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1 Presentazine del crs Crs di laurea in Infrmatica Labratri di Reti di Calclatri A.A Simne Bassis Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI Infrmazini generali Il dcente nme: Simne Bassis bassis@di.unimi.it simne.bassis@unimi.it Telefn: (02) Uffici: T304 in via Cmelic Riceviment: Appuntament via mail Strutturazine Crs Parti frntali di teria alternate a Parti di labratri in cui lavriam assieme Mdalità d esame Prve di labratri Della durata di un pai d re l una 1. Cnfigurazine rete tramite Cisc Packet Tracer 2. Svilupp client/server in C/Java (da decidersi di vlta in vlta...) Vt Media pnderata delle due mdalità Il vt di labratri pesa 40% sul ttale Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 2 1

2 Il libr di test The Java Tutrial Custm Netwrking Slide del dcente ( altr materiale aggiuntiv) JavaDc & API Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 3 Il libr di test Dari Maggirini, Intrduzine alla Prgrammazine Client- Server, Pearsn Addisn Wesley, 2009 Parte I: Aspetti terici Parte II: Java Parte III: C In realtà cpre sl una parte di ciò che affrnterem durante il crs Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 4 2

3 Per chi vlesse apprfndire W. Richard Stevens UNIX Netwrk Prgramming Vl 1: Sckets Netwrking APIs 3 edizine, Addisn-Wesley ISBN Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 5 In sldni Le slide che trvate sul sit sn più che sufficienti Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 6 3

4 Che csa dò per scntat Assumerò che abbiate già acquisit le seguenti nzini in altri crsi 1. Il linguaggi java e c (sintassi e strutture di cntrll) 2. Cme leggere il manuale 3. Che csa vul dire cmpilare 4. Cme eseguire del cdice Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 7 L ambiente che verrà utilizzat L imprtante è il risultat In labratri nn mi interessa che csa userete per prgrammare, l imprtante è rislvere gli esercizi Alcuni suggerimenti Eclipse, CnText, gedit, nedit, vim (editr cn highlight sintattic) Per chi preferisce NetBeans Sistema perativ: Windws Linux, è indifferente Per la parte in C cnsigli vivamente di utilizzare Linux per prblemi di cmpatibilità Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 8 4

5 Cliccare su dwnlad Scegliete il pacchett che preferite tra i tanti dispnibili Eclipse IDE fr Java Develpers è più che sufficiente agli scpi del crs Megli l ultima versine Luna (4.4.1): più funzinalità, men bug Ptete cminciare subit, nn c è bisgn di installare il kit di svilupp di java (su sistemi Windws) Eclipse Si tratta di un ambiente integrat e prnt da usare per l svilupp in java Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 9 Eclipse Luna Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 10 5

6 Mdelli di Servizi Crs di laurea in Infrmatica Labratri di Reti di Calclatri A.A Simne Bassis Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI Mdelli di servizi Un mdell è una definizine funzinale del cmprtament di un sistema Definisc cme deve essere strutturata l ergazine del servizi, nn cme implementare il servizi L implementazine sarà dipendente dalla definizine funzinale Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 12 6

7 Il mdell client-server Presuppne l esistenza di due entità CLIENT richiede un servizi SERVER erga un servizi Esempi un risparmiatre e un sprtell bancmat la segretaria di un azienda e gli impiegati che ci lavran un crrentista e la sua banca l sprtell bancmat al prim punt e un istitut di credit. Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 13 Server iterativ 1. il server è liber e il client può entrare in servizi immediatamente 2. il server è ccupat, quindi: (a) c è spazi in cda e il client può mettersi in attesa (b) la cda è piena e il servizi viene rifiutat es. un risparmiatre e un sprtell bancmat Prblemi chi gestisce la cda? lunga attesa (starvatin) attacchi Denial f Service (DS) Quand è utile allra? Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 14 7

8 Server cncrrente La cncrrenza dell ergazine è un parallelism nel mantenere i rapprti, nn nell inviare ricevere dati. es. la segretaria di un azienda e gli impiegati che ci lavran Prblemi gestine difficile: il server deve accentrare su di sé tutti i canali di cmunicazine aperti cn i client e se i canali finiscn? nn scalabile vers l alt Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 15 Server multiprcess Più server entran in gic cntempraneamente entità distinte e cntempraneamente attive più flussi esecutivi paralleli per la frnitura del servizi prcessi thread Prblemi gestine limitatezza e caric cmputazinale di ciascun prcess/thread es. un crrentista e la sua banca Sluzini gerarchiche pl di thread drmienti il server interpella il thread men caric gni thread gestisce la cda in md iterativ cncrrente Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 16 8

