Le reti. Da Internet al suo maggior servizio: il web. Università Degli Studi Di Napoli Federico II

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1 Università Degli Studi Di Napoli Federico II Facoltà di Sociologia - Corso di Laurea in Culture Digitali e Della Comunicazione Le reti Da Internet al suo maggior servizio: il web Elementi di informatica e web a.a. 2014/2015 di Guido Fusco

2 Rete di telecomunicazioni Se lo sviluppo di computer e sistemi operativi ha consentito di creare, elaborare e rappresentare contenuti complessi, un elemento altrettanto cruciale per la gran parte delle moderne applicazioni di successo dei calcolatori elettronici consiste nella possibilità di trasmettere a distanza i dati digitali. Una rete di telecomunicazioni è un insieme di dispositivi e dei loro collegamenti (fisici o logici) che consentono la trasmissione e la ricezione d informazioni di tipo qualsiasi tra due o più utenti situati in posizioni geograficamente distinte, effettuandone il trasferimento attraverso cavi, sistemi radio o altri sistemi elettromagnetici o ottici Le motivazioni che hanno favorito la nascita e lo sviluppo delle reti di calcolatori sono molteplici: Condividere l informazione (pagine web, base di dati, , etc) Condivisione delle risorse (stampanti, file ) Aggregare le risorse per una maggiore potenza del calcolo calcolo distribuito 1

3 Classificazione reti Una possibile classificazione delle reti si può fare considerando l area di copertura geografica, ovvero l area entro al quale possano esistere dispositivi connessi appartenenti a una stessa rete: Reti locali (LAN - Local Area Network) connettono dispositivi nel raggio di qualche centinaio di metri (usate spesso in contesti locali di organizzazioni quali università, enti o imprese) Reti metropolitane (MAN - Metropolitan Area Network) connettono dispositivi nel raggio dell ordine delle decine di kilometri. Di solito gestite da ISP (Internet Server Provider) o gestori della telefonia. Reti geografiche estese (WAN Wide Area Network) connettono dispositivi a distanze transnazionali. Di solito da enti nazionali o internazionali 1

4 Architetture di rete I modelli di interazione-comunicazione tra calcolatori vengono chiamate Architetture Esistono due modelli di Architetture: Architettura Architettura client / server Architettura peer to peer (P2P) 4

5 Architettura client-server Architettura client/server (o centralizzato). In un sistema di questa tipologia alcune macchine della rete rivestono un ruolo ben definito. Si tratta di computer specializzati in funzioni specifiche (Server) a cui tutti gli altri (Client) si devono rivolgere. Il Server ha il compito di gestire e amministrare le risorse di rete. Il Client assume invece una posizione subordinata, accedendo alle risorse condivise dal Server: Esegue la richiesta fa richiesta di un servizio Host A = client fornisce il servizio Host B = Server Osservazione: Risulta importante notare che l architettura client/server è asimmetrica ossia le due macchine rivestono ruolo non intercambiabili

6 Caratteristiche di un processo servente Un processo servente: Aspetta richieste da un processo cliente Può servire più richieste allo stesso tempo; Applica una politica di priorità tra le richieste; E più robusto e affidabile dei clienti; Tiene traccia storica dei collegamenti (mediante i logfile). 6

7 Architettura P2P Architettura peer-to-peer (P2P): In questa tipologia non esiste una gerarchia ben precisa all interno della rete ogni computer può assumere sia la funzione di Server che quella di Client a seconda dell operazione che svolge in un determinato momento.. In pratica, tutti i computer hanno lo stesso ruolo all interno della rete ( da pari a pari.) e possono condividere le loro risorse software e hardware. Affinché si realizzi, è necessario utilizzare un software che implementi tale architettura. Esegue la richiesta fa richiesta del file Host A Host B Le reti peer-to-peer prevedono lo scambio di diversi tipi di dati e risorse. Tipicamente le applicazioni di tali reti prevedono: 1. Scambio d informazioni (file sharing) 2. Condivisione di potere computazionale 3. Comunicazione-collaborazione

