Ing.Maltraversi Marco Reti di computer

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1 Ing.Maltraversi Marco Reti di computer E un insieme di elaboratori e di periferiche collegati fra loro in modo da poter trasferire le informazioni da un punto a un altro della rete. I calcolatori vengono sempre più spesso collegati in rete; i motivi sono: - Desiderio di condividere le informazioni; - Risparmio, in quanto è possibile utilizzare alcune risorse costose (es. stampanti, scanner, etc). In relazione alle reti si possono distinguere due casi : 1- la rete, dal punto di vista fisico, come sistema di linee di comunicazione e nodi intermedi che consentono il passaggio dei dati (topologia della rete). 2- la rete, dal punto di vista logico, cioè le modalità di utilizzo di tali linee per realizzare la comunicazione tra gli utenti (architettura della rete). Questa distinzione è valida per qualunque sistema di comunicazione. - Le topologie: Tutti gli elementi che costituiscono una rete di computer possono essere connessi tra loro in molti modi. Tra quelle che illustreremo non esiste una che sia in assoluto la migliore. Queste topologie saranno confrontate tra loro in relazione a tre parametri. 1- Costi iniziali: quanto costa connettere tra loro certi elementi (o nodi)? 2- Costi di comunicazione: quanto si impiega a spedire un messaggio dal nodo A al nodo B? 3- Sicurezza di resistenza ai guasti (Fault Tolleranche): se un nodo o un collegamento subisce un guasto, possono gli altri nodi comunicare tra loro? 1

2 - Topologia a stella: Prevede un nodo centrale al quale sono connessi tutti gli altri nodi. Il costo iniziale è basso (tutti i nodi hanno una sola linea di collegamento al resto della rete). I costi di comunicazione sono ridotti, infatti il trasferimento dei dati da un nodo all altro prevede l attraversamento di due collegamenti e il passaggio obbligato dal nodo centrale. Basso è il livello di sicurezza: se cade un collegamento del centro con un nodo allora questo rimane isolato. Se si verifica un guasto nel nodo centrale, l intera rete cade e ogni nodo è isolato da tutti gli altri. Il sistema centrale gestisce tutte le risorse. - Topologia ad anello: Ogni nodo è fisicamente connesso con gli altri modo da costituire una struttura circolare. Un anello può essere uni/bidirezionale; questa topologia ha una funzionalità non molto superiore a quella della stella, infatti il costo iniziale è basso, la sicurezza dei dati rimane inalterata, mentre i costi di comunicazione subiscono un incremento. La sicurezza dei dati rimane inalterata nel momento in cui il nodo non funzionante viene saltato. Se non si garantisce questa continuità allora si assiste allo stop del funzionamento della rete. 2

3 - Topologia gerarchica: Questo tipo di topologia ha senso in ambiti aziendali dove è già presente un organizzazione strettamente gerarchica (Es. : Banche, Uffici di enti che prevedono sedi comunali, provinciali, regionali). Questo tipo di struttura rende veloce lo scambio di informazioni fra nodi padre-figlio mentre sono lenti collegamenti tra nodi distanti. - Topologia completamente connessa: Questo tipo di rete è la più sicura ma è anche la più costosa, ulteriori vantaggi sono nella velocità per la propagazione delle informazioni. - Topologia a bus: Prevede un unico canale di comunicazione condiviso (il bus). I dati sono sicuri perché i messaggi che viaggiano lungo la rete non 3

4 attraversano fisicamente i nodi. Un ulteriore distinzione si basa sulle diverse distanze tra gli elementi che compongono la rete. Si ha: - LAN (Local Area Network): coinvolge elementi posti nello stesso edificio; il canale di comunicazione non deve calpestare il suolo pubblico; - MAN (Metropolitan Area Network): impiega la tecnologia delle LAN ma si estende su di un area più vasta. - WAN (Wide Area Network): si può estendere su intere nazioni, è più lenta e quasi sempre pubbblica o di proprietà di più organizzazioni. - GAN (Global Area Network): è una rete che si può estendere su più nazioni e continenti. Il modello OSI L organizzazione internazionale degli standard (ISO: International Standard Organization) ha definito un protocollo in sette livelli (o strati) denominato modello OSI (Open System Interconnection). 1. Livello (o strato) fisico: riguarda la trasmissione di bit lungo il canale di trasmissione: la funzione principale di questo livello è di garantire che i bit spediti vengano ricevuti correttamente dal destinatario. Il livello fisico è 4

