Sistemi e Tecnologie Multimediali (A e B)

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1 Sistemi e Tecnologie Multimediali (A e B) Interfacoltà di Economia, Giurisprudenza, Ingegneria, Lettere e Filosofia, Scienze Politiche Comunicazione Interculturale e Multimediale (CIM) Università di Pavia Marco Porta Laboratorio di Visione Artificiale Dipartimento di Informatica e Sistemistica Università di Pavia Via Ferrata, Pavia Tel , Fax marco.porta@unipv.it Sito Web del corso: vision.unipv.it/stm-cim/ 1 Programma indicativo Internet e il World Wide Web aspetti di base, terminologia protocolli (cenni; TCP/IP, HTTP, FTP,...) servizi Internet: qualità, sicurezza, applicazioni creazione di contenuti ipermediali: il Web il linguaggio HTML controllo dell'aspetto: definizione di fogli di stile (CSS) metalinguaggi per la creazione di linguaggi di specifica: XML linguaggi purpose-specific: SVG, SMIL, WML,... l evoluzione del Web: verso il Web semantico e le future applicazioni Linguaggi informatici e tecniche di traduzione: cenni generali introduzione al concetto di algoritmo e alle basi della programmazione 2 1

2 programma indicativo Creazione di comportamenti interattivi (per il Web ma non solo...) Interazione Web lato client il linguaggio JavaScript applet Java (cenni) Macromedia Flash Adobe ImageReady Interazione lato server programmi CGI application server (ASP, PHP, ) interazione con database (cenni) Web programma indicativo Contenuti e contenitori multimediali on-line/off-line Produzione di contenuti multimediali (con particolare attenzione al Web): immagini, audio, animazioni, video Contesti di utilizzo: quando è meglio usare cosa Contenitori multimediali off-line: creazione di CD-ROM/DVD (cenni) Elementi di Web design e usabilità Architettura dell informazione per i siti Web schemi e strutture di organizzazione dell informazione progettazione del sistema di navigazione Criteri di progettazione e analisi di siti Web strategie di base per la progettazione di siti usabili analisi dei contesti, categorie di utente 4 2

3 programma indicativo Forme avanzate di interazione con gli strumenti multimediali Cenni su realtà virtuale (immersiva/non immersiva), realtà aumentata, telepresenza, applicazioni 5 Internet e il World Wide Web 6 3

4 Introduzione a Internet Cos è Internet? È la più grande rete mondiale di calcolatori interconnessi nasce negli USA nel 69 ad opera del Department of Defense Advanced Research Projects Agency NET (DARPANET) Famosa soprattutto per il Web e la posta elettronica ma Internet è anche: FTP (File Transfer Protocol) Telnet (Terminal emulation) News 7 Introduzione a Internet Breve storia di Internet 1961: J.C.R. Licklider (M.I.T.) introduce il concetto di rete (computer interconnessi) 1966: vengono gettate le basi della rete ARPANET (sviluppata dall Advanced Research Projects Agency = ARPA, poi divenuta DARPA = Defence Advanced ) 1972: Robert Khan organizza la prima dimostrazione del funzionamento di ARPANET a una conferenza internazionale 1973: Khan e Vint Cerf iniziano la definizione del protocollo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 1980: il protocollo TCP/IP viene adottato come standard per la difesa (e quindi per la rete DARPANET) 8 4

5 Introduzione a Internet breve storia di Internet 1983: già diverse comunità utilizzano la rete DARPANET, che però non è l unica (altre reti, tutte purpose-built : MFENet del dipartimento per l energia, SPAN della NASA, CSNET delle comunità accademica e industriale, USENET della AT&T, BITNET delle comunità accademiche, ) 1985: viene creata NSFNET, una rete specifica per collegare tra loro le varie università; viene adottato il protocollo TCP/IP (quello di DARPANET ) fine anni 80: si va verso la rete Internet come la conosciamo oggi (rete di reti) 1990: vengono gettate le basi del World Wide Web 9 Introduzione a Internet breve storia di Internet: il Web 1990: Tim Berners-Lee e Robert Cailliau (CERN di Ginevra) presentano la proposta di realizzazione di un sistema di comunicazione basato su ipertesti 1991: viene sviluppato il primo prototipo; lo Stanford Linear Accelerator Center in California (SLAC) diventa il primo server Web negli USA 1992: il CERN rende disponibile un browser Web gratuito; vari laboratori di ricerca nel mondo entrano in rete 1993: a ottobre ci sono già più di 200 server Web nel mondo 1994: nasce la Mosaic Communications Corporation (che diventerà in seguito Netscape) Incomincia la guerra dei browser (Netscape Navigator vs MS Exlorer) 10 5

