Internet: la rete delle reti

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1 Internet: la rete delle reti Se dovessimo individuare un simbolo paradigmatico della rivoluzione digitale avremmo pochi dubbi: la rete Internet è il simbolo dell era digitale 1

2 Internet: la rete delle reti È alquanto difficile riuscire a dare una definizione esaustiva e chiara di Internet in poche parole Nel fenomeno Internet infatti convergono aspetti 2

3 Internet: la rete delle reti Dal punto di vista tecnico Internet è una rete di reti telematiche (una inter-net) Essa collega in tutto il mondo migliaia di reti, basate su tecnologie ed infrastrutture diverse Il suo funzionamento si basa su una famiglia di protocolli denominata TCP/IP Transmission Control Protocol (TCP) and Internet Protocol (IP) 3

4 Internet: la rete delle reti I computer collegati ad Internet in modo permanente ed attraverso delle linee di trasmissione dedicate vengono detti host 4

5 Internet: la rete delle reti Gran parte di questi collegamenti temporanei sono effettuati da utenti domestici, utenti cioè che si collegano alla rete Internet dalle loro abitazioni private Oltre agli host veri e propri, moltissimi computer si collegano alla rete in modo temporaneo mediante linee telefoniche commutate 5

6 Internet: la rete delle reti Ma soprattutto Internet è uno strumento di comunicazione Ed è così che la considerano i milioni di utenti che ne fanno uso 6

7 Internet: la rete delle reti Internet, proprio come la rete telefonica, permette la comunicazione e lo scambio di informazioni 7

8 Internet: la rete delle reti Ma le informazioni scambiate su Internet non sono solo ed esclusivamente suoni Sulla rete, infatti, viaggiano tutti i generi di informazioni che un computer è in grado di utilizzare e manipolare 8

9 Internet: la rete delle reti testi immagini suoni filmati programmi informatici Il tutto codificato in formato digitale 9

10 Breve storia di internet Dalle origini ai giorni nostri

11 Utenti internet (milioni) December 1, 1995 December 1, 1997 December 1, 1999 July 1, 2000 March 1, 2001 August 1, 2001 July 1, 2002 March 1, 2003 October 1, 2003 February 1, 2004 October 1, 2004 March 1, 2005 September 1, 2005 December 1, 2005 June 1, 2006 Dec 1, 2006 June 1, 2007 Dec 1, 2007 June 1, 2008 Dec 1, 2008 June 1, 2009 Dec 1, 2009 Sept 1, 2010 Jun 1, 2011

12 Cosa significa rete? Insieme di computer e dispositivi connessi fra loro in modo da consentire lo scambio di informazioni e la condivisione di file e altre risorse (es. stampanti, dischi).

13 Classificazioni delle reti Dal punto di vista delle dimensioni, le reti possono essere classificate in: LAN (local area network): se la rete di calcolatori si estende a un singolo edificio o a un gruppo di edifici (es. azienda, centro di ricerca, scuola, università) MAN (metropolitan area network): se la rete si estende a un'intera area urbana (es. rete per la tv via cavo) WAN (wide area network): se la rete si estende a un'area più vasta, anche l'intero pianeta (es. la rete internet).

14 Internet è una WAN estesa a tutto il pianeta

15 La preistoria Agli inizi degli anni 60 la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) cominciò a progettare una rete di collegamento fra i computer del Dipartimento della Difesa degli USA. Tale rete di comunicazione militare doveva essere in grado di resistere anche ad un attacco nucleare su vasta scala.

16 Caratteristiche della rete militare Rete decentralizzata e ridondante, con più percorsi possibili per la trasmissione dei messaggi. I messaggi vengono suddivisi in blocchi (pacchetti) inviati separatamente e lungo percorsi diversi

17 ARPANET La prima rete sperimentale WAN, denominata ARPANET, venne realizzata nel 1969 e collegava fra loro quattro computer, di cui tre in California (Los Angeles, Menelo Park e Santa Barbara) e uno nello Utah (Salt Lake City).

