Reti di calcolatori. La comunicazione, i nomi e gli indirizzi

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1 reti / reti di calcolatori La comunicazione, i nomi e gli indirizzi Se vi è una ituazione comunicativa (ad eempio l'aula colatica ) in cui vi è un emittente e molti poibili detinatari, il fatto che il detinatario abbia un nome (e che queto venga uato) garantice che eo comprenda che la comunicazione è diretta a lui. E' dunque importante che ogni poibile detinatario abbia un nome. Inoltre il fatto che eo ia univoco (che ia unico tra i poibili detinatari) permette di evitare ogni confuione. Se il detinatario non è preente, la comunicazione andrà traportata e dovrà raggiungerlo al uo indirizzo. In queto cao non bata apere il nome del detinatario, arà neceario conocerne l'indirizzo; cioè il luogo fiico dove è poibile raggiungerlo. E anche poibile che all indirizzo vi iano più poibili detinatari della comunicazione. In queto cao vi dovrà eere chi riceve le comunicazioni e le uddivide. E come quando in un condominio arriva il potino. Ci pena poi il portiere (o lo teo potino) a dividere la pota nelle caelle dei ingoli condomini. Alla fine anche l indirizzo dovrà eere univoco (cioè ogni meaggio dovrà avere un'unica detinazione). Reti di calcolatori L idea di mettere i calcolatori in comunicazione tra di loro, anche e ditanti, riale agli anni eanta, ad opera degli Stati Uniti. Vi era il timore che l Unione Sovietica, con un bombardamento nucleare a orprea, mettee fuori uo i principali centri trategici e bloccae la comunicazione con le bai militari non colpite impedendo coì la loro reazione. Viene tabilito di collegare tutti i computer delle bai militari in una rete continentale nella quale ogni calcolatore foe il grado di comunicare autonomamente con gli altri mediante una etea rete di cavi e un appoita procedura di traferimento dei dati. la guerra fredda la rete ARPANET nel 1974 Nel 1958, per realizzare queto progetto, il Governo degli Stati Uniti decie di creare un itituto di ricerca. Il progetto venne viluppato negli anni '60 in piena Guerra fredda con la collaborazione di varie univerità americane, e aveva lo copo di cotruire una rete di comunicazione militare in grado di reitere anche ad un attacco nucleare u vata cala. Ethernet e i protocolli TCP/IP e FTP Per rendere più affidabile la comunicazione tra i calcolatori, nei primi anni ettanta, venne finanziato lo viluppo di un inieme di protocolli di comunicazione* da utilizzari per lo viluppo di reti a commutazione di pacchetto**. I due protocolli più noti ono il TCP (Tranmiion Control Protocol) e l'ip (Internet Protocol) che mettono in comunicazione i computer mentre il protocollo FTP (File Tranfer Protocol) permette di realizzare uno cambio di file.

