Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolo

Transcript

1 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolo 1

2 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori Quella che comunemente definiamo rivoluzione digitale si fonda su due componeti: Il personal computer Lo sviluppo delle telecomunicazioni digitali. L incontro tra telecomunicazioni e computer avviene quando esse sono entrambe ormai sufficientemente consolidate. Negli ultimi vent anni la loro convergenza ha impresso un forte sviluppo ad entrambe le componenti, favorendo le innovazioni tecnologiche che hanno notevolmente influenzato le nostre abitudini di vita Quindi non esiste più una netta divisione tra le due componenti, tanto che si identifica il tutto nell area dell Information and Communication Tecnology. (tecnologie dell informazione e della comunicazione) 2

3 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori Nell ambito dell ICT grande rilevanza assume l area che si occupa dell interconnessione tra computer, che viene indicata col termine telematica Il termine telematica deriva dalla composizione del prefisso tele- con (infor)matica, informatica a distanza. La telematica, infatti, si occupa della trasmissione di informazioni tra sistemi informatici, mediante reti di computer. I computer, una volta collegati, sono in grado non solo di scambiarsi dati e condividere risorse, potendo distribuire il carico dell elaborazione e dell archiviazione dei dati, ma anche essere dei veri e propri strumenti di comunicazione tra esseri umani. Ed è proprio l essere strumento di comunicazione di informazioni digitali mediante computer che risiede il nucleo della rivoluzione tecnologica. 3

4 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori Un computer è una macchina in grado di gestire un informazione rappresentata in formato digitale. Essa è composta da diverse componenti (CPU, memoria, HD, scheda video, etc..). I bit viaggiano da un componente all altro mediante dei canali di comunicazione detti bus (PCI, ISA, EIDE, ) Una rete di computer può esse pensata come un estensione del canale di comunicazione per la trasmissione di queste informazioni rappresentate in bit tra computer diversi. Da un computer connesso alla rete è quindi possibile accedere alle risorse informative (programmi, dati) contenuti in altri computer, oppure utilizzare le periferiche ad essi collegate (stampanti, fax, ect.) 4

5 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori Il primo concetto di rete risale agli anni 60 con l avvento del mainframe Inizialmente venivano realizzate reti a stella in cui la periferia era rappresentata dai terminali e il centro era il mainframe, l elaboratore principale. I terminali venivano collegati punto-punto con il mainframe attraverso cavi seriali dedicati e differenti da quelli della rete telefonica. Tale modo di realizzare una rete di calcolatori era estremamente omogeneo per quanto riguarda i componenti, ma complesso da gestire a livello di intelligenza centrale 5

6 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori Le reti hanno poi consentito lo sviluppo di applicazioni distribuite e delle architetture client-server applicazioni distribuite: programmi modulari i cui componenti girano su computer diversi collegati mediante una rete architetture client-server: I computer hanno ruoli diversi nell esecuzione delle applicazioni distribuite. Il server ha il compito di gestire l archiviazione dei dati, le funzioni relative alla ricerca di particolari dati nell archivi e inviare i dati richiesti al client. Il client controlla la rappresentazione dei dati all utente ed eventualmente la loro modifica e manipolazione 6

7 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori Oggi intendiamo generalmente una rete di elaboratori come l insieme di due o più calcolatori autonomi, opportunamente connessi tra loro, che siano in grado di condividere risorse hardware e software 7

8 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori L insieme di tutte le reti del mondo interconnesse tra loro è la rete delle reti 8

9 9

10 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori 1876 Alexander Bell a Thomas Watson iniziano i loro esperimenti per la trasmissione del suono all'interno di cavi elettrici 1964 L'istituto RAND effettuta ricerche top secret per mettere gli Stati Uniti in condizione di affrontare una guerra termonucleare. Un problema cruciale è quello di disporre di una rete di comunicazione in grado di sopravvivere ad un eventuale bombardamento. La proposta presentata dalla RAND è quella di utilizzare una rete decentralizzata, fatta di nodi tutti uguali tra loro e in cui i messaggi viaggiano spezzettati in tanti "pacchetti che possono percorrere strade diverse ed essere ricomposti una volta giunti a destinazione. Questa tecnica innovativa di inoltro dei messaggi prende il nome di packet switching 10

11 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori 1969 In USA il pentagono affida all'arpa (Advanced Research Project Agency) il compito di installare il primo nodo di una rete militare basata sul packet switching. Questa rete prenderà il nome di ARPANET e sarà l'embrione della futura Internet. Ogni nodo è connesso solo con quello adiacente Ogni nodo è interconnesso con quelli più vicini 11