8 Architettura P2P: FILE SHARING Shawn Fanningl Giugno del 1999 Questa tecnologia raggiunge la popolarità sostanzialmente con il rilascio dei primi programmi per la condivisione di file. Napster, è stato l archetipo di tali programmi, ha consegnato alle masse tale paradigma di comunicazione. La sua vera intuizione è stata dunque quella di sfruttare le potenzialità di tale paradigma. Infatti, i trasferimenti dei file avvengono mediante un interazione diretta tra i due utenti interessati (i peer) e non tramite un server dedicato. Ogni utente esegue sul calcolatore un applicazione specifica (Napster). Quest applicazione, si collega al server, che detiene l elenco di calcolatori collegati in quel momento. E bene osservare che il server non detiene i file, che invece sono residenti su ogni macchina ad esso collegato. Il generico utente fa la ricerca di un file sul server lo trova e la richiesta arriva direttamente al calcolatore che possiede il file richiesto

9 Architettura P2P: CALCOLO COMPUTAZIONALE Questo tipo di reti si differenzia dal precedente nel fatto che qui sono le risorse hardware che vengono condivise, mentre come avevamo visto per le reti precedenti erano risorse software che venivano messe a disposizione della comunità virtuale costituita dalle reti P2P. Queste reti sfruttano quindi l unione delle potenze di calcolo degli host che ne fanno parte ed il loro scopo è quello di risolvere problemi o calcoli talmente complessi che anche il pc più potente non sarebbe in grado di affrontare da solo.

10 Architettura P2P: COMUNICAZIONE-COLLABORAZIONE Esistono diversi sistemi P2P per tutti i tipi di comunicazionecollaborazione: scrittura (IM), Audio (telefonia su IP), Video. Sicuramente il più diffuso è l utilizzo del cosiddetto instant messaging, dove si è assistito ad un crescente successo negli ultimi anni. IM+VoiP IM VANTAGGI: Un grande vantaggio è che paradossalmente questo tipo di reti non sono ancora state coinvolte in procedure legali, nonostante la mole di file e risorse che circola in esse non sia di molto inferiore rispetto a quella che veniva scambiata attraverso Napster. La connessione fra due utenti risulta molto più scalabile e veloce, in quanto nella comunicazione non interviene un server centrale SVANTAGGI: La sicurezza ancora non è garantita e quindi è possibile che vengano diffusi più facilmente virus e worms. Non è garantita nemmeno la privacy. 7

11 Definizione di Internet Internet Internet (1) definita anche rete di reti composta da diverse reti interconnesse, cioè in grado di collaborare efficacemente in termini di comunicazione grazie ad un insieme di regole comuni denominati protocolli della rete internet (1) Interconnected Networks, ovvero Reti Interconnesse

12 altre definizioni svariate definizioni Internet e una rete di reti Internet è un business Internet è un insieme di informazioni Internet è una comunità virtuale Internet è un insieme di protocolli

13 Internet: funzionamento Chiunque disponga di: Linea di comunicazione dedicata (ADSL, HDSL ) Software opportuni appoggiandosi ISP fornisce un accesso a Intenet INTERNET può accedere e utilizzare i suoi servizi. Linea di comunicazione telefonica (ISDN, UMTS, ) Servizio: prestazione fornita da una macchina servente (server) a una macchina cliente (client) che ne fa richiesta Ciò è reso possibile da una suite di protocolli di rete Protocollo: insieme di regole e di convenzioni da rispettare perché due calcolatori possano comunicare 2

14 Suite di protocolli di internet Accedere ad internet e usufruire dei servizi messi a disposizione è possibile grazie ad una suite di protocolli di rete Livello Livello APPLICAZIONI Livello di TRASPORTO Livello di INTERNET Livello di COLLEGAMENTO Suite di protocolli internet DHCP, HTTP, HTTPS, SMTP, POP3, IMAP3, FTP, SFTP, DNS, IRC, SNMP, SIP, RTPS, Telnet. TCP, UDP, SCTP, DCCP IP Ethernet, Wi- Fi, PPP, TOKEN RING Tale Suite è più propriamente chiamata protocollo TCP/IP in funzione dei due più importanti protocolli in essa definiti: TCP (Transmission Control Protocol) IP (Internet Protocol) 3

