocol) sono il risultato di ricerche iniziate negli anni 70 negli USA, finanziate dalla DARPA (Defense Advanced Research Agency), che diedero origine ad ARPANET u Obiettivo dei protocolli TCP/IP è consentire l interoperabilità tra reti fisiche diverse, in modo da realizzare una internet, una rete geografica ottenuta dal collegamento di reti più piccole u Internet è la rete di tutti i calcolatori che parlano TCP/IP rete pubblica, di estensione planetaria, a commutazione di pacchetto, accessibile dalle reti telefoniche mediante provider

16 TCP/IP: ARCHITETTURA u Architettura a cinque livelli: Livello Fisico Si occupa della trasmissione di singoli bit sul canale Livello di Accesso alla Rete (Data Link) Si occupa dello scambio di dati tra il calcolatore e la rete a cui è collegato Livello Internet (Rete) Protocollo IP Frammenta i messaggi in pacchetti, i quali vengono spediti separatamente senza garanzia che arrivino e che arrivino nella sequenza di invio (diverse strade) Livello di Trasporto Protocollo TCP garantisce la consegna di un messaggio completo (con tutti i pezzi nell ordine esatto) Livello di Applicazione Specifica come una applicazione può utilizzare i protocolli TCP/IP

17 Comunicazione multilivello: esempio Application Dati Application Transport Transport Network Network Physical Physical Host A Host B Il computer A produce un messaggio (Dati) che deve essere inviato al computer B Il messaggio viene prodotto da un programma applicativo nel livello più alto della gerarchia (Application)

18 Comunicazione multilivello: esempio Application Dati Application Transport Dati Transport Network Network Physical Physical Host A Host B Il livello Application passa il messaggio al livello Transport dove viene suddiviso in parti più piccole (pacchetti) e viene inserita un intestazione ad ogni pacchetto (header) che permette di identificarlo

19 Comunicazione multilivello: esempio Application Dati Application Transport Dati Transport Network Network Physical Physical Host A Host B Dal livello Transport i pacchetti vengono passati al livello Network Qui vengono aggiunte altre informazioni ( intestazione) ad ogni pacchetto relative al suo instrademento in rete

20 Comunicazione multilivello: esempio Application Dati Application Transport Dati Transport Network Network Physical Physical Host A Host B Finalmente si raggiunge il livello più basso (Physical) dove avviene il trasferimento fisico dei pacchetti verso il nodo destinatario B

21 Comunicazione multilivello: esempio Application Dati Dati Application Transport Dati Dati Transport Network Network Physical Physical Host A Host B Sul nodo B i pacchetti arrivano al livello più basso e risalgono via via tutti i livelli, con le intestazioni che vengono eliminate di volta in volta Il messaggio originale viene così ricostruito (al livello transport) e ricevuto dal destinatario

22 Un gioco di scatole cinesi

23 TCP/IP: INDIRIZZAMENTO u Lo schema d indirizzamento adottato da TCP/IP è indirizzo IP + porta TCP indirizzo IP associato ad ogni calcolatore collegato è un indirizzo unico, utilizzato per l instradamento e la consegna dei pacchetti porta TCP indirizzo unico locale ad ogni calcolatore (un intero compreso tra 0 e 65535) utilizzato per individuare il programma che deve gestire il flusso di dati trasmesso

24 TCP/IP: INDIRIZZI IP u Composti da 32 bit (4 byte) 2 32 indirizzi possibili u Si rappresentano in forma dotted decimal (successione di quattro numeri da 0 a 255 separati da un punto) ( ) u u Strutturato in due parti la prima che individua la rete fisica a cui il calcolatore è collegato la seconda che individua il calcolatore nell ambito della rete fisica Esistono tre classi primarie di indirizzi classe A: inizia per 0, la prima parte è il primo byte, la seconda parte i restanti tre byte classe B inizia per 10 prima parte due byte, seconda parte due byte classe C inizia per 110 prima parte tre byte, seconda parte un byte

25 TCP/IP: INDIRIZZI IP u Il numero di rete deve essere univoco in tutta la rete Internet u La Internet Assigned Number Authority (IANA) è preposta ad assegnare gli indirizzi IP garantendone l univocità u Es. gli indirizzi IP delle macchine dell Università della Calabria sono del tipo XXX.YYY u Poichè = , l Università dispone di una rete di classe B. Quindi i primi 16 bit (160.97) identificano la rete universitaria, mentre i restanti 16 bit (XXX.YYY) identificano le singole macchine (per un massimo di macchine)

26 TCP/IP: INDIRIZZI IP SIMBOLICI

27 ACCESSO AD INTERNET CON COLLEGAMENTO DIRETTO

28 ISP: INTERNET SERVICE PROVIDER u Internet Service Provider (ISP) organizzazioni, pubbliche o private, che affittano all'utenza privata accessi ad Internet su linea commutata (che richiede dunque un modem) u Un provider dispone di uno o più host collegati ad Internet con linee dedicate, attive 24 ore su 24 gli host possono fornire temporaneamente accesso ai servizi di rete a decine o centinaia di computer mediante modem e linee telefoniche

29 ACCESSO AD INTERNET TRAMITE ISP

30 ARCHITETTURA CLIENT-SERVER

31 ARCHITETTURA CLIENT-SERVER u Il client è un programma dotato di interfaccia utente, che consente di richiedere dati ed elaborazioni al server u Il server mantiene dati e programmi e si occupa di effettuare elaborazioni e trasmissioni su richiesta u Il dialogo client-server è regolato da protocolli del livello delle applicazioni, tra cui: Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) per la posta File Transefer Protocol (FTP) per i file Hyper-Text Transfer Protocol (HTTP) per il Web u I programmi client consentono di usufruire dei servizi della rete. Esempi: mailer (Eudora, Netscape Comunicator, Outlook, ) browsers (Netscape, Microsoft Explorer, ) plug-in (Adobe Acrobat Reader, Real Player, ) telnet, ftp

32 WORLD WIDE WEB (WWW) u Architettura software per gestire dati distribuiti geograficamente basata sulla nozione di ipertesto u Pagine web: ipertesti che possono contenere testo, immagini, suoni, programmi eseguibili un utente legge le pagine, se seleziona un link la pagina viene sostituita con quella richiesta (scaricata dal sito remoto) u Si appoggia a TCP/IP e quindi è compatibile con ogni tipo di macchina collegata ad Internet

33 WORLD WIDE WEB u Architettura Client-server u Client (detto browser, ad esempio Internet Explorer, oppure Netscape) permette la navigazione nel web trasmette le richieste di pagine/dati remoti, riceve le informazioni e le visualizza sul client A volte utilizza programmi esterni (plug-in) per gestire i dati ricevuti u Il Server è un processo sempre attivo che aspetta e serve le richieste dei client Restituisce la pagina richiesta oppure un messaggio di errore

34 WORLD WIDE WEB: URL u URL (Uniform Resource Location) è uno standard per il formato degli indirizzi delle risorse sul Web u Specifica: Come si vuole accedere alla risorsa (metodo di acceso) Dove si trova la risorsa (indirizzo IP) Nome della risorsa (nome risorsa) u Formato: METODO://INDIRIZZO-IP/NOME-RISORSA

35 WORLD WIDE WEB u Metodi di accesso http: protocollo gestione ipertesti ftp: trasferimento file news: gruppi di discussione telnet: accedere a macchine remote file: accedere a documenti locali u Indirizzo IP Indirizzo IP numerico o simbolico u Nome risorsa Percorso (struttura di directory) e nome del file a cui si vuole accedere Es. index.html, images/logo.jpg

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