6 Introduzione a Internet breve storia di Internet Un paio di indirizzi per chi vuole saperne di più: Introduzione a Internet Principi guida nello sviluppo di Internet Creare la tecnologia necessaria per condividere risorse tra computer di diverso tipo Sviluppare metodi che garantiscano una comunicazione affidabile (anche in presenza di interruzioni nella rete...) Supportare lo sviluppo della ricerca e dell insegnamento 12 6

7 Introduzione a Internet Introduzione alle tecnologie di Internet Ottima risorsa: un manuale Laterza on-line gratuito (e in italiano ) utile soprattutto per la parte tecnologica (sezione tecnologie) Altre risorse (tra le moltissime ): Per chi vuole approfondire gli aspetti tecnici*: Reti e protocolli Tipologie di reti Reti LAN (Local Area Networks, dette anche Ethernet) reti locali, permettono la condivisione di dati e periferiche all interno di un area limitata (es. lo stesso edificio) Reti WAN (Wide Area Networks) reti geografiche, collegano tra loro computer (e LAN) anche molto lontani (ad esempio posti in diverse località di una nazione) Internet (la rete delle reti ) connette tra loro le varie WAN 14 7

8 Reti e protocolli tipologie di reti LAN WAN LAN LAN 15 Reti e protocolli Il protocollo TCP/IP È il linguaggio che permette a reti diverse di comunicare tra loro TCP/IP = Transmission Control Protocol/Internet Protocol È indipendente dalle tecnologie reti Ethernet, WAN, Internet; linee telefoniche, in fibra ottica, È "open standard" non è proprietà di nessuno il che ne ha favorito una grandissima diffusione 16 8

9 Reti e protocolli il protocollo TCP/IP Si basa su un modello a quattro strati (ISO-OSI semplificato) Livello delle applicazioni: ingloba i livelli Application, Presentation e Session del modello ISO-OSI, gestisce i servizi per l utente Livello di trasporto: gestisce l organizzazione dei dati ai fini della trasmissione Livello di rete: gestisce l indirizzamento e l instradamento dei dati Livello fisico: ingloba i livelli Data link e Physical del modello ISO- OSI, gestisce l uso dei cavi e l invio di segnali fisici applicazioni trasporto rete fisico rete rete fisico rete trasporto applicazioni 17 Reti e protocolli Commutazione di circuito e pacchetto Reti a commutazione di circuito la linea è di uso esclusivo di chi sta comunicando (es. linea telefonica, collegamento di periferiche, ) Reti a commutazione di pacchetto (TCP/IP) i dati non sono inviati in blocco, ma suddivisi in pacchetti (di dimensione 1500 byte) ogni pacchetto contiene le informazioni necessarie per l identificazione della sua destinazione pacchetti diversi possono seguire percorsi diversi (e essere ricevuti in ordine diverso da quello di invio) la stessa linea può essere occupata da molti se una sessione di invio si interrompe, può essere ripresa in seguito (efficienza e affidabilità) 18 9

10 Indirizzamento Indirizzi IP I pacchetti inviati devono sapere dove andare Ogni computer collegato a Internet ha un indirizzo associato è formato da 4 byte (0-255) separati da un punto; es Tre classi di indirizzi reti di classe A: 1 byte (1-127) = rete; 2, 3 e 4 byte = nodi 127 reti, ciascuna con macchine (max) reti di classe B: 1 ( ) e 2 byte = rete; 3 e 4 byte = nodi reti, ognuna con macchine (max) reti di classe C: 1 ( ), 2 e 3 byte = rete; 4 byte = nodi reti, ognuna con 254 macchine (max) ormai sono disponibili solo indirizzi di classe C 19 Indirizzamento indirizzi IP Quando il protocollo IP riceve i dati da inviare ad un certo indirizzo, controlla la rete: a. se è la rete locale, invia i dati alla macchina specificata b. se è una rete esterna, invia i dati a un computer speciale (della rete locale) detto router o gateway il router ha un elenco di indirizzi di altri router per le reti che conosce, più un indirizzo per quelle che non conosce i dati vengono inviati al router competente, e da questo al computer di destinazione l assegnazione degli indirizzi di rete dipende dall Internet Assigned Number Authority (IANA), un organismo internazionale che delega la gestione degli indirizzi nei vari paesi a organismi locali (es. la Registration Authority italiana, che dipende dal CNR) 20 10