12 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori ARPANET è inizialmente composta da 4 nodi: (4 elaboratori Honeywell 516 dotati di 12Kb di memoria) Università Ucla di Los Angeles Istituto di Rricerca di Standford Università di Santa Barbara Università dello Utah Disegno originale di Arpanet 12

13 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori 1971 viene sviluppato il primo software per la posta elettronica. Ray Tomlinson e Newman mandano il primo messaggio di ARPANET raggiunge 15 nodi tra cui l Università di Harvard 1972 Vinton Cerf crea l'internet Working Group (INWG) per favorire uno standard tra i diversi protocolli di comunicazione Nasce in Francia il primo personal computer, chiamato Micral, ad opera di Truong Tromng Hi, un francese di origini vietnamite che lavora per la Realisations Etudes Electroniques S. A. Sono attivate le prime connessioni internazionali ad ARPANET: University College of London (GB) Royal Radar Establishment (Norvegia) 13

14 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori 1973 Bob Metcalfe discute ad Harvard una tesi di dottorato in cui delinea le prime idee per Ethernet (la connessione in rete locale via cavo) Vinton Cerf e Bob Kahn pubblicano un articolo in cui viene presentato in dettaglio il programma TCP (Trasmission Control Program) La Regina Elisabetta manda una Su Arpanet viene adottato il protocollo TCP/IP, un sistema di collegamento che dà la possibilità ad Arpanet di scambiare informazioni con altre reti locali diverse tra loro. 14

15 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori 1977 Bill Gates e Paul Allen fondano la Microsoft a Albuquerque in New Mexico 1981 compare sul mercato il primo Personal Computer IBM 15

16 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori 1981 Nasce Bitnet (Because It's Time NETwork) come rete collaborativa alla City University of NY con la prima connessione a Yale 1982 Avvio di TCP/IP come protocollo standard di comunicazione per ARPANET ARPANET si divide in ARPANET e MILNET (quest'ultima integrata nel sistema di Difesa). In USA da un insieme variegato di reti locali nasce INTERNET. 16

17 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori 1984 Viene introdotto il DNS. Il personal computer Apple Macintosh è il primo a fare uso di "finestre","cartelle" e "icone" per rappresentare graficamente in maniera intuitiva le informazioni contenute all'interno del calcolatore. Nasce a Baltimora FidoNet la prima rete di BBS (Bulletin Board System) NSFNet, rete a commutazione di pacchetto ad alta velocità, basata sui protocolli TCP/IP che va a costituire una delle dorsali (backbone) di Internet tra i più veloci supercomputer del mondo. Esplosione delle connessioni tra le università. Bitnet supera i host

18 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori 1988 Nasce IRC Internet Relay Chat 1 Novembre: l Internet Worm si infiltra attraverso la Rete giungendo ad infettare circa 6000 dei host collegati. Viene fondato il CERT (Computer Emergency Response Team) al quale vengono segnalati casi sempre più frequenti di Virus. 18

19 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori 1989 Nasce al CERN di Ginevra (European Council for Nuclear Research) per opera di Tim Berners-Lee il progetto del World Wide Web per consentire una agevole cooperazione fra i gruppi di ricerca di fisica sparsi nel mondo. E' un'architettura software volta a fornire l'accesso e la navigazione a un enorme insieme di documenti collegati fra loro e sparsi su milioni di elaboratori. Client "browser" program runs on many platforms Hypertest Serever Information on one server reefers to information on another server 19

20 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori 1990 ARPANET cessa di esistere. Archie, primo strumento per la ricerca di risorse sulla rete. World entra in rete (world.std.com) come primo provider commerciale che fornisce accesso a Internet tramite telefono "dial up" Gopher, di Lindner e McCahill dell'university of Minnesota. 20

21 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori 1992 Il numero di host si stima in Nasce Veronica e il termine Surfing the Internet (navigare in rete) 1993 gli studenti e lo staff dell University of Illinois National Center for Supercomputing Applications creano il primo browser per navigare su Internet. http;// Si registra un incremento del traffico WWW del 341,634% e di Ghopher del 997% in un anno 21

22 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori 1995 I grandi providers americani del sistema dial-up come Compuserve, America On Line, Prodigy, cominciano a fornire l'accesso a Internet. Netscape, diventa il browser più diffuso, superando rapidamente Mosaic. Dal 1 settembre la registrazione dei domain non è più libera. Vengono richiesti $50 all'anno. 22