9 Server multiprcess nel dettagli Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 17 Prcessi Sn le unità esecutive all intern di un sistema perativ Si tratta di un prgramma assciat ad un cntest (che csa sta facend) Sn cme delle persne che cndividn un stess spazi Vivn di vita prpria Interagiscn tra di lr Ognun è indipendente dagli altri Ogni prcess ha: Prpri spazi di indirizzament Variabili glbali Cdice eseguibile Descrittri relativi a ggetti nel Sistema Prcess id Variabili d ambiente Prcessi figli Segnali e signal handler Pending alarms Almen un thread di esecuzine Security cntext, Classe di prirità, Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 18 9

10 Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI Thread Sn unità esecutive all intern di un sistema perativ dtate di una granularità più bassa di quella di un prcess Cndividn delle variabili È pssibile avere dei meccanismi semplici di sincrnizzazine In java vann per la maggire i thread è pssibile creare nuvi prcessi cn java.lang.prcessbuilder Ogni thread: È una entità all intern di un prcess che può essere schedulata per essere eseguita Tutti i thread di un prcess cndividn: Spazi di indirizzament Risrse di Sistema Ogni thread mantiene exceptin handlers scheduling pririty thread lcal strage unique thread identifier strutture dati per salvare il cntest Prgram cunter registri stack stat security cntext 19 Servizi a più stadi server client server? client es. l sprtell bancmat al prim punt e un istitut di credit. Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 20 10

11 Client server? Nn esistn cse da client cse da server Nn esistn cmandi e funzini che pssn essere utilizzati sl da una parte della cnnessine e nn dall altra Le etichette client e server sn due identificatri che diam ni per chiarire chi erga e chi riceve il servizi in un cert cntest, e cme tali, servn sl al prgrammatre per nn cnfndersi Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 21 Prtclli Crs di laurea in Infrmatica Labratri di Reti di Calclatri A.A Simne Bassis bassis@di.unimi.it Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 11

12 Reti e Prtclli L scp di una rete: prtare una infrmazine dal punt A al punt B di una maglia di cnnessini Servn una serie di regle che A e B devn rispettare per pter dialgare tra lr e nn sl A e B Ogni architettura di rete definisce quindi una serie di prtclli di cmunicazine necessari al su funzinament. SBAGLIATO: i prtclli fann us della rete CORRETTO: le reti basan la lr struttura sul cncett di prtcll Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 23 I prtclli La rete esiste sl grazie a delle strutture sintattiche che permettn di trasmettere dati in maniera rganizzata Tutte le attività di Internet sn gvernate da prtclli Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 24 12

13 Più frmalmente Prtcll: 1.l insieme delle nrme che reglan l svlgiment di manifestazini, visite, ricevimenti ufficiali; 2.insieme di regle che gvernan la successine e l scambi di infrmazini fra due dispsitivi cmunicanti tra lr. Dizinari Garzanti Prtcl: 1.an riginal draft, minute, r recrd f a dcument r transactin; 2.a cde prescribing strict adherence t crrect etiquette and precedence (as in diplmatic exchange and in the military services); 3.a set f cnventins gverning the treatment and especially the frmatting f data in an electrnic cmmunicatins system; 4.a detailed plan f a scientific r medical experiment, treatment, r prcedure. Merriam-Webster dictinary Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 25 Caratteristiche di un prtcll Quand descriviam un prtcll dbbiam stabilire: Un lessic Il frmat dei messaggi Una sintassi Quali sn le sequenze di messaggi valide Una semantica Dare un significat ai messaggi Un sistema di turni Quand inviare e quand ricevere Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 26 13

14 Esempi un prtcll uman a cnfrnt cn un prtcll di rete Hi Hi Gt the time? 2:00 time TCP cnnectin request TCP cnnectin respnse Get <file> Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 27 Il mdell ISO/OSI Internatinal Standard Organizatin (ISO) Open System Intercnnectin (OSI) Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 28 14

15 cmunicazine reale Layer in ISO/OSI sistema di indirizzament Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI cmunicazine virtuale tra peer 29 Cme in un azienda Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 30 15

16 Internet e i sui prtclli Cn il termine Internet si fa riferiment ad una rete che fa us di certi tipi di prtclli quand si vann ad esaminare certi tipi di funzinalità Vedrete i dettagli nella secnda metà del crs di teria IP TCP UDP Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 31 Architettura TCP/IP Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 32 16