15 Protocollo TCP: funzioni TCP (Transmission Control Protocol ) Le due principali funzioni sono quelle: Orientate alla connessione : prima di poter trasmettere dati deve stabilire la comunicazione, negoziando una connessione tra mittente e destinatario, che viene esplicitamente chiusa quando non più necessaria. Esso quindi ha le funzionalità per creare, mantenere e chiudere una connessione. Controllo del flusso informativo: Il protocollo TCP permette di assicurare il trasferimento dei dati in modo affidabile, Il protocollo TCP permette: alle due applicazioni di trasmettere contemporaneamente nelle due direzioni (full duplex) di ottimizzare l'utilizzo della rete anche in caso di congestione

16 Protocollo IP IP (Internet Protocol ) Il protocollo IP si occupa di instradare i pacchetti sulla rete. Questo protocollo si basa principalmente su degli indirizzi numerici (numero IP) per instradare i pacchetti nella rete. non garantisce alcuna forma di affidabilità della comunicazione in termini di controllo di errore, controllo di flusso e controllo di congestione a cui quindi dovrà supplire il protocolli di trasporto di livello superiore (TCP) 10

17 Indirizzo IP Indirizzo IP (Internet Protocol Andress ) L indirizzo IP è un numero che identifica univocamente un dispositivo collegato alla rete. Risulta necessario per l' indirizzamento indiretto tramite l'omonimo protocollo di rete IP ovvero per interconnettere (internetworking) più sottoreti diverse all'interno del protocollo TCP/IP Più esattamente l'indirizzo IP viene assegnato a una interfaccia (ad esempio una scheda di rete) che identifica l host di rete, che può essere un personal computer, un palmare, un router.

18 Indirizzo IPv4: II L indirizzo IPv4 numerico è una sequenza di 32 bit raggruppati in 4 gruppi da 8 bit 8 bit 8 bit 8 bit 8 bit Ogni gruppo di 8 bit è compreso tra 0 e Ipoteticamente è possibile avere: di computer in rete

19 Indirizzo IPv6 L indirizzo IPv6 è la versione dell'internet Protocol designata come successore dell'ipv4. Tale protocollo introduce alcuni nuovi servizi e semplifica molto la configurazione e la gestione delle reti IP La sua caratteristica più importante è il più ampio spazio di indirizzamento: poiché questi riserva 128 bit per gli indirizzi IP ,45*10 38 di computer in rete

20 Protocollo TCP/IP: Commutazione a pacchetto Il protocollo TCP/IP è basato sulla tecnologia a «commutazione di pacchetto»: i dati da inviare vengono suddivisi nel nodo (computer) di partenza in diverse parti o (pacchetti) il cui cammino attraverso la rete può seguire differenti percorsi; nel nodo di arrivo vengono poi ricomposti controllandone anche l integrità Vantaggi della commutazione a pacchetto 1. Un primo vantaggio di tale metodo consiste nel fatto che non è necessario né definire né conoscere il cammino da seguire; è compito di appositi dispositivi, i router, instradare i dati evitando le eventuali interruzioni e scegliendo, comunque, il percorso più veloce. 2. Un altro vantaggio è che vengono sfruttati al meglio i canali trasmissivi che non sono mai interamente occupati da un unica trasmissione come avviene ad esempio nelle comunicazioni telefoniche nelle quali la linea tra il chiamante ed il ricevente è occupata per tutta la durata della telefonata (in tal caso si parla di «commutazione di circuito»).

