Internet: rete di reti

Transcript

1 Internet: rete di reti internet: rete di reti Le reti locali sono reti chiuse all interno di un area privata e consentono la condivisione di risorse solo all interno di tale area. E possibile però aprire una rete locale verso l esterno se un nodo della rete locale oltre al collegamento interno ha anche un collegamento verso l esterno (WAN). In questo caso il nodo dotato di collegamento WAN è in grado di comunicare con altri nodi remoti e può consentire il collegamento anche agli altri nodi interni attraverso la tecnica dell instradamento (routing). Un tale nodo viene chiamato router. Un nodo interno chiede o fornisce risorse esterne attraverso il router e si comporta quindi come se fosse direttamente collegato alla WAN. Le risorse che si ottengono dall esterno sono a loro volta contenute in un altra LAN anch essa resa accessible da un router. La struttura che si ottiene quindi è fatta di reti LAN collegate tra loro, non sempre direttamente, tramite router e collegamenti WAN e viene chiamata rete di reti o anche con il termine inglese internet dove il prefisso inter ha il significato di collegamento tra. Il concetto può essere rappresentato dal seguente schema che è l unione dei due schemi del capitolo precedente. LAN 1 nodo 1... nodo n router WAN LAN 2 nodo 1... nodo n router WAN LAN 3 nodo 1... nodo n router ITIS O.Belluzzi Laboratorio di Sistemi 1-7

2 Lo schema presenta tre LAN. Ogni nodo interno ha accesso all esterno attraverso il router della propria LAN. Le due LAN estreme non sono direttamente collegate tra loro ma attraverso il router della LAN intermedia. Internet con la I maiuscola Lo schema del paragrafo precedente si adatta ad una qualsiasi rete WAN e quindi si può dire che qualsiasi rete WAN è una internet. Esiste però una particolare WAN ad estensione veramente mondiale nota a tutti e chiamata Internet con la I maiuscola. Concetto di Piattaforma In una rete, soprattutto se molto estesa, non si può pensare che i nodi siano tutti identici. Le differenze possono essere sintetizzate nel concetto di piattaforma. Una piattaforma è l insieme delle caratteristiche di hardware, di sistema operativo e di software applicativo di un certo computer. Il termine piattaforma deriva dallo schema grafico, già visto nel modulo sul software che viene qui riportato in sintesi: UTENTE SOFTWARE APPLICATIVO SISTEMA OPERATIVO HARDWARE Lo schema pone in evidenza come ogni strato del sistema si appoggi sullo strato sottostante da cui il termine piattaforma. Un computer può differire da un altro per uno o più livelli di piattaforma cioè per hardware o software diverso. Attenzione queste differenze non sono necessariamente legate alla marca dell hardware o del software ma agli standard. Quindi appartengono alla stessa piattaforma hardware tutti i computer che hanno hardware di tipo PC-COMPATIBILE sia con una CPU Intel Pentium che con una CPU AMD Athlon mentre computer MacIntosh appartiene ad una diversa piattaforma. Ad esempio una possibile piattaforma per la navigazione web è: Hardware: PC-COMPATIBILE Sistema operativo: Windows Software applicativo: Internet Explorer Una piattaforma parzialmente diversa per lo stesso uso potrebbe essere: Hardware: PC-COMPATIBILE Sistema operativo: Linux Software applicativo: Mozilla Concetto di Protocollo In una rete in cui i nodi possono essere realizzati con piattaforme diverse è indispensabile che per comunicare utilizzino un linguaggio comune indipendente da tutte le piattaforme in modo che i dati vengano compresi da tutti. Per comprendere con un esempio non legato all informatica pensiamo ad un Italiano ed un Cinese che devono comunicare senza conoscere ciascuno la lingua dell altro. Se entrambi conoscono l Inglese possono comunicare usando quest ultima lingua che pur non essendo la lingua ne dell uno ne dell altro costituisce un linguaggio comune indipendente da entrambi. L insieme di regole, accettate da tutti, che consentono la comunicazione tra piattaforme diverse viene chiamata Protocollo. Un altro esempio di protocollo non legato all informatica è la procedura per la effettuazione di una chiamata telefonica. Il chiamante compone il numero e attende che il chiamato sollevi la cornetta e dica Pronto, a questo punto risponde Sono. e inizia la conversazione. Al termine della conversazione ci sono i saluti Ciao da parte di entrambi. I termini tra virgolette sono indispensabili per un corretto scambio di informazioni e sono conosciuti da tutti (Regole di protocollo) sebbene non abbiano alcun contenuto informativo che sta nella conversazione. ITIS O.Belluzzi Laboratorio di Sistemi 2-7

