ARCHITETTURE DISTRIBUITE

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1 ARCHITETTURE DISTRIBUITE 1

2 Client Server Client: consumatori di servizi - A richiesta del proprio utente, iniziano il processo di interazione attraverso una richiesta di servizio verso un server - Elaborano la risposta ricevuta e la presentano all utente - Possono diventare inattivi in qualunque momento Server: fornitori di servizi - Offrono servizi a richiesta dei client - Possono ricevere molte richieste contemporaneamente da client differenti - Devono garantire la propria disponibilità nel tempo 2

3 Client - Server HTML internet HTTP Browser Web server HTML 3

4 Client server Pagine web FTP Es.: Dreamweaver HTTP internet HTTP Brows er Editor Web server HTML Con le pagine statiche, ogni volta che dobbiamo aggiornare una pagina, usiamo un editor di testo che modifica la nostra pagina web, quindi dobbiamo UPLOADARLA sul server attraverso un programma FTP 4

5 Le architetture WEB: Un introduzione Così come non possiamo pensare di costruire un edificio senza la conoscenza delle fondazioni, non possiamo progettare un applicazione web di successo senza conoscere la struttura di base su cui andrà a posarsi. In ambito informatico, questa struttura di base è detta architettura, ovvero, l insieme di vincoli e regole implementative su cui poggia un intero sistema software. L architettura principale su cui si basa internet e il Web tutto è l archiettura client/server, composta da due entità, una macchina, il client, che effettua una richiesta ad un altra macchina, il server, che si occuperà di rispondere. 5

6 Le architetture WEB: Un introduzione La comunicazione avviene tramite protocollo HTTP o HTTPs. Entrambe i protocolli funzionano allo stesso modo, unica differenza, il protocollo HTTPs applica un meccanismo di crittografia asimmetrica al protocollo classico, molto utile se abbiamo necessità di scambiare informazioni riservate, quali ad esempio l immissione di una password, del numero di carta di credito e così via. 6

7 Le architetture WEB: Un introduzione Questo meccanismo così immediato e diretto, fatto di richieste e risposte tra client e server era ciò che accadeva con i primi siti web. Il browser utente, ovvero il client, effettuava una richiesta digitando un URL, il server recuperava nel disco rigido la pagina HTML richiesta e tramite protocollo HTTP la inviava al client che, grazie al browser, si occupava di interpretare i tag e renderla visualizzabile all utente. Sebbene questo accadeva fino a pochi anni fa, uno scenario così minimale sembra distante secoli e in effetti è vero! r HTTP 7

8 Non è scomparsa l architettura client/server, non è scomparso il protocollo HTTP e non sono state create neanche nuove architetture. In generale, nella tecnologia e in particolar modo nell informatica, cambiamenti epocali nell esperienza utente difficilmente coincidono con cambiamenti radicali dell infrastruttura tecnologica preesistente. Il modo di rapportarsi al progresso segue un ottica abbastanza conservatrice, o detto brutalmente, ciò che funziona non si sostituisce. Al massimo evolve! 8

9 L architettura che tutt oggi permette al web di funzionare è ancora quella client/server, stavolta però il funzionamento non è così esplicito. Ovvero, il server non è più soltanto una macchina che recupera fisicamente le pagine dal disco rigido e le rimanda al client, ma è un agglomerato di macchine che eseguono i compiti più disparati. Abbiamo il server web, il server del database, l application server, ragion per cui, la richiesta di un URL da parte del client non è più una semplice operazione di ricerca su disco ma comporta tutta una serie di operazioni, magari anche complesse. 9

10 Dall altra parte anche il ruolo del client si è evoluto, ormai il client non è più un terminale che visualizza le informazioni ricevute dal server ma (all occorrenza) può avere anch esso un ruolo attivo nel processo di comunicazione. La suddivisione dei compiti tra client e server permette di avere due distinte evoluzioni dell architettura client/server entro cui possiamo classificare le applicazioni web. La prima è l architettura Thick Web Client e l altra è l architettura Thin Web Client. 10

11 Le architetture WEB: Thick Web Client L architettura Thick Web Client è il tentativo di sfruttare le capacità dei moderni browser web in favore di una migliore esperienza utente. Tutto ciò avviene grazie all utilizzo di script lato client, come Javascript o anche se in misura molto minore, oggetti ActiveX e applet Java. 11