2 reti / reti di calcolatori * nel campo delle telecomunicazioni, per protocollo di rete i intende la definizione formale delle regole o meccanimi che due apparecchiature elettroniche collegate tra loro devono ripettare per realizzare un efficace comunicazione. Le apparecchiature poono eere hot, computer client, telefoni intelligenti, PDA, monitor, tampanti, enori ecc. In particolare un protocollo prevede la definizione dei linguaggi in cui vengono realizzati i meaggi cambiati, meaggi che devono eere interpretati correttamente. L'aderenza ai protocolli garantice che due oftware in eecuzione u divere macchine poano comunicare efficacemente. ** la commutazione di pacchetto diventa la bae dominante della tecnologia uata per il traferimento di voce e dati in tutto il mondo. Mediante queta tecnica i meaggi e le informazioni vengono uddivie in pacchetti di lunghezza fia e ogni ingolo pacchetto diventa un'unità a é tante, capace di viaggiare ulla rete in modo completamente autonomo. Non è importante che tutti i pacchetti che compongono un determinato meaggio rimangano uniti durante il percoro o arrivino nella equenza giuta. Le informazioni che ei convogliano al loro interno ono ufficienti per ricotruire, una volta arrivati a detinazione, l'eatto meaggio originale. Venne coì definita la tecnologia Ethernet; nome di un inieme di tecnologie per reti locali (LAN o Local Area Network) con determinate pecifiche tecniche a livello fiico (connettori, cavi, tipologia di tramiione ecc...) e di protocolli. Si tratta toricamente delle prime tipologie di reti informatiche realizzate al mondo utilizzabili anche, per emplicità di realizzazione e coti, da piccoli privati. upporti per l informazione i cavi UTP, preenti nella notra cuola, permettono una tramiione veloce, dei dati. La loro velocità di comunicazione varia da 10 Mbp a 100 Mbp (megabit per econdo) a econda della cheda di rete e del tipo di cavi utilizzati ma la loro lunghezza, e upera gli 100 metri, richiede delle apparecchiature per non perdere il egnale. Queti upporti ono lo trumento più utilizzato nelle piccole reti locali Nelle prime reti era molto frequente il collegamento a ditanza dei calcolatori utilizzando i cavi telefonici. In queti cai la tramiione richiede appoiti apparecchi, chiamati modem, che ono collegati al calcolatore mediante la porta eriale o la porta USB (vi ono però anche chede modem da inerire nel calcolatore). Il cavo telefonico, che contiene olo due fili, conente una tramiione lenta anche e, con moderni itemi di tramiione ADSL, ea viene velocizzata. Il problema di una tramiione veloce e a ditanza viene riolta oggi con i cavi in fibra ottica. Mentre nei cavi tradizionali abbiamo uno potamento di elettroni lungo un filo di rame, i cavi in fibra ottica ono realizzati con materiali vetroi e fatti in modo tale da permettere lo potamento, ma non l ucita, di raggi luminoi. Come nei cavi tradizionali a tramettere il egnale è l aenza o la preenza di elettroni, nella fibra ottica il egnale viene trameo mediante aenza o preenza di luce (fotoni). Alla partenza, un apparecchio riceve i egnali elettrici dai cavi UTP e invia corripondenti egnali luminoi ull ottico. All arrivo un altra apparecchiatura ervirà per convertire gli impuli luminoi in arrivo, in egnali elettrici che poi poano viaggiare ui cavi UTP. Oramai molto diffua è la tramiione wirele dove, per la tramiione dei dati, al poto dei cavi vengono utilizzate le onde radio. In una rete wirele il cavo UTP porta il egnale ad un tramettitore (antenna) da cui partono le onde radio. Quete poi poono eere ricevute da un ricevitore per eere reinerite in un cavo UTP. Più frequente è il cao in cui il ricevitore è inerito nell apparecchiatura che i collega alla rete (telefoni cellulari) Nomi e indirizzi Per i motivi che abbiamo vito all inizio, e vogliamo far comunicare i calcolatori tra di loro in una rete ognuno di ei dovrà avere un nome univoco ed un proprio indirizzo. Il nome del calcolatore (viene tabilito nel momento in cui i intalla il itema operativo e può eere modificato intervenendo u > pannello di controllo > itema > nome del computer L indirizzo del computer è compoto da quattro byte di otto bit ciacuno. Spetta all amminitratore della rete definire ia i nomi che gli indirizzi dei calcolatori che fanno parte di una rete in modo che iano univoci. cavi UTP con connettore RJ-45 2