5 ancora molto legato alle caratteristiche fisiche e meccaniche delle linee di comunicazione. 2. Livello (o strato) di linea: provvede ad organizzare i dati in strutture di bit (possibilmente senza errori) chiamate frame, che vengono passate al livello di rete che provvederà a prepararle al viaggio lungo la rete. Deve quindi identificare, controllare, impacchettare i dati inserendo delle sequenze predefinite di bit di controllo. Regola inoltre i tempi di comunicazione tra il trasmettitore e il ricevitore. 3. Livello (o strato) di rete: conclude il controllo nella sottorete di comunicazione. La funzione fondamentale è la determinazione del modo in cui i frame vengono instradati dalla sorgente verso il destinatario; ciò dipende dalla topologia della rete (a stella, a bus, etc.); ad esempio, una rete a stella non avrà problemi di instradamento come invece può avere una rete a bus. 4. Livello (o strato) di trasporto: provvede al trasferimento dei messaggi lungo la rete facendo in modo che gli utenti non debbano essere a conoscenza della sua struttura; questo livello deve stabilire e sciogliere le connessioni che definiscono il percorso nella rete che va da sorgente a destinatario. 5. Livello (o strato) di sessione: è il quinto livello del modello OSI; assicura che sistemi diversi possano stabilire tra loro una sessione completa di dialogo, organizzando e sincronizzando lo scambio di messaggi di dati o segnalazioni varie. A questo livello si dovrà controllare se il dialogo può avvenire contemporaneamente o alternativamente in entrambe le direzioni, oppure se è strettamente unidirezionale. 6. Livello (o strato) di presentazione: il livello di presentazione riguarda la sintassi e la semantica delle informazioni trasmesse; finalmente in questo livello si comincia ad analizzare il significato del messaggio che è stato generato e impacchettato dal dispositivo sorgente; per questo, si devono riconoscere e interpretare sia i caratteri di controllo, sia i metodi stessi di conversione dei dati, oppure si devono interpretare i dati se sono in forma crittografata o complessa. 7. Livello (o strato) di applicazione: questo livello è incaricato di fornire i servizi direttamente agli utenti; una delle funzioni di questo livello riguarda anche il trasferimento dei file; anche in questo caso si tratta di definire delle procedure di conversione in modo che questi dati, organizzati e gestiti in modo diverso, siano utilizzabili da tutti gli utenti abilitati nella rete. 5

6 Internet La parola Internet nasce dalla fusione dei termini: INTERconnect NETwork Negli anni 60 gli stati uniti si posero il problema di come garantire la comunicazione fra le varie basi militari, stati e città, in caso di attacco nucleare. La soluzione sembrò quella di una rete telematica; comunque la rete protetta e difesa, non avrebbe retto a un esplosione nucleare. Dopo qualche tempo l ARPA (Advaced Resarch Projects Agency) del Pentagono decise di varare un grande progetto basato sulla intuizione della mand. Nel 1969 naque ARPANET, con 4 nodi collegati. Nel 1971 i nodi divennero 15, nel 1972 il loro numero diventò 37. Col passare del tempo, ci si rese conto che la rete non era proteggibile. Si abbandonò il sogno militare e la possibilità di collegare i computer in rete, divenne un opportunità per tutti gli utenti. Tra il 70 e 80 molti gruppi sociali e molte organizzazioni iniziarono a collegare i propri computer alla rete. Internet venne utilizzato per scopi commerciali. Internet comincia a delinearsi come una rete di reti. Nel 1984 la National Science Foundation contribuì a migliorare le connessioni. - IL WWW Il Web è un sistema ipertestuale sviluppato per potere diffondere le informazioni presenti su Internet. Il WWW fu sviluppato nel 1989 da un gruppo del CERN (Consiglio Europeo per la Ricerca Nucleare) di Ginevra, guidato da Tim Berners Lee. L idea era di distribuire le informazioni con un interfaccia utente che fosse amichevole ( user friendly ). Il progetto del CERN prevedeva: Un unico formato standard di documento, in forma ipertestuale realizzato con un nuovo linguaggio HTML (Hyper Text Markup Language); Un metodo per identificare i documenti in modo universale: URL (Uniform Resource Locator); Un nuovo protocollo di trasmissione delle informazioni chiamato HTTP (Hyper Text Transfer Protocol). 6