3 Il protocollo di Internet La rete Internet data la sua estensione mondiale collega un gran numero di nodi di piattaforme diverse e quindi si basa su un insieme di protocolli comuni che sono noti con il nome di TCP/IP. Si tratta in realtà di due protocolli (Trasfer Control Protocol e Internet Protocol che da il nome all intera rete) che costituiscono la infrastruttura di base per la comunicazione. Dal punto di vista concreto sono due componenti del sistema operativo che realizzano i collegamenti tra i nodi di Internet. Il protocollo TCP/IP (che quindi è il nome tecnico di Internet) è una infrastruttura di base che consente il trasferimento tra i nodi di molti tipi di informazioni. Ogni tipo di informazione usa a sua volta un diverso protocollo (detto protocollo applicativo) che dipende dalla natura della comunicazione. Si tratta quindi di protocolli di livello superiore che usano TCP/IP per attraversare la rete e raggiungere la destinazioni. I protocolli applicativi di Internet realizzano quelli che nella terminologia di Internet vengono chiamati servizi di Internet Alcuni esempi dei principali servizi di Internet sono elencati di seguito e saranno sviluppati nel modulo successivo. Servizio WEB consente l accesso a documenti ipertestuali Servizio MAIL consente l accesso alla casella postale e alla spedizione di messaggi Servizio FTP consente il dowload e l upload di files Servizio TELNET consente l accesso ad una shell remota Da questo elenco si deduce che il termine Internet e il termine WEB non coincidono come è ritenuto dalla maggior parte degli utenti ma invece il WEB è solo uno (anche se il più diffuso) dei servizi di Internet. Il concetto di host Nella terminologia di Internet i nodi vengono chiamati host. Il termine host che si traduce ospite ha sia in italiano che in inglese un doppio significato indicando sia chi viene ospitato sia colui che ospita (si pensi al termine oste). In questo caso il termine va inteso nel secondo significato, cioè indica un computer che contiene delle risorse delle risorse e le può offrire ad altri computer. Il termine host indica la possibilità di fornire risorse grazie ad una connessione TCP/IP non il fatto che effettivamente vengano fornite da questo deriva che tutti i nodi di Internet sono host (anche il computer di casa nostra che non offre niente ma chiede solo) ITIS O.Belluzzi Laboratorio di Sistemi 3-7

4 Il modello client/server Affinché un host che contiene risorse (informazioni) le possa fornire ad altri è necessario che nell host sia permanentemente in esecuzione un programma invisibile chiamato server in grado di accettare richieste da un altro host della rete. Un utente che si trova davanti ad un host può chiedere risorse ad un host remoto attraverso un diverso programma che chiede le risorse all host remoto. Questo tipo di programma si chiama client. Quindi affinchè avvenga una comunicazione in Internet ci deve essere un collegamento tra un client ed un server. Per ogni tipo di servizio esiste un distinto server ed un distinto client. Ad esempio affinché un host fornisca il servizio WEB deve avere in esecuzione un server web e affinché un utente possa visitare un documento WEB deve eseguire un client web. I client web vengono anche chiamati browser. Lo schema che segue mostra sinteticamente il collegamento di un generico servizio di Internet valido in linea di principio per tutti i servizi. server Internet client UTENTE HOST HOST Da questo schema si deduce che il termine server viene spesso usato impropriamente per indicare un computer mentre in realtà indica un programma in esecuzione su un host (computer collegato ad Internet) Per ogni servizio offerto da un host esiste un distinto programma server. Per ottenere uno specifico servizio da un host remoto sull host locale deve essere in esecuzione uno specifico programma client. I numeri di Internet Il programma client quando chiede risorse deve potere rintracciare l host su cui risiede il server a cui si vuole collegare dovunque sia nella rete mondiale. D altra parte il serve deve poter rintracciare il client che ha fatto la richiesta per mandargli le risorse. Per questo motivo ogni host collegato alla rete Internet, è dotato distinto da tutti gli altri da un indirizzo numerico detto numero IP. Questo numero viene presentato come costituito da quattro numeri (compresi tra 0 e 255) separati da un punto (dotted decimal) Ad esempio: In realtà il numero è un numero binario a 32 bit che consente l identificazione di 4 miliardi di indirizzi. L'assegnazione degli indirizzi di rete viene curata da un organismo internazionale, il Network Information Service (NIS), il quale a sua volta delega ad enti nazionali la gestione degli indirizzi di rete nei vari paesi. In Italia tale gestione è curata dal GARR-NIS che assegna i numeri IP attraverso gli ISP (Internet Service Provider) che sono le aziende che forniscono l accesso ad Internet. Il numero IP può essere statico o dinamico. Un numero IP statico viene assegnato permanentemente ad un host e questo fa sì che sia facilmente rintracciabile nella rete Internet. Un numero IP statico è indispensabile per un host destinato a fornire servizi. Un numero IP dinamico è invece un numero che fa parte di un gruppo di numeri disponibili per un ISP che il fornitore assegna temporaneamente ad un host che si è connesso all ISP tramite una WAN. Un numero IP dinamico viene in genere assegnato al computer domestico di un utente privato che non dovendo offrire servizi non ha necessità di un numero IP statico. ITIS O.Belluzzi Laboratorio di Sistemi 4-7