3 La rete globale La nacita della rete globale Negli anni ottanta, grazie all'avvento dei peronal computer, vi fu un primo grande impulo alla diffuione della rete al di fuori degli ambiti militari. L uo della rete incominciò a diffonderi negli ambienti univeritari. Nacquero coì, pontaneamente, l' , la pota elettronica, i primi newgroup. Inoltre, con il paare del tempo, l'eercito i diintereò empre più del progetto (fino ad abbandonarlo nel 1990), che rimae otto il pieno controllo delle univerità, diventando un utile trumento per cambiare le conocenze cientifiche e per comunicare. Il CERN e il web L'Organizzazione Europea per la Ricerca Nucleare (in inglee European Organization for Nuclear Reearch), comunemente conociuta con l'acronimo CERN, è il più grande laboratorio al mondo di fiica delle particelle. Si trova al confine tra Svizzera e Francia alla periferia ovet della città di Ginevra. La convenzione che itituiva il CERN fu firmata il 29 ettembre 1954 da 12 tati membri. Il primo computer arrivò al CERN nel Vito che gli eperimenti producevano una mole di dati tale da rendere impoibile la ola elaborazione umana, i fiici ricorero all utilizzo di calcolatori e oftware per filtrare ed elaborare la montagna di dati alla ricerca degli eventi ritenuti ignificativi per l'eito degli eperimenti. Succeivamente i perimentò il collegamento di più calcolatori fra di loro: fu la volta della prima rete di computer. Coì nacque al CERN uno dei centri di calcolo più potenti in Europa, dedicato alle richiete empre più eigenti dei nuovi eperimenti e della capacità empre più pinta di acquiizione dati delle trumentazioni. Dal 1980 un informatico inglee Tim Berner-Lee aveva iniziato a lavorare u itemi in grado di immagazzinare e cambiare informazioni tra i centri di ricerca. Il 13 marzo 1989 preentò il documento Information Management: a Propoal. Alla ua bae vi era il progetto dello teo Berner-Lee e di un uo collega, Robert Cailliau, di elaborare un oftware per la condiviione di documentazione cientifica in formato elettronico indipendentemente dalla piattaforma informatica utilizzata, con il fine di migliorare la comunicazione, e quindi la cooperazione, tra i ricercatori dell'itituto. A lato della creazione del oftware, iniziò anche la definizione di tandard e protocolli per cambiare documenti u reti di calcolatori: il linguaggio HTML e il protocollo di rete HTTP. Queti tandard e protocolli upportavano inizialmente la ola getione di pagine HTML tatiche, vale a dire file ipertetuali preparati precedentemente e navigabili utilizzando opportune applicazioni (brower). Sir Timothy John Berner-Lee inieme con Robert Cailliau è coniderato l inventore del Web*, invenzione che ha aperto a tutti l'uo di Internet**. Il 15 aprile 2004 gli è tato aegnato il premio Millennium Technology per l'invenzione del World Wide Web e il 16 luglio 2004 è tato inignito del titolo di Knight Commander of the Britih Empire dalla regina Eliabetta II d'inghilterra. La data di nacita del World Wide Web viene comunemente indicata nel 6 agoto 1991, giorno in cui Berner-Lee pubblicò il primo ito web dando coì vita al fenomeno "WWW" (detto anche "della tripla W") di cui lui teo coniò il nome. Dopo i primi anni in cui era tato uato olo dalla comunità cientifica, il 30 aprile 1993 il CERN decie di mettere il WWW a dipoizione del pubblico rinunciando ad ogni diritto d'autore. Berner-Lee è empre tato otenitore di un web in cui tutti aveero diritto di acceo enza eere piati o controllati. Un web gratuito, aperto e neutrale. Per queto proponeva che il CERN promuovee, anche con fondi peciali di ricerca delle Commiioni Europee, l'idea del WWW e la ua promozione indutriale (i trattava di organizzare la rete mondiale e la getione dei protocolli di rete). * il World Wide Web (nome di origine inglee), in igla WWW, più peo abbreviato in Web, anche conociuto