18 Il primo esperimento fu abbastanza avventuroso. Il professor Kleinrock dell UCLA tentò, da Los Angeles, di accedere al sistema di Stanford con un gruppo di studenti che seguiva le operazioni per telefono. Kleinrock iniziò digitando la L, che apparì sul video del computer remoto. Continuò entusiasta digitando la O (anche questa apparve sul video di Stanford, come da conferma telefonica), ma quando digitò la G il sistema andò in tilt per una valvola bruciata.

19 Da ARPANET a Internet Durante gli anni 70 ARPANET si estende col collegamento di molte reti universitarie e di ricerca Data l enorme variabilità dell HW e del SW fu necessario stabilire opportuni protocolli di rete, un insieme di regole predefinite alle quali i diversi calcolatori dovevano attenersi per parlare fra loro e per comprendersi (1974 nasce TCP/IP)

20 Nel 1983 termina la convivenza - sullo stesso mezzo di trasmissione - tra le strutture di ricerca universitaria e quelle di ricerca militare. La sezione militare di ARPANET si separa e nascono due nuove entità: MilNet, la parte militare della rete, e NSFNET ( National Science Foundation Network ), parte universitaria e di ricerca.

21 Nel 1991Tim Berners-Lee del CERN di Ginevra realizza il primo browser, chiamato appunto WordWideWeb Esso prevedeva i link ipertestuali e anche la possibilità di visualizzare immagini (in una finestra separata).

22 HTML Sempre nel 1991, ancora ad opera di Tim Berners-Lee nasce il linguaggio HTML (Hyper Text Markup Language) La prima versione comprende appena 20 tag (i comandi che compongono il codice), 13 dei quali sono ancora oggi usati.

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26 Prima parte Come funziona Internet 26

27 Come funziona Internet Abbiamo detto che Internet è una rete di reti telematiche Per capire meglio che cosa si intende con questa affermazione utilizziamo una similitudine con una infrastruttura che ci è molto più familiare: la rete ferroviaria 27

28 Come funziona Internet Ogni sottorete che è parte di Internet è assimilabile ad una rete ferroviaria nazionale Internet può essere assimilata al sistema ferroviario mondiale Si noti che affinché i treni possano passare da una rete nazionale ad un'altra, è necessario che esse condividano le norme di costruzione dei binari e che gli enti ferroviari si accordino sugli orari in cui far passare i treni e così via: sono insomma necessari dei protocolli 28

29 Come funziona Internet Un aspetto importante di Internet è la sua topologia distribuita e decentrata In questo modo se un percorso è interrotto o troppo N1 N2 N7 trafficato i dati possono prendere N5 N6 N3 strade alternative N4 Ad esempio per andare da N1 a N3 si può prendere il percorso N1-N2-N6-N3 oppure N1- N5-N4-N3 e così via 29

30 Come funziona Internet Per afferrare questo aspetto, torniamo alla nostra metafora ferroviaria Le stazioni corrispondono ai nodi della rete Ogni stazione è collegata a diverse altre stazioni, come ogni host di Internet è connesso con più host stazione = nodo 30

31 Come funziona Internet Se un viaggiatore volesse andare da Roma a Torino potrebbe prendere la linea che passa lungo la costa Tirrenica attraverso le stazioni di Livorno, Pisa e Genova Ma se i posti sul treno fossero esauriti potrebbe passare per Milano lungo la linea che passa per Firenze e Bologna, e di lì andare a Torino 31

32 Gli indirizzi di Internet Ma come fanno i computer a trovare le strada giusta per ogni messaggio? A questo fine viene impiegato uno schema di indirizzamento dei computer collegati in rete Ogni host è dotato di un suo indirizzo univoco, costituito da una sequenza di quattro numeri da 0 a 255 denominato indirizzo IP 32

33 Gli indirizzi di Internet Grazie agli indirizzi IP ogni computer, e dunque ogni utente della rete, è in grado di individuare un nodo in particolare tra milioni e milioni, e di inviargli dati Ma se i computer si trovano perfettamente a loro agio nel gestire numeri, lo stesso non può dirsi degli esseri umani Per questo al sistema di indirizzi numerici è stato affiancato un sistema di nomi simbolici, assai più facili da ricordare per noi esseri umani 33