23 Cenni sull evoluzioni delle reti di calcolatori 1996 Viene prodotto il galateo della rete netiquette Negli USA Clinton approva il Telecomunications Reform Bill, una legge che deregolamenta il settore delle comunicazioni per permetere lo sviluppo delle "autostrade informatiche". Cadono le barriere imposte dall'antitrust e nascono nuove alleanze tra giganti dell'informatica, della tv via cavo e dell'intrattenimento televisivo e cinematografico Dimensioni (stimate) della rete all'inizio del 2000: 800 milioni di documenti disponibili (raddoppiano ogni 18 mesi) 5 milioni di siti web, 200 milioni di utenti 23

24 N E T I Q U E T T E Etica e norme di buon uso dei servizi di rete Fra gli utenti dei servizi telematici di rete, prima fra tutte la rete Internet, ed in particolare fra i lettori dei servizi di "news" Usenet, si sono sviluppati nel corso del tempo una serie di "tradizioni" e di "principi di buon comportamento" (galateo) che vanno collettivamente sotto il nome di "netiquette". Tenendo ben a mente che la entita' che fornisce l'accesso ai servizi di rete (provider, istituzione pubblica, datore di lavoro, etc.) puo' regolamentare in modo ancora piu' preciso i doveri dei propri utenti, riportiamo in questo documento un breve sunto dei principi fondamentali della "netiquette", a cui tutti sono tenuti ad adeguarsi. 1 Quando si arriva in un nuovo newsgroup o in una nuova lista di distribuzione via posta elettronica, e' bene leggere i messaggi che vi circolano per almeno due settimane prima di inviare propri messaggi in giro per il mondo: in tale modo ci si rende conto dell'argomento e del metodo con cui lo si tratta in tale comunità. 2 Se si manda un messaggio, e' bene che esso sia sintetico e descriva in modo chiaro e diretto il problema. 3 Non divagare rispetto all'argomento del newsgroup o della lista di distribuzione. 4 Se si risponde ad un messaggio, evidenziare i passaggi rilevanti del messaggio originario, allo scopo di facilitare la comprensione da parte di coloro che non lo hanno letto, ma non riportare mai sistema ticamente l'intero messaggio originale. 24

25 N E T I Q U E T T E Etica e norme di buon uso dei servizi di rete 5 Non condurre "guerre di opinione" sulla rete a colpi di messaggi e contromessaggi: se ci sono diatribe personali, e' meglio risolverle via posta elettronica in corrispondenza privata tra gli interessati. 6 Non pubblicare mai, senza l'esplicito permesso dell'autore, il contenuto di messaggi di posta elettronica. 7 Non pubblicare messaggi stupidi o che semplicemente prendono le parti dell'uno o dell'altro fra i contendenti in una discussione. Leggere sempre le FAQ (Frequently Asked Questions) relative all'argomento trattato prima di inviare nuove domande. 8 Non inviare tramite posta elettronica messaggi pubblicitari o comuni cazioni che non siano stati sollecitati in modo esplicito. 9 Non essere intolleranti con chi commette errori sintattici o grammaticali. Chi scrive, e' comunque tenuto a migliorare il proprio linguaggio in modo da risultare comprensibile alla collettivita'. 25

26 N E T I Q U E T T E Etica e norme di buon uso dei servizi di rete Alle regole precedenti, vanno aggiunti altri criteri che derivano direttamente dal buon senso: A La rete e' utilizzata come strumento di lavoro da molti degli utenti. Nessuno di costoro ha tempo per leggere messaggi inutili o frivoli o di carattere personale, e dunque non di interesse generale. B Qualunque attivita' che appesantisca il traffico sulla rete, quale per esempio il trasferimento di archivi voluminosi, deteriora il rendimento complessivo della rete. Si raccomanda pertanto di effettuare queste operazioni in orari diversi da quelli di massima operativita' (per esempio di notte), tenendo presenti le eventuali differenze di fuso orario. C Vi sono sulla rete una serie di siti server (file server) che contengono in copia aggiornata documentazione, software ed altri oggetti disponibili sulla rete. Informatevi preventivamente su quale sia il nodo server piu' accessibile per voi. Se un file e' disponibile su di esso o localmente, non vi e' alcuna ragione per prenderlo dalla rete, impegnando inutilmente la linea e impiegando un tempo sicura mente maggiore per il trasferimento. D Il software reperibile sulla rete puo' essere coperto da brevetti e/o vincoli di utilizzo di varia natura. Leggere sempre attentamente la documentazione di accompagnamento prima di utilizzarlo, modificarlo o re-distribuirlo in qualunque modo e sotto qualunque forma. 26