come Grande Rete Mondiale, è un ervizio di Internet che permette di navigare ed uufruire di un inieme vatiimo di contenuti multimediali e di ulteriori ervizi acceibili a tutti o ad una parte elezionata degli utenti di Internet. ** Internet (contrazione della locuzione inglee Interconnected Network, ovvero Reti Interconnee) è una rete di computer mondiale ad acceo pubblico, attualmente rappreentante il principale mezzo di comunicazione di maa, e che offre all'utente tutta una vata erie di poibili contenuti e ervizi. Tale interconneione è rea poibile da una uite di protocolli di rete chiamata TCP/IP dal nome dei due protocolli principali, il TCP e l'ip, che cotituicono la "lingua" comune con cui i computer connei ad Internet (hot) i interconnettono e comunicano tra loro indipendentemente dalla loro architettura hardware e oftware. 3

4 Il direttore del CERN, il fiico italiano Carlo Rubbia, otenne che non riteneva compito del CERN promuovere quella idea. Queto atteggiamento era la coneguenza del diimpegno italiano dalla ricerca ul nucleare. Tim Berner Lee accettò dunque l'offerta di traferire il proprio lavoro al MIT (Maachuett Intitute of Technology) di Boton preo cui, nel 1994, fondò il World Wide Web Conortium (W3C). L organizzazione della rete globale (il W3C e l ICANN) Nel World Wide Web (WWW), le riore diponibili ono u computer (denominati erver web) collegati in rete tra di loro. Sono organizzate econdo un itema di pagine, a cui i può accedere utilizzando appoiti programmi detti brower con cui è poibile navigare viualizzando file, teti, iperteti, uoni, immagini, animazioni, filmati. La facilità d'utilizzo, in coincidenza con una vata diffuione di computer per uo anche peronale, hanno aperto l'uo di Internet ad una maa di milioni di perone, anche al di fuori dell'ambito trettamente informatico, con una crecita in progreione eponenziale. La natura globale con la quale è tata concepita Internet ha fatto ì che oggi una enorme varietà di proceori, a volte anche incorporati in maniera inviibile in elettrodometici e in apparecchi dei più variati generi, abbiano tra le proprie funzionalità quella di connetteri ad Internet e attravero Internet a qualche ervizio di aggiornamento, di ditribuzione di informazione e dati; dal frigorifero, al televiore, all'impianto di allarme, al forno, alla macchina fotografica: ogni proceore oramai è abilitato a comunicare via Internet. Vi ono due organimi internazionali per la ua getione. Abbiamo già parlato del World Wide Web Conortium (abbreviato W3C) che ha lo copo di migliorare linguaggi per il Web e i protocolli con cui vengono organizzati i contenuti. Inoltre i occupa di viluppare tutte le ue potenzialità. la ditribuzione mondiale degli indirizzi IP L ICANN (Internet Corporation for Aigned Name and Number) ha, ulla rete globale, i compiti dell amminitratore di rete: aegnare e getire gli indirizzi IP e i protocolli di comunicazione in modo che la truttura della rete funzioni correttamente. E un ente internazionale no profit, itituito il 18 ettembre 1998 per proeguire in numeroi incarichi di getione relativi alla rete Internet che in precedenza erano demandati ad altri organimi. Nel Coniglio di Amminitrazione dell ICANN vi è una prevalenza tatunitene e queto ha determinato uno quilibrio nella ditribuzione degli indirizzi IP a favore degli USA. La rete globale e le reti locali L ICANN non i occupa di collegare direttamente alla rete globale i ingoli utenti. Gli indirizzi della rete globale vengono ceduti agli itituti univeritari o ad aziende private. Quete ultime (denominate Internet Provider) a loro volta i occupano di portare la conneione ad Internet e ai uoi ervizi ai ingoli utenti realizzando delle reti locali. rete locale rete locale Subito dopo la nacita di Internet, in Italia hanno iniziato a fornire ervizi di collegamento alla rete globale alcune aziende telefoniche (Telecom). Ee hanno realizzato reti locali utilizzando i cavi della rete telefonica. Sono orte anche nuove aziende che, per collegare i rete mondiale ingoli utenti, hanno poato dei nuovi cavi in fibra ottica (Fatweb, Colt, ). rete locale Vito che ogni computer preente ulla rete globale deve avere un indirizzo divero, in queti anni i è determinata una rarefazione degli indirizzi IP diponibili che ono diventati coì una riora rara e cotoa. 4