5 Esercizio di verifica: con il comando ipconfig digitato in una shell dei comandi del proprio computer di casa si può ottenere il numero IP del proprio host ed anche il numero IP del router (gateway predefinito) C:\>ipconfig Indirizzo IP : Gateway predefinito : Per conoscere invece il numero IP di un host remoto di cui si conosce il nome si può usare il comando ping che prova il collegamento con un host. C:\>ping studenti.scuole.bo.it Esecuzione di Ping labsis.scuole.bo.it [ ] con 32 byte di dati: Risposta da : byte=32 durata=97ms TTL=237 Risposta da : byte=32 durata=80ms TTL=237 Risposta da : byte=32 durata=109ms TTL=237 Risposta da : byte=32 durata=79ms TTL=237 Statistiche Ping per : Pacchetti: Trasmessi = 4, Ricevuti = 4, Persi = 0 (0% persi), Tempo approssimativo percorsi andata/ritorno in millisecondi: Minimo = 79ms, Massimo = 109ms, Medio = 91ms I nomi di Internet Il metodo di indirizzamento numerico dell'internet Protocol, sebbene sia molto efficiente dal punto di vista degli host, è molto complicato da maneggiare per un utente. Per ovviare a questi problemi e facilitare l'impiego della rete da parte degli utenti è stato sviluppato un sistema di indirizzamento simbolico, che si chiama Domain Name Service (DNS). Attraverso il DNS ogni host di Internet può essere dotato di un nome (domain name), composto da stringhe di caratteri. Tali stringhe, a differenza dell'indirizzo numerico, possono essere di lunghezza illimitata. È evidente che per un utente utilizzare dei nomi simbolici è molto più semplice e intuitivo che maneggiare delle inespressive sequenze di numeri. Ad esempio, all'host corrisponde il seguente nome: studenti.scuole.bo.it. Anche i nomi sono sequenze di simboli separati da punti. Questa articolazione rispecchia la struttura gerarchica del Domain Name Service. Esso suddivide la intera rete in settori, denominati domini, a loro volta divisi in sottodomini, e così via per vari livelli; ogni sottodominio fa parte del dominio gerarchicamente superiore: alla base della piramide ci sono i singoli host. L'identificativo di un host riassume le varie gerarchie di domini a cui appartiene: ogni sottostringa rappresenta o un dominio, o un sottodominio, o il nome del computer. Ma l'ordine di scrittura è inverso all'ordine gerarchico. La parte di indirizzo più a destra nella stringa indica il dominio più alto della gerarchia, nel nostro caso 'it'. In genere, il livello più alto identifica il paese o, per gli Stati Uniti, il tipo di ente che possiede il computer in questione. Gli altri livelli della gerarchia, muovendosi da destra a sinistra, scendono verso il sistema specifico presso il quale è ospitato l'utente identificato dall'indirizzo. Così, nel caso sopra considerato 'bo' si riferisce all'area di Bologna, 'scuole' si riferisce al servizio telematico scolastico della provincia di Bologna, e infine 'studenti' è il nome dell'host, che nel caso specifico è il server degli studenti. I domini di primo livello sono essenzialmente di due tipi: domini di organizzazione e domini nazionali. Quando il DNS è stato creato, Internet era diffusa, salvo rare eccezioni, solo negli Stati Uniti. Per questa ragione i domini statunitensi (ed alcuni domini 'non geografici') sono stati divisi per tipo di organizzazione: edu: università ed enti di ricerca com: organizzazioni commerciali gov: enti governativi americani ITIS O.Belluzzi Laboratorio di Sistemi 5-7

