Laboratorio di Informatica

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1 Laboratorio di Informatica RETI INFORMATICHE INTERNET Francesco Tura 1

2 Comunicazione tra computer Più computer possono essere collegati e quindi comunicare tra di loro al fine di: scambiarsi informazioni condividere risorse RETI INFORMATICHE supporti fisici che permettono ai computer di comunicare tra loro 2

3 Comunicazione tra computer SUPPORTI FISICI DI TRASMISSIONE I supporti fisici che costituiscono le reti informatiche si possono dividere nelle seguenti principali categorie: cavi elettrici doppino telefonico cavo coassiale fibre ottiche onde elettromagnetiche 3

4 Cavi elettrici Comunicazione tra computer SUPPORTI FISICI DI TRASMISSIONE Doppino telefonico. Coppia di fili di rame utilizzata per le comunicazioni telefoniche e quindi per trasportare un segnale elettrico analogico (continuo). È pertanto necessario interporre un MODEM (vedi Hardware) per trasformare le informazioni da segnali elettrici digitali (bit) in segnali elettrici analogici (in uscita dal computer mittente) e viceversa (in ingresso nel computer destinatario). trasmissione lenta fino a 56 Kbps [bps=bit per secondo] fino a 20 Mbps con la tecnologia ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line). Cavo coassiale. Filo centrale portante contenuto in materiale isolante e circondato da maglia di filo di rame. trasmissione veloce fino a 100 Mbps 4

5 Comunicazione tra computer SUPPORTI FISICI DI TRASMISSIONE Fibre ottiche Materiale contenente particolari dispositivi (diodi fotoelettrici) che emettono luce: la codifica dell informazione binaria è basata sulla assenza (= cifra 0) o presenza (= cifra 1) di luce. La fibra è rivestita di materiale opaco per impedire la fuoriuscita della luce. trasmissione molto veloce circa 10 Gbps 5

6 Comunicazione tra computer SUPPORTI FISICI DI TRASMISSIONE Onde elettromagnetiche Utilizzate per le trasmissioni via satellite. Vengono occupate specifiche bande di frequenza banda di frequenza intervallo di frequenze occupato dal segnale. [si misura in Hz] la velocità di trasmissione dipende dalla larghezza della banda 6

7 Comunicazione tra computer COMMUTAZIONE La comunicazione tra computer su di una rete informatica consiste in un flusso di informazioni che viaggiano da un calcolatore ad un altro COMMUTAZIONE è il sistema con cui le informazioni che partono dal calcolatore mittente vengono recapitate al computer destinatario 7

8 Commutazione di circuito Commutazione a pacchetto Comunicazione tra computer COMMUTAZIONE Utilizza un canale riservato (es. doppino telefonico o banda di frequenze completamente dedicata) Il supporto non può essere utilizzato da più comunicazioni in contemporanea Utilizza un canale condiviso con altre comunicazioni. Le informazioni da inviare vengono spezzate in una serie di pacchetti di dimensioni ridotte (1,5 Kbyte) contenenti ciascuno: i dati da trasmettere (es. parte di un file) informazioni per individuare il computer destinatario [nel caso della rete Internet, l IP number] il numero progressivo del pacchetto all interno dell unità di informazione (es. file) Il supporto può essere utilizzato da più comunicazioni in contemporanea 8

9 Comunicazione tra computer PROTOCOLLI DI COMUNICAZIONE PROTOCOLLO DI COMUNICAZIONE insieme di regole necessarie affinché l informazione che passa da un computer all altro giunga correttamente a destinazione Un protocollo di comunicazione si identifica con un particolare gruppo di programmi (software) atti a realizzare e controllare il trasferimento delle informazioni I protocolli di comunicazione sono definiti nell ambito di standard internazionali 9

10 Comunicazione tra computer NODI NODO in una rete qualsiasi dispositivo hardware del sistema in grado di comunicare con gli altri dispositivi che fanno parte della rete Es: pc, stampante, ecc. 10

11 Classi di reti Reti locali / LAN (Local Area Network) Reti geografiche / WAN (Wide Area Network) Reti metropolitane / MAN (Metropolitan Area Network) 11

12 Classi di reti Reti locali (LAN) Sono concentrate in un ambito territoriale ristretto (es. edificio, campus, ecc.) Si utilizzano in uffici, aziende, dipartimenti, ecc. per mettere in condivisione risorse (informazioni e/o periferiche) tra più utenti e per lo scambio di informazioni tra questi ultimi 12

13 Classi di reti Reti geografiche (WAN) Occupano un ambito territoriale molto vasto (nazione o addirittura continente) Sono utilizzate dalle grandi aziende con filiali distribuite sul territorio oppure da enti pubblici 13

14 Classi di reti Reti metropolitane (MAN) Coprono un area metropolitana Sono gestite dalle municipalità o da società di servizi locali (es. rete Iperbole di Bologna) 14

15 client-server Reti locali (LAN) Modello della rete Uno dei computer (server) soddisfa le richieste di (scambi di) informazioni provenienti dagli altri computer (client) Il server non viene utilizzato come postazione di lavoro e resta generalmente sempre acceso Sul server vengono memorizzati i file che vengono utilizzati da più utenti attraverso i relativi computer client Al server vengono collegate periferiche che si vuole siano condivise da tutti i client peer-to-peer Non esistono differenze di funzioni tra i computer collegati Ciascun computer fa sia da server [ se acceso] sia da client Si utilizza quando i computer in rete sono pochi 15