5 Il dominio, il uo indirizzo pubblico e la ua URL (nome) Con il termine dominio i indica qualiai realtà raggiungibile in rete. Per raggiungere un dominio, e dunque il computer collocato ulla rete globale che lo opita, biogna conocere il uo indirizzo IP. eempio di indirizzo IP aegnato ad un computer. E l indirizzo del calcolatore che opita il ito del Preidente della Repubblica Italiana Mentre crivendo nella barra degli indirizzi raggiungeremo la home page del Comune di Milano. Vito che tenere in mente gli indirizzi IP dei iti che ci intereano è una coa piuttoto complicata, l ICANN ha provveduto ad abbinare agli indirizzi IP delle equenze di caratteri, più facili da ricordare anche perché quai empre hanno un legame di ignificato con il ito che intendono indicare. L Uniform Reource Locator o URL è una equenza di caratteri che identifica univocamente l'indirizzo di una riora in Internet, tipicamente preente u un erver, come ad eempio un documento, un'immagine, un video, rendendola acceibile ad un client che ne fa richieta attravero l'utilizzo di un brower. è l URL aegnato al ito del Preidente della Repubblica -.it rappreenta il nome del dominio di primo livello. L ICANN ha infatti uddivio la rete globale in domini di primo livello (in genere a carattere nazionale) che amminitrano al proprio interno gli indirizzi di rete e i nomi dei domini di econdo livello -.quirinale è il nome del dominio di econdo livello. In Italia gli indirizzi IP e i nomi dei domini di econdo livello ono amminitrati dall'itituto di Informatica e Telematica (IIT) di Pia. Con oltre due milioni di domini attivi il dominio.it è il quinto d Europa e il ettimo del mondo. - www indica che il dominio è collocato ulla rete globale - indica il protocollo che viene utilizzato per realizzare il collegamento Il erver DNS (Domain Name Sytem) Il Domain Name Sytem (DNS) è il databae che contiene la corripondenza fra nomi di iti e gli indirizzi IP dei calcolatori che li opitano. nella notra rete di cuola l indirizzo del erver DNS coincide con l indirizzo del gateway. E infatti il gateway che viene utilizzato per accedere alla rete eterna. Queto ervizio è decentrato u vari calcolatori (erver DNS) che permettono di tradurre nei corripondenti indirizzi IP i nomi dei iti (URL) che l utente ha digitato. Dunque l acceo ai erver DNS è fondamentale per poter navigare in Internet. Per i computer della rete locale di Fatweb che vogliono accedere alla rete globale (e dunque anche per i notri) queto ervizio è volto dai computer di indirizzo e il vero indirizzo IP del erver DNS dei notri computer i ottiene con ipconfig/all ed è lo teo u tutta la rete locale di Fatweb Per conocere l indirizzo IP di un ito poiamo uare, ul Prompt di MS DOS, l ordine: nlookup eguito dall URL di un ito. Eo conulta il erver DNS e fornice l IP che corriponde a quell URL. Nell eempio l URL del Politecnico di Milano e il uo indirizzo IP. 5

6 Opitare più domini u un olo computer Se battiamo ulla finetra di MS-DOS l ordine: nlookup ci viene egnalato l indirizzo IP Con Otteniamo la pagina che compare opra. E quella del erver che getice il notro come molti altri iti. Il provider che opita il notro ito è Aruba, una ditta che ha ede nei prei di Arezzo e che tra i maggiori fornitori di ervizi u internet in Italia. I motori di ricerca Anche e è più emplice da ricordare, l operazione di memorizzare le URL dei iti che potrebbero eerci utili non è emplice. Soprattutto può eere difficile conocere u quali iti poiamo trovare le informazioni che ci intereano. Sono dunque orte appoite ocietà che hanno creato dei grandiimi archivi di dati dove ono raccolte molte informazioni che riguardano ciò che è in rete e dove è poibile trovarlo. Quete ocietà hanno creato appoiti iti dove, crivendo ciò che cerchiamo, è poibile trovare gli indirizzi dei iti dove ono preenti quelle informazioni. Approfondiremo meglio queti concetti nel notro lavoro