12 L'utilizzo maggiore di Javascript a discapito delle altre due, è da imputare alla presenza di un interprete Javascript in tutti i browser attualmente in circolazione. Per ActiveX, invece, bisogna avere necessariamente Internet Explorer, mentre per le applet Java potrebbe essere necessario installare la Java Virtual Machine, se questa non dovesse essere presente sul nostro computer. 12

13 Da questo momento in poi, il browser cessa di essere soltanto «il programma con cui visualizziamo le pagine web» e diventa un qualcosa di più evoluto. Grazie a Javascript, ad esempio, possiamo controllare in real time che un certo form sia stato compilato rispettando il giusto formato (es. che sia stato compilato con nome cognome e password, correttamente), evitando così di inviarlo al server. Siccome l interprete Javascript può essere disabilitato dall utente, sarà necessario comunque un controllo delle informazioni lato server, ma, in questo scenario, il server effettuerà questo controllo solo se Javascript ha già dato il via libera. 13

14 Un altro caso in cui Javascript risulta utile è quando abbiamo necessità di operare con la DOM (Document Object Model) del browser e modificare al volo il contenuto di una pagina web, che poi è alla base di tecnologie molto in voga, una su tutte AJAX. Come per i cookie, l utente può decidere in qualunque momento di disabilitare l interprete Javascript, ragion per cui bisogna pensare a possibili alternative a situazioni del genere. A queste raccomandazioni vanno poi aggiunte quelle che già riguardavano le architetture Thin Web Client. 14

15 DOM Il modello a oggetti del documento, è una forma di rappresentazione dei documenti strutturati come modello orientato agli oggetti. 15

16 Le architetture WEB: Thin Web Client Thin, è un termine inglese, che vuol dire snello ed è riferito alle responsabilità spettanti al client. In questa architettura, infatti, la maggior parte della logica applicativa è demandata al server che si occupa di eseguire i vari script dinamici (PHP, JSP, ASP.net ), effettuare eventuali letture dal database, tradurre il tutto in un documento HTML ed inviarlo al client che dovrà solo mostrarlo a video. 16

17 Questa configurazione così minimale del client ci permetterà di raggiungere il più alto numero di utenti col minimo sforzo. Infatti, dovendo il client occuparsi soltanto del semplice render dell HTML non ha bisogno di alcuna configurazione particolare. Il vantaggio immediato è che anche browser vecchi e non aggiornati potranno visualizzare le nostre pagine senza problemi. 17

18 L unico compito che in questo tipo di architettura è lasciato al client è la gestione della persistenza dello stato della sessione utente. L HTTP è il protocollo tipicamente utilizzato da un browser per inviare una richiesta a un server e viceversa. Tale protocollo, fa parte della famiglia di protocolli detti stateless (o anche connectionless), questo significa che il server tratta ogni richiesta di un client come una transazione indipendente, completamente slegata da qualunque richiesta pregressa. 18

19 HTTP HyperText Transfer Protocol (HTTP) (protocollo di trasferimento di un ipertesto) è usato come principale sistema per la trasmissione d'informazioni sul web. Le specifiche del protocollo sono gestite dal World Wide Web Consortium (W3C). Un Server HTTP generalmente resta in ascolto sulla porta 80 usando il protocollo TCP. 19

20 Questa assenza di stato è un vantaggio in termini prestazionali per HTTP, in quanto, non sono necessari tutta una serie di comunicazioni di controllo tra client e server. Dall altro lato, questa leggerezza nel trattare l interazione utente si rivela problematica quando a queste richieste pregresse siamo realmente interessati. Ad esempio, nei siti di commercio elettronico, spesso ci vengono mostrati gli ultimi oggetti che abbiamo visualizzato, questa funzionalità, apparentemente banale, a causa della natura stateless del protocollo non può essere implementata con una semplice richiesta HTTP. 20

21 I meccanismi utilizzati in ambito web per rendere HTTP meno stateless sono i cookie e le sessioni. Mentre le sessioni sono gestite interamente dal server, i cookie vengono inviati al client (sottoforma di piccoli file di testo) che si dovrà occupare di salvarli sul nostro computer e recuperarli quando necessario. Per motivi di privacy, il browser utente ha la facoltà di non accettare i cookie, pertanto dovremmo tenere conto di questo inconveniente in fase di sviluppo e prevedere le giuste mosse. 21