17 Livell di Rete Prtcll IP Permette l scambi di dati tra entità anche se nn sn fisicamente cnnesse tra lr Servizi best-effrt: nessuna garanzia sulla cnsegna Indirizzi IP identifican in maniera univca un nd della rete Due versini (IPv4, IPv6) Nn è pssibile, cn java, interagire direttamente cn il prtcll IP Quest viene usat in maniera indiretta da TCP e UDP Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 33 Indirizzament IP Indirizz IP (IPv4): Identificatre di 32 bit assciat ad un interfaccia di rete Ntazine decimale puntata (dtntatin) Hstname assegnati da Internet Assigned Numbers Authrity (IANA) Ne esistn di pubblici e privati, statici e dinamici, unicast multicast Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 34 17

18 Livell di trasprt TCP (Transmissin Cntrl Prtcl) Ordinat alla cnnessine Affidabile Cnsegna rdinata Cntrll di fluss Cntrll di cngestine UDP (User Datagram Prtcl) nn ffre migliramenti rispett a IP, a parte il fatt di essere direttamente raggiungibile dalle applicazini Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 35 Indirizzament di prcessi Per pter mandare un messaggi ad un prcess quest deve essere identificabile in maniera univca Un nd ha un indirizz di 32 bit (indirizz IP) L indirizz IP può andare bene (bastare) anche per i prcessi? N, perché ci sn tanti prcessi cntempraneamente in un calclatre Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 36 18

19 Indirizzament a livell di trasprt Per rendere pssibile una cnnessine virtuale tra due applicazini serve una granularità più fine : :1600 numeri di 48 bit i primi 32 identifican il nd e cincidn cn il su indirizz IP gli ultimi 16 (numer di prta) rappresentan un riferiment al canale di cmunicazine in pssess dell applicazine Un p cme le prte dei vari appartamenti all intern di un cndmini Ma cn alcune differenze! Ogni servizi standardizzat di cui è pssibile fruire in rete è assegnat a una prta specifica (Well Knwn Prt Registered Prt) dalla IANA. Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 37 Livell di Applicazine i prtclli utilizzati tra applicazini per la fruizine dei servizi: gestine della psta elettrnica (SMTP, POP, IMAP) trasferiment file (FTP, TFTP) cndivisine di file system (NFS, SMB) gestine di sessini di lavr (telnet, Secure Shell (SSH)) trasprt infrmazini (gpher, HTTP) ricerca di infrmazini (DNS,whis) La specifica del prtcll si trva sul sit web della Internet Engineering Task Frce (IETF) in dcumenti indicati cn la dicitura Request Fr Cmments (RFC). Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 38 19

20 Indirizzament a livell applicazine In generale (in passat) le applicazini definivan una lr sintassi Oggi Unifrm Resurce Identifier (URI) <scheme>:<scheme-specific-part> Unifrm Resurce Lcatr (URL) <scheme>://<authrity><path>?<query> Scheme: prtcll cn cui accedere all infrmazine authrity: indica una entità respnsabile per la gestine e la frnitura del servizi path: il percrs all intern dell schema gerarchic query: identifica una infrmazine che deve essere elabrata da una risrsa Unifrm Resurce Name (URN) di: /182 Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 39 Cmunicazine tra prcessi/thread Due prcessi, un prcess client ed un prcess server (ad esempi) si mettn in cmunicazine tra lr e fann fluire dei dati Sembra trpp semplice per essere ver! Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 40 20

21 Scket Sn una infrastruttura di cmunicazine messa a dispsizine da un sistema perativ per permettere ad un prcess di utilizzare TCP UDP per trasprtare i dati Una scket si definisce cme il punt terminale di un sistema di cmunicazine hst r server prcess scket TCP with buffers, variables cntrlled by app develper Internet hst r server prcess scket TCP with buffers, variables strument per accedere ai mduli che implementan i prtclli a livell di trasprt cntrlled by OS Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 41 Scket e TCP-IP applicatin scket TCP UDP IP data link physical link Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 42 21

22 Prtclli dispnibili cn le scket Prtclli affidabili, cn cnsegna rdinata e garantita dei dati TCP Cntrll di cngestine Cntrll di fluss Setup della cnnessine Prtclli nn affidabili, cnsegna nn rdinata né garantita dei dati UDP Che csa nn riusciam a dare? Garanzie sui ritardi di cnsegna Garanzie sulla dispnibilità delle risrse Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 43 Abbiam dett che Un prcess che erga un servizi può essere identificat cn un numer cstituit da: L indirizz del nd Un numer di prta Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 44 22

23 in realtà Nn stiam indirizzand un prcess ma una scket È lgic che se un prcess deve aprire una scket per cmunicare allra pssiam assciare l identificatre al prcess Però un prcess ptrebbe avere aperte cntempraneamente più scket, quindi ptrebbe essere assciat a mlti identificatri Ricrdatevi sempre che una scket, per il sistema perativ è un descrittre di file estern Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 45 23