ull HTML. Sono i coiddetti motori di ricerca, da cui è poibile ricercare contenuti nel Web in modo automatico ulla bae di parole chiave inerite dall'utente, e i coiddetti portali, iti da cui è poibile accedere ad ampie quantità di contenuti del Web elezionati dai redattori del portale web attravero l'utilizzo di motori di ricerca o u egnalazione dei redattori dei iti web. Lo cambio di dati tra client e erver web Google è il più diffuo motore di ricerca Come abbiamo vito Internet nace in ambiente univeritario e di ricerca e parte dalla neceità di rendere diponibili alla conultazione di altri i dati preenti ul proprio computer. Sempre nello teo ambiente di ricerca nace preto la neceità di permettere al computer client di non limitari alla conultazione dei contenuti del erver, ma anche di modificarli. In una rete locale queto è poibile, come abbiamo vito, condividendo le cartelle in cui ono collocati i file non olo per la lettura ma anche per la crittura. Anche in una piccola rete locale la condiviione con autorizzazione alla crittura è un'operazione delicata perché conente a chiunque di modificare i contenuti della cartella condivia. Dunque lo è ancora di più in Internet dove i poibili client ono miliardi. E' queto il motivo per cui i contenuti dei erver web, normalmente, ono viibili ai client olo per la lettura. L'amminitratore di un ito può comunque decidere di autorizzare ai client l'acceo per la crittura di una o più pagine con le modalità che lui ritiene opportune. Si poono coì creare quete due ituazioni: i client accedono ad uno pazio ul erver web u cui poono collocare (con divere modalità) teti, immagini e filmati (chat, web mail, facebook e vari ocial network) ui client vengono rei viibili al erver web (e dunque ai client ad eo collegati) degli pazi in cui ono collocati teti, immagini e filmati (cambio peer to peer) La poibilità di interagire con il erver web apre ai cittadini, grazie ai loro computer, di uufruire di molti ervizi (fare acquiti, ottenere dati dalla pubblica amminitrazione, fare operazioni bancarie, ecc...). 6

7 I contenuti del Web Dunque, oltre alla pubblicazione di contenuti multimediali, il Web permette di offrire ervizi particolari rei diponibili dagli tei uoi utenti. Queti ervizi ono innumerevoli, in pratica limitati olo dalla velocità della linea di telecomunicazioni con cui l'utente è collegato e dalla potenza di calcolo del uo computer. Di eguito quindi ono elencati olo quelli contradditinti da una denominazione generica: download: la ditribuzione di oftware web mail: la getione della caella di pota elettronica attravero il Web treaming: la ditribuzione di audio/video in tempo reale web TV: la televiione fruita attravero il Web web chat: la comunicazione tetuale in tempo reale tra più utenti di Internet, tramite pagine web L'interconneione continua e le "nuvole" Nell'ultimo decennio tutti gli Stati viluppati hanno invetito grandi capitali per potenziare la rete di Internet. Dovunque i cavi in fibra ottica tanno otituendo i cavi in rame ino all'interno delle abitazioni con un grande vantaggio ulla quantità di dati che i poono tramettere (i arriva a 40 gigabit al econdo). Utilizzando i tramettitori della rete telefonica cellulare, la connettività ad Internet i ta etendendo a tutto il territorio. Infatti il telefono cellulare i è traformato in martphone, uno trumento derivato dalla ua fuione con un computer palmare (PDA). Alcune pubbliche amminitrazioni tanno oramai offrendo ai cittadini l'acceo gratuito ad Internet tramite la rete wirele. La poibilità di connetteri empre ed ovunque rende coì poibile archiviare i propri dati in remoto u grandi erver mei e ono orte grandi erver farm (o webfarm) detinate a raccogliere enormi quantità di dati. Alcuni provider mettono a dipoizione pazi di memoria (gratuitamente e in quantità limitata). un immagine con cui Aruba pubblicizza le proprie "nuvole" con il termine inglee di cloud computing (nuvola informatica) i indica l'inieme di tecnologie che permettono ad un provider di offrire ervizi di archiviazione/elaborazione di dati grazie all'utilizzo di riore preenti in rete. 7