22 URI Un URI è un identificatore univoco per una risorsa web; è costituito da una sequenza di caratteri stampabili in modo che possa essere trascritto e visualizzato. Nel primo e nel secondo caso il percorso non termina con un file, quindi il server restituirà il file di default. Negli ultimi tre esempi il server è in ascolto nella porta

23 TCP TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) è un insieme di protocolli che utilizzano i computer per comunicare tra loro sulla rete. I due protocolli sono tra i più importanti per lo scambio dei dati, oltre a loro ce ne sono altri. Questi protocolli sono incorporate nei programmi del computer. 23

24 TCP / IP è generalmente usato solo dove c'è una rete. Ogni computer in una rete che vuole utilizzare il protocollo TCP / IP possiede un indirizzo IP, per esempio, Ci sono quattro parti in indirizzo, separati da punti. Ogni parte corrisponde a un byte, così l'intero indirizzo è quattro byte 24

25 Anche se non richiesto dal protocollo, per convenzione vi è una linea di demarcazione da qualche parte all'interno di questo numero: a sinistra c'è il numero di rete e alla destra, il numero di host. Due macchine sulla stessa rete fisica - di solito una rete locale (LAN) - normalmente hanno lo stesso numero di rete per comunicare direttamente utilizzando il protocollo TCP / IP. 25

26 Se i numeri di rete non sono gli stessi, i pacchetti vengono inviati a un router, un congegno speciale in grado di scoprire dove è l'altra macchina e fornirgli i pacchetti. Questa comunicazione può avvenire via Internet oppure sulla rete WAN. Ci sono diversi modi in cui i computer utilizzano IP per comunicare. Alcuni di questi sono: 26

27 UDP (User Datagram Protocol) è un modo per inviare un singolo pacchetto da una macchina all'altra. Non c'è garanzia di consegna, e non c'è alcun avviso di ricevimento. DNS usa UDP, come fanno le altree applicazioni che gestiscono i propri datagrammi. Apache non usa UDP. 27

28 TCP (Transmission Control Protocol) Un modo per stabilire una comunicazione tra due computer in maniera affidabile, consegna messaggi di qualsiasi dimensione nell'ordine in cui vengono inviati. 28

29 Le richieste arrivano su un'interfaccia di rete per una serie di diversi servizi offerti dal server utilizzando diversi protocolli: Network News Transfer Protocol (NNTP): news Simple Mail Transfer Protocol (SMTP): mail Domain Name Service (DNS) HTTP: World Wide Web 29

30 Il server può decidere come gestire queste diverse richieste perché i quattro byte IP di indirizzo che porta la richiesta alla sua interfaccia è seguita da un numero di due byte che identificano la porta. NNTP: porta numero 119 SMTP: porta numero 25 DNS: porta numero 53 HTTP: numero di porta 80 30

31 Come amministratore del server o webmaster si può decidere di cambiare queste porte a proprio piacimento, anche se è necessario che i client sappiano delle modifiche che si vogliono apportare. Apache, di base, ascolta sulla porta numero 80 perché si tratta di attività HTTP. 31

32 I numeri di porta inferiori a 1024 possono essere utilizzati solo dal superutente (root, sotto Unix); questo impedisce ad altri utenti di eseguire programmi mascherati da servizi standard, ma porta i suoi problemi, come vedremo. 32

33 Questa configurazione di base va bene se la nostra macchina sta fornendo solo un server web, in realtà è possibile ospitare diversi, molti, decine o persino centinaia di server, che appaiono al mondo come completamente diversi l'uno dall'altro. Questa situazione non era stata anticipata dagli autori di HTTP 1.0; così per gestire un certo numero di host su una macchina, deve essere fatto da un kludge, cioè l'assegnazione degli indirizzi multipli per la stessa interfaccia e distinguere i virtual host dal suo indirizzo IP. 33

34 Questa tecnica è conosciuta come IPintensive virtual hosting. Utilizzando il protocollo HTTP 1.1, gli host virtuali possono essere creati mediante l'assegnazione di più nomi per lo stesso indirizzo IP. Il browser invia un header Host per dire quale nome sta utilizzando. 34

35 DNS In un certo senso il web è come il sistema telefonico: ogni sito ha un numero che univocamente lo identifica - per esempio, sono numeri difficili da ricordare, essi vengono automaticamente collegati ai nomi di dominio - per esempio, o etc.. 35