7 Un ipertesto è formato da parti di testo, di figure, di grafici; se aggiungiamo anche i suoni, i filmati e le animazioni allora un Ipertesto diventa un Ipermedia. Attualmente grazie al linguaggio Java, anche le pagine visibili su Internet sono Ipermediali. - COME SI ACCEDE A INTERNET E necessario: Possedere un computer dotato di modem ( Vel. Consigliata: bps); Rivolgersi a un fornitore di servizio Internet (chiamato Internet Provider ); I servizi in genere offerti sono: Possibilità di collegarsi a computer esistenti nella rete e operare come se si fosse un terminale remoto di quest ultimo (funzione TELNET); Viaggiare nello spazio virtuale seguendo una serie di collegamenti ipertestuali (funzione WWW o Link); Raggiungere altri computer senza neanche conoscerne l indirizzo, tramite menù presentati a video (funzione Ghoper); Trasferire da appositi computer a ciò predisposti: programmi, grafici, manuali, giornali in formato elettronico, dati statistici, etc. (funzione FTP); Inviare e ricevere messaggi tramite una casella di posta elettronica; Cercare l indirizzo su siti che contengono informazioni che ci interessano (funzioni Archie e Wois); Iscriversi a club virtuali di utenti, finalizzati alla discussione degli argomenti più disparati (funzione Usenet e Mailing list); chiaccherare in tempo reale con altri utenti collegati in quel momento, in qualsiasi parte del mondo essi siano (funzione IRC); - I MOTORI DI RICERCA I motori di ricerca sono delle applicazioni che aiutano la ricerca delle informazioni su Internet. Si tratta di grandi archivi che raccolgono il collegamento a milioni di pagine Web, tramite indici di parole e frasi associate ai rispettivi URL. Perchè interrogare un motore di ricerca: Per sapere cosa c è sulla rete; 7

8 Per cercare un argomento specifico, attraverso parole chiave; in genere si usa inserire la parola cercata tra doppi apici. Ad esempio, per ricavare le pagine dove appare il nome Paolo Rossi, si inserisce nella casella Search: Paolo Rossi. Internet nasce nel 1980, da un evoluzione della rete ARPANet. Essa era una rete creata alla fine degli anni sessanta da un progetto di una rete militare del governo degli Stati Uniti. In quegli anni vi era la guerra fredda tra L America e la Russia e l esigenza di base era quella di poter mettere in comunicazione diversi sistemi elettronici distanti tra loro anche nel caso in cui la connessione fisica tra due nodi venisse a mancare, a causa della guerra. Quindi occorreva creare dei moduli che potessero scegliere sempre strade diverse in qualsiasi caso. Nacque così il protocollo IP, grazie al quale qualsiasi PC poteva essere collegato alla rete senza la necessità di avere tutti una stessa configurazione hardware. Questa è rimasta una delle caratteristiche principali di Internet. Quando ARPANet cessò di esistere, Internet prese il suo posto. Ma, al contrario della precedente, essa cominciò ad essere usata anche dalle imprese e persino dai privati. Cominciarono a svilupparsi le grandi dorsali, cioè quelle reti principali ad alta velocità alle quali si collegavano le reti più piccole, in modo da creare un unica grande rete, una nuova architettura denominata World Wide Web, ragnatela di dimensioni mondiali. I vantaggi di Internet sono: - in esso si può trovare una grande quantità d informazioni, visto che molte imprese hanno ormai almeno un sito. - Le informazioni possono essere modificate in tempi brevissimi, quindi le pagine web sono sempre aggiornate. - Internet sfrutto il collegamento telefonico, garantendo una diffusione capillare in tutto il mondo. Per quanto riguarda le imprese: - un attività commerciale può raggiungere un vasto pubblico e interagire coi clienti - si riducono notevolmente i costi di pubblicità e vendita - le informazioni dell azienda e dei prodotti sono sempre aggiornate - le aziende rimangono aperte virtualmente 24 ore su 24 - può essere attivato l e-commerce in rete La connessione tra due o più sottoreti avviene attraverso i gateway, o cancelli, che sono dei dispositivi che convertono i protocolli tipici di una rete in quelli di un altra rete. Per quanto riguarda la gestione della circolazione dei messaggi in rete, Internet utilizza la commutazione di pacchetto, ovvero ogni messaggio viene diviso in tanti piccoli pacchetti che prenderanno strade diverse per arrivare ad un unico destinatario. Ognuno dei pacchetti ha con sé un indirizzo IP e un indirizzo Internet: questo garantisce un doppio controllo al fine di far certamente pervenire il messaggio. indirizzo IP è costituito da una sequenza di quattro numeri decimali ed ognuno identifica un indirizzo nella rete. Siccome sarebbe impossibile, per l utente, ricordarsi i tantissimi indirizzi IP, ad ognuno di essi corrisponde un indirizzo Internet, molto più facile da memorizzare. Esso è costituito da un host e da un dominio. L host individua un particolare computer dentro una rete, il dominio individua la rete di appartenenza. Il provider (azienda che fornisce l accesso ad Internet) provvederà a convertire gli indirizzi Internet in indirizzi IP. 8