6 mil: enti militari americani net: organizzazioni di supporto e di gestione della rete org: organizzazioni ed enti di diritto privato non rientranti nelle categorie precedenti, come enti privati no-profit, associazioni, organizzazioni non governative. In seguito la rete ha cominciato a diffondersi a livello internazionale. Per questo sono stati creati altri domini di primo livello, suddivisi per nazioni: questi domini usano delle sigle che spesso (ma non sempre) corrispondono alle sigle delle targhe internazionali. L'Italia è identificata dalla sigla 'it', l'inghilterra dalla sigla 'uk', la Francia da 'fr', e così via. Nell'ambito di ogni dominio possono essere creati un numero qualsiasi di sottodomini. Quindi riassumendo il nome completo di un host è formato dal nome host (la parte più a sinistra) e dal dominio a cui l host appartiene. Alcuni esempi riferiti al nostro dominio: studenti.scuole.bo.it: host che svolge vari servizi per gli studenti (web didattico, mail, ftp, shell) bellquel.scuole.bo.it: stesse funzioni di studenti ma riservato agli insegnanti belluzzi.scuole.bo.it: host che svolge le funzioni di web server della scuola host che svolge le funzioni di web server principale per l intero dominio (non solo belluzzi ma anche altre scuole della provincia) mail.scuole.bo.it: host che svolge le funzioni di mail server per gli insegnanti ftp.scuole.bo.it: host che svolge le funzioni di ftp server per gli insegnanti Da questa lista emerge che la sigla www non ha alcun significato particolare ma è un nome host che indica la funzione principale dell host come mail ed ftp. In realtà non è detto che a tutti questi nomi corrispondano host distinti. Infatti per motivi organizzativi spesso si assegnano più nomi ad uno stesso host (alias). Questa situazione può essere verificata facendo un ping ai nomi della lista. Si scopre che bellquel, www, mail ed ftp hanno lo stesso numero IP e quindi sono lo stesso host e che studenti ha un alias di nome labsis. L assegnazione di un nome non è indispensabile ma serve per una facile rintracciabilità di un host che offre servizi. Un host, che ha sempre un numero IP può anche non avere assegnato alcun nome (è il caso dell host domestico). Internet, Intranet, Extranet L uso dei protocolli di Internet è indispensabile per l accesso agli host esterni alla rete locale ma è conveniente usarlo anche per le comunicazioni interne alla rete locale. In questo caso si parla di Intranet cioè una rete che usando gli stessi protocolli di Internet consente le comunicazione interne nella rete locale. Se una rete locale è organizzata come una Intranet è indispensabile che tutti i nodi della rete siano anche host della Intranet e quindi che abbiano un numero IP. Questo numero IP non è però un numero IP di Internet ma un numero fittizio solo per uso interno nella rete locale (numero IP mascherato). Il nodo interno non ha bisogno di un numero IP vero perché accede alla rete Internet attraverso il router. D altra parte un host con IP mascherato essendo un nodo di una rete interna non è visibile dall esterno. Per la creazione delle reti Intranet l ente di assegnazione dei numeri IP ha riservato alcuni gruppi di numeri (classi) che possono essere usate in tutte le LAN senza pericolo di sovrapporsi a numeri IP veri. Esercizio di verifica: con il comando ipconfig digitato in una shell dei comandi su ua workstation del laboratorio si può ottenere il numero IP (mascherato) del proprio host ed anche il numero IP del router come è visto dal lato interno C:\>ipconfig Indirizzo IP : Gateway predefinito : Nota: tutti gli host con numero IP xxx appartengono ad una rete mascherata e quindi si riferiscono ad host di una Intranet. ITIS O.Belluzzi Laboratorio di Sistemi 6-7

7 Il termine extranet invece indica la realizzazione di una rete privata tra host appartenenti ad una stessa organizzazione passando attraverso la rete Internet. Questa tecnica, che viene anche chiamata VPN (Virtual Private Network) si basa sulla cifratura dei messaggi per rendere sicuro il trasferimento di informazioni private attraverso la rete pubblica. La extranet costituisce una alternativa economica per enti ed organizzazione alla costruzione di una vera e propria WAN privata. Il vantaggio è il costo limitato lo svantaggio è che la sicurezza non è assoluta ma legata alla difficoltà di decifrare i dati. Esempio: la connessione SSH fatta da uno studente da casa con studenti.scuole.bo.it è un piccolo esempio di extranet (è un collegamento cifrato per ftp e shell). ITIS O.Belluzzi Laboratorio di Sistemi 7-7