34 I nomi di Internet Tale sistema si chiama Domain Name Service, e i nomi assegnati ai computer su Internet sono detti nomi di dominio Essi sono composti da sequenze di caratteri alfanumerici divise da punti 34

35 I nomi di Internet Ogni suddivisione identifica in modo gerarchico il singolo host la sottorete (o dominio) di cui fa parte il gruppo di sottoreti di cui la sottorete fa parte e così via a salire di livello fino ad arrivare ad una delle macrosezioni (o domini di primo livello) in cui Internet è stata suddivisa 35

36 Internet dove il dominio indica la nazione.it Italia.fr Francia.de Germania.uk Inghilterra oppure il tipo di associazione.edu Università.gov organizzazioni governative americane.com aziende commerciali.net organizzazioni per comunicazioni

37 Protocolli di rete Perchè macchine completamente diverse tra loro possano comunicare è necessario stabilire delle convenzioni, una lingua comune: i protocolli per trasferire e visualizzare file: HTTP per spedire posta elettronica: SMTP per trasferire file: FTP per effettuare collegamenti remoti: TELNET...

38 Protocolli di rete Negli ultimi anni sono apparsi programmi in grado di gestire contemporaneamente tutti questi protocolli: i browser Un unica interfaccia può essere usata per compiere tutte le operazioni

39 La commutazione di pacchetto I messaggi su Internet non viaggiano tutti interi Essi vengono divisi in pacchetti che vengono spediti autonomamente sulla rete 39

40 La commutazione di pacchetto Ciascun pacchetto che fa parte di un determinato messaggio viene dotato di una etichetta che ne indica la destinazione e il numero d ordine Destinazione Numero: 3 Così quando arriverà a destinazione l host potrà ricomporre il messaggio originario rimettendo in ordine tutti i pacchetti 40

41 I protocolli TCP/IP A sovrintendere alle operazioni di indirizzamento dei computer e di instradamento e segmentazione dei messaggi su Internet sono i protocolli TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), sviluppati da Vint Cerf e Paul Kahn nel

42 Seconda parte Come ci si connette a Internet 42

43 Come ci si connette a Internet Se vogliamo comunicare con un nostro amico attraverso il telefono, dobbiamo eseguire una serie di operazioni Si tratta di operazioni abbastanza semplici: alzare la cornetta, attendere il segnale di linea, digitare il numero, verificare che il telefono remoto sia libero ed attendere che qualcuno dall altra parte alzi la cornetta Possiamo definire nel loro insieme queste operazioni una procedura di collegamento 43

44 Come ci si connette a Internet Anche per usare Internet è necessario effettuare una procedura di collegamento Naturalmente tale procedura consisterà nel collegamento del nostro computer alla rete 44

45 Come ci si connette a Internet Questo collegamento può avvenire in due modi collegamento permanente mediante linea dedicata collegamento temporaneo mediante linea commutata 45

46 Il collegamento diretto Nel collegamento diretto il nostro computer (eventualmente inserito in una rete locale) è connesso ad Internet mediante una linea dedicata unicamente e costantemente a questa funzione Tutti i computer o host che costituiscono propriamente Internet sono connessi tra loro in questo modo 46

47 Il collegamento diretto eventuale rete locale computer utente cavo dedicato Internet 47

48 Il collegamento diretto Se disponete di un computer dotato di collegamento permanente, l accesso ad Internet non presenta molti problemi: è sufficiente accendere il computer, avviare i programmi per l uso della rete, e la cosa è fatta 48

49 Il collegamento temporaneo Il collegamento temporaneo avviene utilizzando una normale linea telefonica analogica e un modem o una linea telefonica digitale ISDN Per stabilire il collegamento alla rete il nostro computer telefona mediante il modem a un particolare host abilitato a fornire accessi esterni Il proprietario di tale nodo è denominato access provider 49

50 Il collegamento temporaneo Linea telefonica+modem provider computer utente cavo dedicato Internet

51 Il collegamento temporaneo La procedura di collegamento viene eseguita da un apposito programma di accesso che utilizza uno speciale protocollo denominato Point to Point Protocol (PPP) Tutti i sistemi operativi moderni hanno tali programmi nella loro dotazione standard, e sono ormai facili da configurare e usare 51