9 Quando si manda un informazione nella rete, essa difficilmente arriva direttamente al destinatario. Prima dovrà passare da numerosi host o gateway, che dovranno gestire instradamento del messaggio. Solitamente questo avviene grazie al fatto che l host conosce l indirizzo del destinatario, o perché vi è collegato direttamente o perché vi è presente nel pacchetto. Ma se non conosce l indirizzo, l instradamento può avvenire in diversi modi: - Instradamento statico: quando avviene in base ad informazioni predeterminate. - Instradamento dinamico isolato: quando tiene conto del carico della rete di tipo locale - Instradamento dinamico centralizzato: quando tiene conto del carico della rete secondo le informazioni date dal gateway - Instradamento dinamico distribuito: quando tiene conto del carico della rete secondo le informazioni date dal gateway contemporaneamente a quelle locali. Internet usa l instradamento dinamico distribuito. I documenti utilizzati da Internet prendono il nome di ipertesto, ovvero un insieme di documenti di tipo non solo testuale, ma anche immagini, suoni e video. In un ipertesto troviamo spesso dei collegamenti ad altri siti. Essi possono essere dei salti ipertestuali (o link) quando si fa riferimento all URL della pagina indicata, o oggetti ipertestuali, quando invece si tratta di cliccare non su un indirizzo ma solitamente su un immagine o icona. Possono essere consultati tramite uno sfogliatore o browser. Quelli più diffusi sono Netscape e Internet Explorer. Un sito della rete è quindi un computer che mette a disposizione degli utenti della rete informazioni organizzate in ipertesti. Per poterli creare invece sono molto usati il linguaggio Java, ActiveX, ma soprattutto il linguaggio HTML, il linguaggio standard nell architettura HTML. I documenti scritti in HTML, solitamente, non necessitano di un vero e proprio editor, ma sono creati da un comune programma di scrittura. La particolarità sta nel fatto che i testi devono essere scritti attraverso i tag, o codici di scrittura. In linea generale, si può dire che ogni stringa deve essere contenuta tra i simboli di maggiore e minore. Una delle caratteristiche di Internet è che non è gestita o controllata da nessuno in particolare. Solo negli anni recenti il controllo della rete è diventato più diretto attraverso la Internet Society, un organizzazione che ha come scopo quello di dare assistenza ai gruppi che vogliono entrare in Internet. Ci sono vari modi per collegare un PC ad Internet. Le velocità variano da pochi Kbit al secondo a Mbit al secondo, dipende se sfruttiamo la rete telefonica o una linea ISDN, che è più veloce perché sfrutta una doppia linea. La connessione tramite un modem viene denominata dial-up: viene chiamato un Internet provider che ci fornisce il servizio. Di norma il computer dell utente non è mai collegato direttamente alla rete, ma tutte le informazioni passano prima dal provider, che poi li passa all utente. 9

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