36 Quando si naviga su internet e si richiede un nome di dominio al browser, per esempio questo in prima istanza viene tradotto dal DNS e tramutato in un quartetto di numeri separati dal punto (es ) Quando si riceve un messaggio di errore che dice qualcosa come "DNS non trovato ", significa che questo processo è in panne. Forse hai digitato l'url in modo non corretto, o il server è giù. 36

37 Utilizzo di HTTP La prima riga di una richiesta dell' HTTP è costituita da un metodo che descrive cosa il client vuole fare GET /index.html HTTP/1.1 Host: 37

38 Le richieste che avranno buon esito riceveranno una risposta tipo: HTTP/ OK Date: Server: Last-Modified: Etc.. 38

39 Se invece non viene accettata la richiesta comparirà un errore tipo HTTP/ NOT FOUND 39

40 Protocollo HTTP Le versioni esistenti sono: HTTP/0.9 HTTP/1.0 HTTP/1.1 Non verrà mai inviato un HTTP/0.9 perchè l'argomento del protocollo è stato introdotto solamente a partire dal HTTP/1.0. Se venisse inviata una richiesta HTTP/0.9 solamente GET e POST funzionerebbero. 40

41 Intestazioni dell'http Le intestazioni dell'http possono accompagnare i messaggi HTTP in transito tra client e server, in entrambe le direzioni. Può essere inviata qualsiasi intestazione se entrambe le estremità della connessione concordano sul significato. Il protocollo HTTP definisce soltanto un sottoinsieme specifico delle intestazioni, quelle riconosciute sono divise in tre gruppi: 41

42 HTTP- intestazioni di richiesta sono inviate dal client al server per aggiungere informazioni o modificare la natura della della richiesta. Per esempio l'intestazione Accept-Language informa il server dei linguaggi accettati dal client, utilizzabili da Apache ai fini di negoziazione dei contenuti. HTTP- server invia intestazioni di risposta ai client, in risposta alle richieste Le intestazioni standard normalmente inviate da Apache comprendono Date e Connection. 42

43 HTTP- intestazioni di entità possono essere inviate in entrambe le direzioni, aggiungendo informazioni descrittive sul corpo di un messaggio HTTP. Le richieste HTTP possono utilizzare le intestazioni di entità solo per i metodi che permettono un corpo, cioè PUT e POST. Le richieste con un corpo sono obbligate ad inviare una intestazione Content-Lenght per informare il server della dimensione del corpo. I server invece possono mandare una intestazione 43

44 Transfer-Encoding. Altre informazioni di contenuto: Content-Language, Content-Encoding, Content-Type, Expires, Last-Modified. Expires indica ai client e ai proxy la durata della validità del documento Last-Modified permette al client di capire se il documento salvato nella cache è aggiornato 44

45 Cosa fanno i client Una volta che il server è configurato i client possono fare le loro richieste su uno specifico URL, per esempio Il browser osserva che l'url inizia con deduce che dovrebbe essere utilizzati il protocollo HTTP. L '"//" dice che l'url è assoluto. La parte successiva deve essere il nome del WWW server. apache.org. Il client contatta un name server, che utilizza il DNS per risolvere questo nome in un indirizzo IP. ( ). 45

46 Un modo per controllare se un indirizzo web esiste è quello di andare su Terminale e provare lo script: ping -c 5 Una possibile risposta da parte del server potrebbe essere: 46

47 ping -c 5 PING ( ) 56(84) bytes of data. 64 bytes from chasehosting.com ( ): icmp_req=1 ttl=49 time=213 ms 64 bytes from chasehosting.com ( ): icmp_req=2 ttl=49 time=212 ms 64 bytes from chasehosting.com ( ): icmp_req=3 ttl=49 time=212 ms 64 bytes from chasehosting.com ( ): icmp_req=4 ttl=49 time=213 ms 64 bytes from chasehosting.com ( ): icmp_req=5 ttl=49 time=212 ms --- ping statistics packets transmitted, 5 received, 0% packet loss, time 4005ms rtt min/avg/max/mdev = / / /0.729 ms 47

48 Non viene inserita una porta particolare nell indirizzo, questo perchè usa la porta di default cioè la 80. Se venisse richiesta una altra porta, per esempio, la URL include sempre un percorso, anche se è solo /, e comunque la porta viene specificata nella richiesta, non essendo quella di default. Il client fa quindi una richiesta di connessione TCP sulla porta 8000, dell IP (quello tradotto in precedenza dal ping) 48