21 Esempio della commutazione a pacchetto Osserviamo la figura e consideriamo che il computer A invii dati al computer B, senza che le due macchine siano collegate in modo diretto poiché sono presenti altri nodi intermedi Se supponiamo che il messaggio inviato da A a B sia suddiviso in tre pacchetti possiamo ipotizzare i seguenti percorsi (fra quelli possibili):

22 La suite di protocolli: livello APPLICAZIONI Livello Livello APPLICAZIONI Suite di protocolli internet DHCP, HTTP, HTTPS, SMTP, POP3, IMAP3, FTP, SFTP, DNS, IRC, SNMP, SIP, RTPS, Telnet. HTTP (Hypertest Transfert Protocol) è il protocollo di trasferimento di un ipertesto. Usato principalmente per la trasmissione di informazioni sul web HTTPS (User Datagram Protocol Over Secure ) ha le stesse funzioni del protocollo HTTP. Funziona però in chiave crittografica, ossia dove la sicurezza del dato risulta essenziale DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol ) permette ai dispositivi di una certe rete locale di ricevere automaticamente una configurazione IP SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) è il protocollo standard per la trasmissione via internet di POP3 (Post Office Protocol) è il protocollo che permette mediante autentificazione l accesso ad un account di posta elettronica presente su un host IMAP (Internet Message Access Protocol) E il protocollo di comunicazione per ricevere mail

23 La suite di protocolli: livello APPLICAZIONI (II) Livello Livello APPLICAZIONI Suite di protocolli internet DHCP, HTTP, HTTPS, SMTP, POP3, IMAP3, FTP, SFTP, DNS, IRC, SNMP, SIP, RTPS, Telnet. FTP (File Transfert Protocol) è il protocollo di trasferimento dati tra due host DNS (Domain Name System) : Abbiamo detto che i computer connessi ad internet sono identificati da un indirizzo IP. Anche i siti web sono raggiungibili attraverso un indirizzo IP, ma è un numero troppo complicato per essere ricordato per ognuno dei nostri siti preferiti. Nasce così il DNS (Domain Name System) che traduce questo numero in un indirizzo più 'umano' come Il DNS è una tabella in cui ogni riga associa un indirizzo IP a un nome dominio. Spesso è fornito dal ISP IRC (Internet Relay Chat) è il protocollo che consente sia la comunicazione diretta fra due utenti che il dialogo contemporaneo di interi gruppi di persone in stanze di discussione chiamate canali.

24 Il principale servizio offerto da internet

25 Il World Wide Web Il World Wide Web (WWW o Web) è Il più importante dei servizi messi a disposizione da Internet, utilizza il protocollo HTTP per recuperare pagine Web e altre risorse da un server Web. E un enorme ipertesto multimediale, distribuito dotato di un interfaccia di facile uso multimediale ciascun documento ipertestuale può contenere non solo testo, ma anche informazioni espresse con media diversi: immagini, video, audio, etc distribuito: diverse parti di questo gigantesco ipertesto risiedono su calcolatori diversi e a distanza tra loro dotato di un interfaccia di facile uso: la fruizione di questo ipertesto è mediata da un interfaccia che si prende carico di visualizzare in modo uniforme i dati multimediali. Le applicazioni che realizzano questa interfaccia utente prendono il nome di browser

26 Definizione di ipertesto Un Ipertesto si basa su un'organizzazione dell'informazione di tipo reticolare, ed e costituito da un insieme di unità informative (nodi) e da un insieme di collegamenti (link) che da un blocco permettono di passare a uno o più blocchi. Se le informazioni che sono collegate tra loro nella rete non sono solo documenti testuali, ma in generale informazioni veicolate da media differenti (immagini, suoni, video) l'ipertesto diventa multimediale e viene definito ipermedia nodi nodi nodi nodi nodi L utente generico può saltare da un punto all altro del documento o da un documento all altro seguendo i link link nodi link I link vengono più propriamente detti collegamenti ipertestuali (in inglese hyperlink) 18

27 Le componenti essenziali del web secondo Berners Lee Tim Berners Lee, un ricercatore del CERN che può essere considerato il «padre» del Web, scrisse un documento in cui si chiedeva di creare un sistema che rendesse più agevole la condivisione di informazioni, a livello mondiale, tra scienziati e ricercatori, risolvendo i tre problemi prima evidenziati. La proposta prevedeva tre componenti essenziali: Un interfaccia utente comune per tutti (indipendente quindi dal tipo di computer utilizzato); Incorporare nel sistema i tipi più diversi di documento e le tecnologie più varie; L accessibilità universale a tutte le informazioni contenute in questo ambito. Si trattava di trasformare l enorme capacità informativa disponibile su Internet in qualcosa che chiunque potesse usare e consultare con facilità. Per fare questo fu necessario deifnire: o o o Un nuovo linguaggio universale per la creazione di documenti con caratteristiche ipertestuali, il linguaggio HTML (HyperText Markup Language); Una notazione universale di localizzazione degli stessi, gli URL (Uniform Resource Locator) o URI (Uniform Resource Identifier);L accessibilità universale a tutte le informazioni contenute in questo ambito.; Un nuovo protocollo ottimizzato per il trasferimento d ipertesti, l HTTP