52 Terza parte Gli strumenti di Internet 52

53 Gli strumenti di Internet Internet offre ai suoi utenti un insieme di strumenti di comunicazione Ognuno di questi strumenti fornisce diverse funzionalità e modalità di comunicazione e accesso alle informazioni 53

54 Gli strumenti di Internet Posta elettronica Newsgroup o conferenze Sistemi di interazione in tempo reale World Wide Web 54

55 Gli strumenti di Internet Per ciascuno di questi strumenti occorre utilizzare un apposito programma o client Come avviene per altre applicazioni informatiche, i programmi client disponibili per ciascuno strumento di Internet sono molti ma la loro interfaccia e le loro funzionalità sono assai simili 55

56 La posta elettronica La posta elettronica o permette ad ogni utente di inviare e ricevere messaggi scritti a e da ogni altro utente di Internet 56

57 La posta elettronica Ogni utente della rete Internet dispone di una casella di posta elettronica collocata di norma sul computer del suo fornitore di accesso alla rete A ogni casella di posta elettronica corrisponde, come nella posta tradizionale, un indirizzo 57

58 La posta elettronica Nome utente Nome host che ospita la casella postale dell utente Separatore (simbolo «a» commerciale che si legge at ) 58

59 La posta elettronica Per leggere i messaggi di posta elettronica arrivati nella nostra casella, e per scrivere ed inviarne ai nostri corrispondenti, dobbiamo usare uno specifico programma o client mail che preleva i messaggi e li porta sul nostro computer 59

60 Discutere in rete La posta elettronica è uno strumento di comunicazione personale, uno a uno 60

61 Discutere in rete Ma Internet mette a disposizione anche degli strumenti di discussione collettiva, molti a molti Le liste di discussione I newsgroup o conferenze 61

62 Le liste di discussione Le liste di discussione sono basate sulla posta elettronica Una lista è un elenco di indirizzi gestito da un programma denominato list-server, a sua volta dotata di un suo indirizzo Il list-server è una specie di infaticabile segretario comune a tutti i partecipanti: quando uno di loro scrive all indirizzo della lista, il list-server lo spedisce automaticamente a tutti gli altri 62

63 Le liste di discussione (indirizzo lista) Listserver (indirizzo list-server) Messaggio alla lista (ritrasmesso agli altri utenti) 63

64 Le conferenze o newsgroup I newsgroup sono bacheche elettroniche dedicate ciascuna a uno specifico argomento gestite da particolari programmi denominati news-server Chiunque può leggere e scrivere messaggi sulla bacheca Letteratura italiana 1 Io amo Dante... 2 Io odio Dante

65 Le conferenze o newsgroup Per consultare i newsgroup o per inviare messaggi occorre collegarsi mediante un apposito programma client a una sorta di stanza delle bacheche, il news-server, e scegliere la conferenza che ci interessa Letteratura Italiana News-server 65

66 Comunicare in tempo reale Posta elettronica e conferenze sono strumenti di comunicazione asincrona Ma su internet possiamo comunicare (e giocare) anche in tempo reale Internet Relay Chat (IRC) Multi User Dungeon (MUD) P2P 66

67 Comunicare in tempo reale IRC è uno spazio virtuale suddiviso in stanze (canali) in cui diversi utenti possono incontrarsi e fare delle chiacchierate attraverso Internet La comunicazione avviene attraverso lo scambio di brevi messaggi testuali 67

68 Comunicare in tempo reale In realtà tutti i partecipanti ad un canale chat, mediante un apposito programma, si collegano contemporaneamente ad un nodo della rete, il quale ospita un software ripetitore Questo riceve i brevi messaggi scritti inviati da ciascuno di loro, e li rimanda in tempo reale a tutti gli altri 68

69 Gli strumenti di Internet Posta elettronica Newsgroup o conferenze Sistemi di interazione in tempo reale World Wide Web 69

70 Comunicare in tempo reale Un evoluzione del tradizionale IRC è costituita dai chat 3D Si tratta di ambienti tridimensionali in cui gli utenti si possono introdurre per interagire con altri utenti Ogni utente collegato assume le vesti di un personaggio virtuale o avatar 70