27 N E T I Q U E T T E Etica e norme di buon uso dei servizi di rete E Comportamenti palesemente scorretti da parte di un utente, quali: - violare la sicurezza di archivi e computers della rete; - violare la privacy di altri utenti della rete, leggendo o intercettando la posta elettronica loro destinata; - compromettere il funzionamento della rete e degli apparecchi che la costituiscono con programmi (virus, trojan horses, ecc.) costruiti appositamente; costituiscono dei veri e propri crimini elettronici e come tali sono punibili dalla legge. Per chi desiderasse approfondire i punti qui trattati, il documento di riferimento e' RFC1855 "Netiquette Guidelines", ed anche RFC2635 "A Set of Guidelines for Mass Unsolicited Mailings and Postings" disponibili sulla rete alle URL: ftp://ftp.nic.it/rfc/rfc1855.txt ftp://ftp.nic.it/rfc/rfc2635.txt 27

28 Architettura di una rete di calcolatori 28

29 Una rete di Telecomunicazioni può essere definita come un sistema distribuito che consente la trasmissione di informazioni da un capo all'altro della rete stessa consentendo un indirizzamento universale. Le reti di elaboratori devono essere in grado di soddisfare sia le esigenze delle organizzazioni, sia dei singoli individui: Per le aziende: Internet marketing vendite (e-commerce) assistenza tecnica ai clienti (posta, news, FAQ) 29

30 Per le aziende: Intranet Utilizzo delle tecnologie di Internet per realizzare il sistema informativo aziendale Questo approccio è particolarmente indicato per aziende con più sedi sparse sul territorio Si basa essenzialmente su: Applicazione client-server Server WEB Integrazione tra Web e database aziendali linguaggi di programmazione dei client (Java) Browser multifunzionali Interfaccia unificata per l utente Potente sistema per la posta elettronica aziendale e inter-aziendale Strumenti di office automation 30

31 La disponibilità di una Intranet permette di mettere in linea tutti i documenti aziendali e di esportarne anche alcuni su Internet Questo può avvenire connettendo la Intranet ad Internet in modalità sicura La sicurezza si ottiene interponendo un firewall nel punto di congiunzione dei due sistemi Esempio di una Intranet aziendale connessa ad Internet: La Federal Express Package ha sviluppato una Intranet accessibile tramite Internet per localizzare i pacchetti spediti con FedEx. 31

32 Per i singoli individui: (di solito da casa propria tramite "fornitori di accesso" o provider): accesso ad informazioni remote, ad es: accesso a servizi bancari acquisti da casa navigazione sul World Wide Web comunicazioni fra persone: posta elettronica videoconferenza gruppi di discussione divertimento: video on demand (selezione e ricezione via rete di un qualunque spettacolo tratto da un catalogo) giochi interattivi (contro macchine o avversari umani) 32

33 Ogni computer connesso alla rete Internet è univocamente identificato con un numero IP Un indirizzo IP èformato da 32 bit e codifica due cose: network number, cioé il numero assegnato alla rete IP (detta network) su cui si trova lʹelaboratore; host number, cioé il numero assegnato allʹelaboratore. La combinazione è unica: non possono esistere nellʹintera rete Internet due indirizzi IP uguali. Gli indirizzi IP sono assegnati da autorità nazionali (NIC, Network Information Center) coordinate a livello mondiale 33

34 Gli indirizzi sono usualmente espressi nella dotted decimal notation, cioè i valori dei singoli byte sono espressi in decimale e sono separati da un punto. Range N net N host Netmask A to ~16 M B to ~16K 64K C to ~2M D to E to

35 Ricordiamo gli indirizzi privati disponibili: rete di classe A 10.x.x.x 16 reti di classe B da x.x a x.x 256 reti di classe C da x a x Possono essere liberamente utilizzati senza richiedere alcuna autorizzazione La scelta se adottare reti di classe A, B o C per la Intranet dipende dalle dimensioni della rete aziendale e dal dominio di broadcast desiderato. Oggi con la disponibilità di router ad alte prestazioni e basso costo ci si orienta verso la riduzione delle dimensioni dei domini di broadcast la cui dimensione massima viene normalmente fissata in 256 nodi. In generale è opportuno avere più sottoreti IP, ciascuna grande al massimo circa un centinaio di host e assegnare la stessa sottorete per host con la stessa missione. Questo è chiaramente molto facilitato se a livello 2 si dispone di LAN virtuali (VLAN), cioè di un modo flessibile per raggruppare le stazioni in modo indipendente dalla loro collocazione fisica. 35