28 Il world wide web: architettura client/server Il World Wide Web, come del resto altre applicazioni Internet, funziona attraverso una interazione tra un client e un server. I server mettono a disposizione le informazioni, ovvero i documenti ipertestuali I client accedono ai documenti multimediali memorizzati sui server attraverso un indirizzo che li individua univocamente. Il protocollo di comunicazione the i due moduli utilizzano per interagire si chiama HTTP (HyperText Transfer Protocol). Tale protocollo, a richiesta e risposta, stabilisce le regole di comunicazione tra Client e Server. Il server m e m o r i z z a i documenti ipertestuali o pagine web(in formato HTML) Il Client inoltra la richiesta mediante HTTP client Il Server invia al client le varie componenti del documento Server

29 Il world wide web: architettura client/server 20

30 Sito web e browser Il server è un programma che rende disponibile delle risorse. Nella fattispecie le risorse costituiscono ciò che possiamo chiamare sito web Un sito web sono documenti raggiungibili a partire da un unico indirizzo inziale e residenti su uno stesso server Il client è costituito da un browser, ovvero un applicazione che permette di: Collegarsi al server, interpretando i comandi dell utente; Visualizzare i siti web (documenti ottenuti); Passare ad altri documenti mediante il collegamenti ipertestuali

31 HTML e CSS Per essere inserito nel World Wide Web, un documento deve essere memorizzato in un particolare formato, denominato HTML (HyperText Markup Language). HTML e un linguaggio di marcatura (markup language), ovvero costituito da un insieme di istruzioni,detti tag o marcatori, tali a descrivere struttura e contenuto della pagina L'HTML non è un linguaggio di programmazione (in quanto non prevede alcuna definizione di variabili, strutture dati, funzioni, strutture di controllo) L'HTML in passato veniva anche usato erroneamente per definire lo stile della pagina web, compito oggi eseguito molto più efficacemente dal CSS (Cascading Style Sheets o Fogli di stile) Il CSS è un linguaggio usato per definire la formattazione di documenti HTML, XHTML e XML. Le regole per comporre il CSS sono contenute in un insieme di direttive (Recommendations) emanate a partire dal 1996 dal W3C. L'introduzione del CSS si è resa necessaria per separare i contenuti dalla formattazione e permettere una programmazione più chiara e facile da utilizzare, sia per gli autori delle pagine HTML che per gli utenti. 22

32 Una metafora macabra Se una pagina Web fosse un volto HTML (struttura) CSS come l espressione che viene data al volto (stile applicato alla struttura) 23

33 Struttura e stile di un sito web Struttura Struttura con stile

34 Esempio di documento HTML

35 Esempio di foglio di stile 26

36 Richiesta di una pagina web al server Il collegamento al server richiede i seguenti passi Server 1. L indirizzo del dominio, viene digitato direttamente dall utente 2. Il browser chiede al server il documento che deve essere visualizzato 3. Il server risponde inviando le varie parti del documento (testi, immagini animazioni) 4. Il browser inizia la visualizzazione del documento

37 I domini internet I domini internet o nomi a dominio è un codice mnemonico (1) che facilita l'accesso ad una o più risorse di rete, di per sé caratterizzate da un indirizzo numerico (IP Number) Si suddividono in: DOMINI.. Domini di I livello Domini di II livello.. Domini di n- livello Domini di I livello Nazionali Domini di I livello Generici (1) Dal regolamento : 28