49 E spedisce il seguente messaggio (se usa HTTP/1.0) GET /percorso_qualisiasi/foo.html HTTP/1.0<CR><LF><CR><LF> Questi ritorni a capo e avanzamento riga (CRLF) sono molto importanti perché separa l'intestazione HTML dal suo corpo. Se la richiesta fosse un POST, non ci sarebbero i seguenti dati. Il server invia la risposta e chiude la connessione. Per vederlo in azione, ancora una volta ci colleghiamo su Internet con un prompt di comandi, e digitare quanto segue: 49

50 telnet 80 si ha subito una risposta, si richieda quindi : GET /announcelist.html HTTP/1.0<CR><CR> 50

51 telnet 80 Trying Connected to Escape character is '^]'. GET /announcelist.html HTTP/1.0<CR><CR> HTTP/ Not Found Date: Wed, 04 Jan :46:01 GMT Server: Apache/ (Unix) OpenSSL/1.0.0c Content-Length: 308 Connection: close Content-Type: text/html; charset=iso

52 Architetture client / server Ogni volta che con il nostro browser digitiamo l URL della pagina desiderata, avviene una interazione tra il nostro computer (client) ed il Web Server remoto che ospita la risorsa richiesta. In particolare il client si connette al server remoto ed invia la richiesta del documento. Il server verifica la disponibilità del documento e risponde al client comunicando l esito della richiesta e successivamente inviando il file HTML desiderato. La comunicazione tra gli host avviene sfruttando il protocollo HTTP (Hypertext Transfer Protocol) 52

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54 Questo tipo di comunicazione viene definita statica, perché il compito del Web Server è solo quello di verificare l esistenza delle pagine HTML e restituirle al client richiedente. Ben presto ci si è resi conto che le sole pagine Web statiche non sono sufficienti a gestire servizi quali ricerche di dati, consultazioni on-line di archivi (prodotti, articoli e così via), acquisti effettuati sul Web. Si è passati quindi alle tecnologie Web dinamiche, in grado cioè di interpretare le diverse richieste dei client e di generare dinamicamente il risultato HTML. 54

55 Le architetture più diffuse oggi sul web sono: - PHP/ MYSQL/ APACHE - JSP/ MYSQL/ TOMCAT - ASP.NET/ MSQLSERVER/ IIS 55

56 ASP.NET: evoluzione della tecnologia ASP. Si basa su codice VB.NET o C# che viene compilato sul Web Server IIS utilizzando le classi del Framework.NET. Grazie ad essa è possibile implementare i Web Services basati XML ed il protocollo SOAP. 56

57 PHP: Hypertext Preprocessor è una tecnologia basata su codice scritto in PHP (un misto di C e Perl) e richiede Apache come web server. Può girare sia su sistemi Windows che Linux (anche se l ambiente ideale è Linux). 57

58 JSP: le Java Server Pages sono una componente fondamentale delle applicazioni Web in Java (tra le più complete e potenti tecnologie Web, vedi figura 2). Fanno parte delle specifiche Java 2 Enterprise Edition (J2EE). Richiedono un container per poter essere eseguite che spesso funge anche da Web Server. Tra i più utilizzati c è Tomcat di Jakarta (progetto Open Source, disponibile sia per Linux che per Windows) che può funzionare come Web Server standalone (autonomo), ma anche essere integrato in Apache. 58

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60 JSP la tecnologia JSP è basata su Java e quindi permette lo sviluppo di applicazioni Web senza dover essere legati ad un ambiente in particolare. E risaputo ormai di come il linguaggio di Sun Microsystems sia multipiattaforma (Windows, Linux, Unix, MacOS ed altri) offrendo i notevoli vantaggi di scrivere applicazioni portabili in tutti i sensi. 60

61 Inoltre è una tecnologia Open Source: possiamo costruirci il Web Server con il nostro sito spendendo solo i soldi per l hardware (inevitabile), il dominio e la linea veloce e utilizzando come software Linux, Java 2 SDK, MySQL come Server di Database e Tomcat come Web Server. 61

62 Le applicazioni web in Java sono tra le più complete e potenti. rappresentano una validissima soluzione al problema della separazione tra logica gestionale e l interfaccia grafica. Quest ultimo aspetto è fondamentale nelle applicazioni più complesse, dove alla realizzazione di una WA (Web Application) collaborano più figure, dai web designer ai programmatori che potranno così suddividersi i compiti evitando i problemi di condivisione 62

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