16 Rete a stella Ha un computer centrale al quale sono collegati tutti gli altri Tutte le informazioni debbono passare per il computer centrale, che controlla il flusso dei dati L aggiunta o la rimozione di un computer dalla rete non comporta problemi Topologia delle reti Se smette di funzionare il computer centrale si blocca tutta la rete 16

17 Rete a bus (lineare) Topologia delle reti I computer sono connessi tutti ad uno stesso tronco di linea principale (bus) Se uno dei computer smette di funzionare, per gli altri la rete continua ad essere utilizzabile regolarmente 17

18 Rete ad anello I computer sono disposti lungo un circuito chiuso (concentratore) e le informazioni circolano lungo l anello Topologia delle reti Ciascun computer riceve le informazioni dal computer che lo precede: preleva quelle che gli sono indirizzate, eventualmente aggiunge quelle da inviare ad un altro computer ed invia il tutto al nodo successivo I tempi di trasmissione sono proporzionali al numero di computer sulla rete Se un computer smette di funzionare il passaggio delle informazioni si blocca 18

19 Topologia delle reti Rete irregolare (a maglia) Ogni computer è collegato a più altri computer della rete secondo uno schema non predefinito Ogni computer riceve informazioni dai computer direttamente ad esso collegati, preleva quelle che lo riguardano e reinvia le altre insieme alle eventuali proprie ancora ai computer direttamente collegati Se uno dei computer smette di funzionare in genere il collegamento tra gli altri non è compromesso in quanto sono possibili percorsi alternativi (l informazione passa per altri computer) 19

20 Internet È una rete risultante dalla connessione di reti locali distribuite in tutto il mondo Tale rete di reti locali ha una topologia a maglia [ particolari server, denominati Internet Service Providers (vedi seguito) delle diverse reti locali sono collegati tra loro secondo la struttura a maglia] Qualsiasi collegato alla rete locale (nodo) è in grado di originare, ricevere e trasmettere informazioni Si basa su commutazione a pacchetto Utilizza il protocollo di comunicazione TCP/IP È organizzata in modo gerarchico 20

21 Protocollo TCP/IP Si basa sulla coppia di protocolli di trasmissione TCP e IP TCP = TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL IP = INTERNET PROTOCOL La componente IP scompone le informazioni da inviare creando i pacchetti e gestisce l instradamento di questi ultimi verso la destinazione da parte del router dispositivo hardware che controlla la destinazione dei pacchetti La componente TCP gestisce il trasporto dei pacchetti, controllando il flusso dei dati (ed eventualmente reinviando i pacchetti persi o danneggiati) 21

22 IP number Numero che identifica in modo univoco ciascun computer connesso a Internet (= ciascun nodo della rete) Composto di 32 bit suddivisi in 4 byte 4 gruppi di 8 bit ciascuno, che corrispondono, nel sistema decimale, a 4 gruppi di numeri da 0 a 255 separati da un punto Esempio: [ ] IP statico attribuito una volta per tutte ai computer collegati a Internet in modo permanente (es. pc di una rete collegata a Internet) IP dinamico attribuito di volta in volta dall ISP ad un computer che chiede il collegamento a Internet (es. pc stand-alone) 22

23 Componenti dell IP number IP number = NETID + HOSTID parte che identifica la rete collegata a Internet cui il nodo appartiene parte che identifica il singolo nodo (computer) all interno della rete collegata a Internet 23

24 Classi di IP number A seconda di quanti dei 4 byte che li compongono sono dedicati al NETID e quanti all HOSTID gli IP si dividono in 3 categorie (classi di IP) classe A (reti molto grandi) NETID HOSTID La rete è identificata dal primo byte e il computer dagli altri tre classe B (reti medie) NETID HOSTID La rete è identificata dai primi due byte e il computer dagli altri due classe C (reti piccole) NETID HOSTID La rete è identificata dai primi tre byte e il computer dall ultimo Esempio (rete di classe C): NETID HOSTID 24

25 Domain Name Server (DNS) Meccanismo interno al protocollo TCP/IP che, con lo scopo di ottenere una più facile memorizzazione da parte degli utenti, associa a ciascun IP number di un computer una stringa alfanumerica chiamata nome di dominio Tale associazione è fondamentale per i nodi che svolgano la funzione di web server (vedi in seguito) Il nome di dominio è composto da più parti separate da un punto Esempio: aries.giuri.unibo.it IP number nome di dominio 25

26 Livelli del nome di dominio Il nome di dominio si divide in 2 livelli: Top Domain Level (TDL) parte che segue l ultimo punto Second Domain Level (SDL) parte che precede l ultimo punto Esempio: aries.giuri.unibo.it SDL TDL 26

27 Top Domain Level È di tipo geografico o tematico TDL di tipo geografico: it, fr, uk, de, es, at, ecc a seconda della nazione TDL di tipo tematico: com per le organizzazioni commerciali edu per le istituzioni accademiche (in USA) org per le associazioni senza fine di lucro net per gli ISP e i centri di servizi di rete gov per gli organi di governo mil per le strutture militari biz per le imprese name per i privati ecc. 27

28 Second Domain Level Identifica in modo più specifico il nodo e la rete cui appartiene Esempio: aries.giuri.unibo.it identifica il nodo (computer) identifica la rete 28

29 Servizi di Internet WORLD WIDE WEB POSTA ELETTRONICA TRASFERIMENTO DI FILE 29