11 Indirizzamento Internet come rete di router 21 Le infrastrutture WAN Dorsali (backbone( backbone) Sono i collegamenti geografici veloci in genere in fibra ottica (~ Mbps) la rete italiana della ricerca è la rete GARR = Gruppo di Armonizzazione Reti Ricerca ( collegata al CERN di Ginevra e da qui alle altre dorsali europee e americane (con collegamenti transoceanici) alla rete della ricerca si affianca la rete commerciale (Interbusiness) affitta collegamenti (gestita da Telecom) bassa velocità da e verso la rete GARR 22 11

12 Tipologie di connessioni Connessione alla rete: collegamento diretto Attraverso linee dedicate (costose, riguardano aziende ed enti) Se non esiste già una rete collegata a Internet, ne deve essere creata una nuova affitto banda da fornitori di connettività (provider) affitto o acquisto (Telecom) cavo fisico (es. T1 in fibra ottica) per il collegamento uso di un router per l interfacciamento con il router della rete del fornitore 23 Tipologie di connessioni Connessione alla rete: accesso PPP Il protocollo PPP (Point-to-Point Protocol) implementa un collegamento punto-punto permette ad una macchina (es. PC dell utente) di collegarsi ad un host (es. server del provider) già connesso a Internet ; la macchina entra di fatto a far parte della rete locale dell'host il computer chiamante diventa a tutti gli effetti un nodo della rete (visibile al mondo, con un indirizzo IP assegnato dinamicamente) Connessione tramite modem "tradizionale" = modulator/demodulator, linea telefonica analogica ~ 50 Kbps in entrata ~ 33 Kbps in uscita 24 12

13 Tipologie di connessioni accesso PPP Connessione ISDN = Integrated Services Digital Network, linea telefonica digitale ~ da 64 a 128 Kbps dati + voce Connessione ADSL = Asymmetric Digital Subscriber Line ~ 600 Kbps in entrata ~ 128 Kbps in uscita linea dedicata Connessioni in fibra ottica 25 Indirizzamento simbolico Domain Name Service (DNS) Definisce un sistema di indirizzamento simbolico ad ogni nome simbolico corrisponde un preciso indirizzo IP Es. = Il nome è suddiviso in domini e sottodomini che rispecchiano la gerarchia nella struttura della rete Es. it dominio di primo livello (indica ad esempio la nazione) unipv dominio di rete dell Università di Pavia www il nome del particolare host (il server Web dell Università) 26 13

14 Indirizzamento simbolico Domain Name Service Il DNS è un sistema di database distribuiti nella rete i vari name server sono collegati tra loro esiste un name server per ogni livello del dominio L indirizzo deve essere risolto attraverso l interrogazione dei DNS la richiesta viene prima inviata al DNS locale se nell elenco dei suoi nomi simbolici non c è l indirizzo richiesto, chiede aiuto al name server di primo livello (corrispondente ad esempio a it) se anche il name server di primo livello non trova l indirizzo, chiede a sua volta aiuto al name server di secondo livello (corrispondente ad esempio a unipv); e così via il DNS locale tiene traccia delle nuove associazioni trovate 27 Indirizzamento simbolico Domain Name Service I nomi dei domini in Italia sono assegnati dalla Registration Authority la stessa responsabile dell assegnazione degli indirizzi (fa capo a CNR, quindi a un ente governativo), deve occuparsi anche di tenere aggiornato il DNS di primo livello negli USA la gestione dei domini è stata privatizzata e dipende da diverse società concessionarie Domini di primo livello oltre a quelli nazionali edu università e strutture di ricerca (americane), com enti commerciali, net organizzazioni di supporto alla rete, gov enti governativi (americani), mil organi militari (americani), org enti no profit, organizzazioni non governative (altri domini più recenti: biz, info, name, ) 28 14