38 Domini di primo livello Domini di primo livello: in inglese Top-Level Domain abbreviato in TLD, è l ultima parte del nome di dominio Internet; è in altre parole la sigla alfanumerica che segue il "punto" più a destra dell URL. Si suddividono in: Domini di I livello Domini di I livello Nazionali Domini di I livello Generici

39 Domini di primo livello nazionali Con la crescente diffusione di internet, avvenuta nel corso degli anni '90, sono stati attivati i: Domini di primo livello nazionali: (country code top-level domain), identificati dalle due lettere che meglio rappresentano la sigla del paese. Come ad esempio il.it in Italia, il.fr in Francia ecc. dell URL. Nazione ITALIA SPAGNA FRANCIA GERMANIA STATI UNITI Dominio di I Livello nazionali.it.es.fr.de.us Oltre ai domini nazionali sono stati attivati, più di recente, anche i domini geografici sovranazionali. In Europa il dominio di primo livello ufficialmente riconosciuto in ambito Ue è il.eu

40 Dominio di primo livello generici In origine esistevano soltanto i domini di primo livello generici. All'inizio internet era un fenomeno prevalentemente americano. Pertanto non c'era alcuna necessità di identificare i domini in base alla territorialità. Domini di primo livello generici erano concepiti per identificare la natura delle organizzazioni sul web. L'estensione.com identificava le attività commerciali, l'estensione.org le organizzazioni ecc. Nel 1985, al momento della loro creazione, erano i seguenti: Dominio di I Livello generici significato.arpa Il primo dominio in onore al progetto ARPA.com attività commerciali (aziende).edu enti educativi (scuola, università, ecc.).gov enti governativi statunitensi (governo, uffici federali, ecc.).net aziende ed enti che si occupano della rete (es. ISP, provider, ecc).mil enti e organi delle forze militari statunitensi.org altre organizzazioni non comprese nei precedenti top level domain. Col passare del tempo si sono aggiunti nuovi domini di primo livello. Per alcune estensioni la classificazione originaria è andata man mano perdendosi. Ad esempio, oggi tutti possono registrare un dominio.net o.com. In altri casi, come ad esempio il.gov o.mil, la registrazione dei domini è invece ancora oggi riservata ai soli soggetti autorizzati. 31

41 Domini di secondo e terzo livello Un dominio di secondo livello (SLD- Second Level Domain) è composto da una estensione di dominio di primo livello e da un nome univoco di riconoscimento. (1) Ogni nome aggiunto alla sinistra del nome univoco, specifica un ulteriore suddivisione dei livelli, definendo così domini di livello superiore. è un dominio di terzo livello. Quando un dominio di secondo livello viene registrato all assegnatario, questo è autorizzato a usare i nomi di dominio relativi ai successivi livelli (1) IP Number con dominio

42 URL (Uniform Resource Locator) Qualsiasi documento, immagine, o file multimediale è univocamente determinato tramite una sequenza di caratteri denominata URL (Uniform Resource Locator) 1. Protocollo (http) per recuperare il documento 2. Nome simbolico del dominio, che indica il server 3. Nome locale della risorsa, ovvero lo specifico percorso dove è contenuta /2013/03/nuovi-modelli-di-business-web20.pdf Gli URL possono essere forniti direttamente dall utente scrivendolo nella barra degli indirizzi o navigazione, oppure possono essere scelti dall utente durante la sua visione del documento mediante i collegamenti ipertestuali

43 Esempio di recupero risorsa Vediamo le fasi con cui un browser si rivolge ad un server HTTP: Supponiamo ancora di voler visualizzare la risorsa nuovi-modelli-di-business-web20.pdf /wp-content/uploads/2014/03/nuovi-modelli-di-business-web20.pdf 1. Il browser sfrutta il protocollo DNS per trasformare l indirizzo logico in quello fisico (IP) 2. Il browser inoltra al server la richiesta del documento 3. Il server http determina la correttezza del formato URL 4. Il server http invia il file richiesto e rilascia la comunicazione 5. Il browser interpreta il file ricevuto

44 icenza Creative Commons Il presente materiale è pubblicato con licenza Creative Commons 3.0 Italia Attribuzione - Non commerciale - Condividi allo stesso modo

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