Introduzione. Corso Reti ed Applicazioni Mauro Campanella Como 2003

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1 Introduzione Corso Reti ed Applicazioni Mauro Campanella Como 2003

2 Scopo del corso Introduzione concreta alle reti di trasmissione dati nei loro principi di progettazione e funzionamento. Al termine dei corsi uno studente deve essere in grado di: - comprendere i principi ed il funzionamento di una rete di trasmissione dati, in particolare Internet ed i protocolli TCP/IP - conoscere le principali applicazioni usate in Internet e saper realizzare applicazioni distribuite con i protocolli TCP/IP - progettare reti locali basate sul protocollo Ethernet - collegare calcolatori dei principali sistemi operativi ad una rete locale o geografica 2

3 Perché Internet Esempio di rete mondiale che é cresciuta in di vari milioni di volte dall inizio e sta ancora crescendo e modificandosi. E La Rete principale per il trasporto dell informazione. E pubblica, non proprietaria ed aperta a tutti (1). Tutti possono partecipare alla sua crescita ed innovazione. E basata su principi semplici e chiari. Perché sarà nel vostro futuro... (1) vi è un forte controllo in Cina ed altri paesi che limita iltipo di informazione ottenibile 3

4 Difficoltà iniziali Grande numero di termini e tecniche da imparare Alta complessità apparente del sistema Termini inglesi intraducibili Necessità di una scelta negli argomenti e negli approfondimenti a favore dei principi generali Cominceremo con una descrizione qualitativa di Internet che ci aiuti a identificare le componenti principali di una struttura di trasmissione dati 4

5 Memento: l importe è il contenuto In generale il trasferimento di informazione fra due entità. Tale trasferimento d informazione è alla base di ogni attività umana e trasmettere informazioni comunicando è considerato l inizio della civiltà. Il trasferimento deve essere veloce, non ambiguo, affidabile, ripetibile, semplice, economico, ricordando che è l informazione e la sua qualità ad essere importante! 5

6 Internet - una panoramica 6

7 Cos è Internet 1 - l unione di tante reti fisiche di trasmissione dati, come una rete autostradale fra paesi diversi 2 - i calcolatori ad essa collegati ed i protocolli di comunicazione 3 - le applicazioni ed i programmi (posta, browser web, video, ) 4 - e soprattutto il contenuto disponibile 7

8 1 e 2: Le componenti fisiche Linee di comunicazione: su fibra, rame, radio, satellite a varie capacità in bit al secondo (b/s) Milioni di nodi collegati fra loro: end-system: pc workstations, servers palmtops, cellulari router: smistano blocchi di dati (pacchetti) nella rete router ISP locale Intra-net aziendale server workstation portatile ISP regionale 8

9 Grandi Internet appliances Cornice per foto IP Il Più piccolo server WWWW del mondo Tostapane abilitato al Web + barometro 9

10 3: I servizi Applicazioni distribuite WWW, posta elettronica, giochi, commercio, condivisione informazione, Peer-to-Peer, Servizi di trasporto orientati alla connessione (TCP) senza connessione (UDP) Lo smistamento (IP versione 4) 10

11 La struttura di Internet: la rete delle reti La struttura è moderatamente gerarchica: Dorsali (backbones) - nazionali/internazionali per es. BBN/GTE, Sprint, AT&T, IBM, UUNet, GARR, GÉANT, I2 collegati (peer) l un l altro con linee private, or in punti di accesso neutri (NAPs) - regionali - locali NAP ISP regionale ISP locale Dorsale B Dorsale A ISP locale ISP regionali NAP 11

12 Geopolitica ed Internet 12

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16 Per esempio, WORLDCOM in Europa 16

17 La velocità trasmissiva Il bit è l unità base di informazione digitale che può valere solo zero od uno. Normalmente la velocità di trasmissione si misura in bit al secondo. Un carattere alfabetico occidentale può essere rappresentato da 8 bit. Una pagina da 80 caratteri per riga per 60 righe è quindi equivalente a 4800 bit. Un immagine digitale a circa bit (1200x1024 punti a colori già compressa). Un modem che trasmetta a 56 Kbit al secondo le invia rispettivamente in circa un secondo e 7 secondi A 10 miliardi di bit al secondo ci vuole mezzo milionesimo di secondo e meno di 40 milionesimi di secondo 17

18 La velocità trasmissiva 1E+1 modem 56K ADSL 128K 1E+0 1E-1 1E-2 1E-3 1E-4 1E-5 ADSL+ 1Mb Ethernet 10Mb Fast Ethernet 100Mb Gigabit Ethernet OC-192/10GE 1E-6 1E-7 modem 56K ADSL 128K ADSL+ 1Mb Ethernet 10Mb immagine 7,1E+0 3,1E+0 4,0E-1 4,0E-2 4,0E-3 4,0E-4 4,0E-5 1 pagina 8,6E-2 3,8E-2 4,8E-3 4,8E-4 4,8E-5 4,8E-6 4,8E-7 bit/s Fast Ethernet 100Mb Gigabit Ethernet OC- 192/10GE 18