15 Client + DNS + Gateway + Server Web Dal browser alla pagina Web Cosa succede quando, trovandoci in una LAN, scriviamo nella barra degli indirizzi del browser? 1) URL pagina Client 6) Pagina Server 3) Indirizzo IP s erver 5) Pagina DNS 2) Indirizzo IP server Gateway 4) Richiesta pagina Internet 29 I servizi di Internet Principali servizi offerti da Internet Posta elettronica Ftp Gopher Telnet Newsgroup Chat Videoconferenza VOIP Instant messaging Web 30 15

16 I servizi di Internet Posta elettronica Formato indirizzi: (es. Protocolli di ricezione POP3(Post Office Protocol, versione 3) IMAP (Internet Message Access Protocol) Protocollo di invio SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) Si basano su server di invio e di ricezione che possono anche coincidere; vanno impostati quando si configura il programma client (es. Outlook Express) 31 I servizi di Internet Ftp, Gopher e Telnet FTP (File Transfer Protocol) permette di trasferire file si tende ad usarlo sempre meno Gopher simile all FTP, permette la ricerca di file attraverso menù e directory non è (quasi) più usato Telnet (emulatore di terminale) permette di simulare la presenza (dal punto di vista dell interazione testuale) sulla macchina a cui si è connessi 32 16

17 I servizi di Internet Newsgroup, Chat e Videoconferenza Newsgroup permettono di leggere/scrivere messaggi all interno di gruppi di discussione (moderati o non moderati) risiedono su server dedicati aggiornati periodicamente Chat consentono di dialogare in diretta (in forma testuale) con gli altri utenti collegati: ognuno vede ciò che l altro scrive Videoconferenza collegamento diretto audio/video (es. Microsoft NetMeeting) in genere, video solo nei collegamenti uno a uno 33 I servizi di Internet VOIP, Instant messaging VOIP (Voice Over IP) permette di effettuare telefonate via Internet (es. Skype) Instant messaging fornisce un ambiente integrato per la comunicazione istantanea, testuale ma non solo, con altri utenti collegati al servizio (dei quali è possibile anche conoscere lo "stato"; es. MSN Messenger) 34 17

18 Macchine "speciali" di una rete locale Proxy server e Firewall Il proxy fa da tramite tra i client e i server Web ha la funzione di cache intercetta le richieste ai vari server e cerca di soddisfarle in base ai suoi dati diminuisce il traffico di rete e velocizza il reperimento delle pagine più richieste Il firewall è usato per prevenire intrusioni in reti private (locali) spesso coincide col proxy applica meccanismi di sicurezza alla comunicazione attraverso i vari servizi (HTTP, FTP, Telnet, ecc.) 35 La vulnerabilità di Internet Sicurezza e privacy Niente di ciò che viaggia in Internet è sicuro senza particolari accorgimenti, tutto può essere intercettato Anche il collegamento tramite provider non è sicuro si è nodi della rete Non basta un antivirus: è sempre necessario anche un firewall e non valgono considerazioni del tipo: "tanto io non ho dati importanti da proteggere" Gli attacchi riguardano quasi esclusivamente i sistemi Windows (Microsoft) 36 18

19 La vulnerabilità di Internet sicurezza e privacy Si possono anche usare sistemi di criptatura per l invio di e- mail sicure sistema utilizzato anche per la cosiddetta firma digitale si sfruttano chiavi pubbliche e chiavi private per lo scambio sicuro tra mittente e destinatario esistono diverse Certification Authority per il rilascio di ID digitali univoci (es. VeriSign) Connessioni sicure alternative al Telnet e all FTP es. SSH (Secure SHell) 37 Verso il futuro di Internet Internet 2 E un consorzio formato da diverse università in collaborazione con industrie e governi ( ha lo scopo di studiare e creare tecnologie e applicazioni avanzate per la rete del futuro dovrebbe portare a una rete 100 volte più veloce dell attuale avrà (probabilmente) costi proporzionali all utilizzo quindi non tutti se la potranno permettere tipicamente le istituzioni pubbliche (come le Università) e le grandi aziende consentirà forme di interazione ora inimmaginabili ad esempio, la teleimmersione, che permetterà collaborazioni realtime tra persone distanti tra loro (attraverso ambienti simulati) 38 19