36 In generale una soluzione Internet/Intranet prevede di utilizzare una sottorete IP con indirizzi pubblici per la parte di rete che deve essere raggiungibile tramite Internet e una o più sottoreti IP con indirizzi privati per la parte di rete che non deve essere accessibile tramite Internet, cioè la Intranet. Dal punto di vista applicativo una Intranet utilizzerà molto probabilmente tecniche di tipo client-server. Sarà opportuno porre i server (ad esempio, boot, file e print server) nella stessa sottorete IP dei client. INTERNET DNS pubblico Proxy WWW Gatway INTRANET PR2 PR1 DNS privato Firewall 36

37 Topologia a Maglie La topologia a maglia completa permette una comunicazione veloce. Tutte le coppie di nodi sono collegate, quindi non e necessario nessun nodo intermedio per la comunicazione. Non è utilizzabile in ambito globale a causa dell enorme quantità di collegamenti N( richiesta. Per collegare N nodi sono necessari N 1) link. 2 In generale ci si orienta verso una struttura a maglia incompleta in cui alcuni nodi terminali non sono collegati direttamente,ma comunicano mediante nodi intermedi Topologia a maglia incompleta Topologia a maglia completa 37

38 La classificazione delle reti in base alla loro estensione fisica porta a distinguerle in tre classi: reti locali (LAN), reti metropolitane (MAN), reti geografiche (WAN). LAN (Local Area Network): Def (IEEE 802): E un sistema di comunicazione che permette ad apparecchiature indipendenti di comunicare tra di loro entro un area delimitata utilizzando un canale fisico a velocità elevata e con basso tasso di errore Sono possedute da una singola organizzazione (rete privata) Limitate ad un ambito locale, senza attraversamento di suolo pubblico in un raggio compreso tra 10m (stessa stanza), 100m (stesso edificio) ed 1 km (stesso campus) Topologia a bus, ad anello, a stella Banda di comunicazione: ~100Mbit/sec o più Nodi: workstation o PC, server 38

39 Campus Backbone Equipment Building Backbone Horizontal Work Area Administration Colori: : EIA/TIA 606 Esempio Schematico di una Lan 39

40 MAN (Metropolitan Area Network): Generalmente sono reti pubbliche Rete a singolo o doppio cavo Topologia a stella o a maglia parziale Nodi: router 40

41 WAN (Wide Area Network): Rete geografica che si estende a livello di una nazione, di un continente o dell intero pianeta su distanza di oltre 100Km Limitato in ambito urbano in un raggio di 10 km Connessioni punto a punto dedicate (backbon) affittate dalle compagnie telefoniche nazionali Tpologia a maglia parziale Una Wan è tipicamente costituita da due componenti: end system insieme di elaboratori su cui sono attivi i programmi utilizzati dagli utenti comunication subnet rete che connette fra loro gli end system 41

42 Una WAN può essere realizzata utilizzando connessioni di tipo diverso, ad esempio in parte su mezzi di trasmissione fisica (circuiti dedicati CDN, Fibra Ottica), in parte Wireless ed in parte tramite Trasmissione Satellitare Lan 2 Trasmissione Satellitaare Lan 4 Lan 1 CDN F.O. Wireless CDN Schema esempio WAN Lan 3 42

43 Backbon della rete della ricerca italiana GARR-B Topologia a maglia completa 43

44 GLI STANDARD A causa degli sviluppi proprietari dell hardware e del software di comunicazione, in passato la progettazione di una rete era strettamente condizionata nella scelta del supporto fisico di trasmissione e nelle applicazioni basate sui differenti protocolli che tali supporti dovevano utilizzare Negli anni 70 nascono alcune organizzazioni di standardizzazione grazie al lavoro delle quali si è giunti alla definizione di regole comuni dette standard, per la realizzazione di un sistema fisico di interconnessione da installare una volta per tutte, che prescinda dalle esigenze connettive del momento e che sia in grado di soddisfare le mutevoli esigenze dell utente, in modo da offrire una soluzione durevole nel tempo 44

45 Gli standard sono di due tipi: de facto (esistono senza pianificazione) ad esempio i PC IBM sono uno standard de facto poiché dozzine di costruttori hanno scelto di copiarle de jure (per legge) sono documenti formali, approvati da qualche struttura autorizzata 45

46 In generale nella comunità Internet, la nascita di uno standard avviene in questo modo un idea nata da un gruppo di lavoro assume il carattere di Standard Proposto se è spiegata in un raporto tecnico detto anche RCF (Request for Comment e susciti sufficiente interesse nella comunità. Passa poi alla fase di Standard Preliminare se esistono almeno due implementazioni funzionanti in due siti diversi per almeno 4 mesi. Se IAB considera valide l idea e l implementazione, allora il documento RCF è adottato Come standard di Internet 46

47 Riferimento EIA/TIA 568-B.2-1 approvato 8/6/

48 W3c aipa 48

49 49