19 La rete GARR della ricerca italiana Gbit/2s Accessi utente: ~270 Collegata alla ricerca : rete 2.5 Gbps Siti non di ricerca: - collegamento nazionale a: Roma (NAMEX@100Mbps) Milano (MIX@155Mbps); - mondiale a: Milano con GX@2.5Gbps Roma con 19

20 Lo sviluppo di Internet nella ricerca in Italia Ott-98 Apr-02 un fattore Capacità totale di accesso Aree sviluppate Aree meno sviluppate 0 Oct-98 Apr-99 Oct-99 Apr-00 Oct-00 Apr-01 Oct-01 Apr-02 20

21 Gli ultimi 18 mesi di traffico Generale Internaz. Milano (GX) Ricerca Internazionale Generale nazionale Milano (MIX) Generale Internaz. Rome (NAMEX) IN Traffic 21

22 Il traffico dell Insubria 10 febbraio

23 Ma è proprio vero? Traceroute to walt-disney.com Start: 03/2/11 16:07:50 Find route from: to: ( ), Max 30 hops, 40 byte packets Host Names truncated to 32 bytes 1 asinfnmi-gw.mi.infn.it. 1ms Milano - Dip. di Fisica (50 metri) ms 3 rc-infnmi.mi.garr.net. 2ms Router di concentrazione GARR presso Telecom Italia 4 rt-rc-2.mi.garr.net. 3ms (5 kilometri) 5 rtg-rt.mi.garr.net. 4ms Router di trasporto GARR 6 so ar2.lin1.gblx.net. 4ms Router di frontiera Global Crossing Milano (20 Km) 7 pos m.cr1.lin1.gblx.net. 5ms 8 pos m.cr2.nyc2.gblx.net. 95ms Global Crossing a New York (9.000 km) 9 pos m.br2.nyc2.gblx.net. 111ms atm3-0.br3.nyc8.alter.net. 97ms 11 0.so xl1.nyc8.alter.net. 96ms 12 0.so tl1.nyc8.alter.net. 97ms 13 0.so tl1.atl5.alter.net. 117ms Alter un altro ISP - California ( km) 14 0.so cl1.orl1.alter.net. 160ms Alter - Orlando atm7-0.gw3.orl1.alter.net. 135ms 16 disney-gw.customer.alter.net. 138ms L ingresso a Disney La velocita della luce nei cavi e circa 7,5 milionesimi di secondo per Kilometro! 23

24 Traceroute verso TIN (Interbusiness) Altri due esempi Find route from: to: ( ), Max 30 hops, 40 byte packets 1 asinfnmi-gw.mi.infn.it. 1ms Milano Dipartimento di fisica ms 3 rc-infnmi.mi.garr.net. 2ms GARR 4 rt-rc-2.mi.garr.net. 3ms 5 rtg-rt.mi.garr.net. 4ms 6 rm-mi-g.garr.net. 12ms Router GARR presso Telecom Milano 7 intb-nap.inroma.roma.it. 19ms primo Router Telecom TIN a Roma 8 r-rm197-gw-rm-nap-a.opb.interbus 187ms * congestione severa e perdita di pacchetti 9 r-rm157-vl4.opb.interbusiness.it 162ms * 10 r-tin2-pomezia-rm157.opb.interbu 195ms Portale di Telecom a Pomezia Traceroute verso Australian Maritime College Find route to: ( ), Max 30 hops, 40 byte packets 1 asinfnmi-gw.mi.infn.it. 1ms Dip. Di Fisica Milano 6 so ar2.lin1.gblx.net. 4ms Global Crossing Milano 8 pos m.cr2.wdc2.gblx.net. 100ms Global Crossing Washington 10 bpr2-so virginiaequinix.cw 121ms Cable and Wireless Virginia (USA) 12 agr4-loopback.santaclara.cw.net. 184ms Cable and Wireless California 14 bcr2-so sydney.cw.net. 357ms Cable and Wireless Sydeny Australia 17 pos2-0.mg1.optus.net.au. 343ms Service provider locale australiano ms College australiano (server lento ) 24

25 Le sfide future - l ultimo miglio, l accesso ad ogni tipo di informazione via la rete (dal lampione al forno a microonde) a velocità adeguate (milioni di bit/secondo, non migliaia) - avere pari sviluppo in aree diverse - la comunicazione sempre più fra persone singole, senza intermediari (kazaa, gnutella, Napster, ) - il libero accesso ed utilizzo dell informazione e nuovi modelli di utilizzo - l armonizzazione delle regole a livello mondiale 25

26 La rete dorsale europea GÉANT 26

27 Il Digital Divide nella rete GÉANT 27

28 Il traffico sta cambiando GX (Nov.02) Un solo sito (INFN-Pd) trasferimenti massivi Un solo Un solo computer - 100Mb/s - bbftp applicazione 3 transferimenti paralleli -20 stream ciascuno 28

29 Internet visto a macrogruppi di elaboratori (Autonomous Sytems) un organismo frattale? 29

30 Termine Introduzione Leggere Kurose Capitolo 1 per le prossime due lezioni 30