71 Comunicare in tempo reale I MUD o Multi User Dungeons sono la versione telematica del famoso gioco di ruolo Dungeons and Dragons Anche in questo caso abbiamo un sito centrale a cui tutti gli utenti, o meglio i giocatori, si collegano e possono in tal modo interagire 71

72 Comunicare in tempo reale Nei MUD oltre alla possibilità di comunicare in tempo reale con gli altri, ci sono anche delle regole da seguire, dei pericoli da evitare, degli scopi da perseguire, e bisogna tenere conto delle risorse ambientali Gli utenti possono raccogliere ed usare oggetti, costruire ambienti, competere con altri giocatori o con personaggi virtuali controllati dal computer, acquisire particolari poteri, dialogare fra loro, discutere strategie comuni, allearsi... insomma possono assumere i panni di un personaggio e vivere una sorta di seconda vita 72

73 World Wide Web World Wide Web (WWW) è una enorme rete o meglio ragnatela di documenti, contenenti testi, immagini ma anche suoni ed animazioni, distribuiti tra i vari nodi di Internet, e collegati tra loro a formare una trama virtualmente infinita 73

74 World Wide Web Lungo questa trama ogni utente può costruire i suoi percorsi di lettura, guidato dai suoi interessi e dalla sua curiosità Un simile sistema di organizzazione delle informazioni viene denominato ipertesto World Wide Web dunque è un ipertesto multimediale distribuito sulla rete Internet 74

75 World Wide Web Ogni pagina di questa rete è dotata di un indirizzo, denominato Uniform Resource Locator (URL) Esso ci permette di individuarla tra tutte le altre 75

76 World Wide Web Di norma le pagine Web sono riunite in insiemi che presentano una unità di contenuto di paternità intellettuale di responsabilità editoriale Tali insiemi coerenti di pagine Web sono denominati siti Web 76

77 World Wide Web Per consultare le pagine multimediali del World Wide Web si usa un programma denominato browser Alcune porzioni di testo o parti di immagini in una pagina Web corrispondono ai collegamenti, o link, ad altre pagine, o ad altre sezioni della stessa pagina 77

78 HTML Per realizzare le pagine Web si usa un particolare linguaggio denominato HTML HTML sta per HyperText Markup Language, ovvero 'linguaggio per la marcatura degli ipertesti 78

79 HTML Un linguaggio di marcatura (markup language) è composto da istruzioni, definite tag o marcatori, che descrivono la struttura e la forma di un documento I marcatori vanno inseriti all'interno del documento 79

80 Cercare informazioni sul Web World Wide Web contiene oggi molti miliardi di pagine Per cercare informazioni in questo oceano di informazioni si possono usare due tipi di strumenti 80

81 Cercare informazioni sul Web I cataloghi sistematici sono degli elenchi di siti e pagine Web compilati da esseri umani e organizzati in base a uno schema di classificazione per argomento La classificazione parte da categorie molto generali ad esempio arti e scienze umane, e scende fino a categorie molto particolari, ad esempio gli scritti di Dante Alighieri, passando per un certo numero di categorie intermedie 81

82 Cercare informazioni sul Web I motori di ricerca sono degli enormi archivi che indicizzano interamente il contenuto testuale di milioni e milioni di singole pagine Web e che possono essere interrogati La ricerca avviene indicando uno o più termini chiave che delimitano il concetto o il tema di nostro interesse Come risultato si ottiene un elenco attivo di pagine Web che contengono i termini indicati 82

83 Quarta parte Nuove frontiere 83

84 Nuove frontiere A partire dalla sua invenzione il Web ha subito una continua evoluzione tecnica Le innovazioni più interessanti sono 84

85 I plug-in Un plug-in è un modulo software in grado di visualizzare particolari formati di dati multimediali che si integra pienamente con il browser Web e ne estende le funzionalità 85

86 Una volta installato il plug-in che gestisce un dato formato, il browser è in grado di visualizzare nella sua finestra i dati codificati in quel formato I plug-in 86

87 Java Java è un linguaggio di programmazione a oggetti dotato di particolari caratteristiche Indipendente dalla piattaforma Progettato appositamente per lo sviluppo di applicazioni in rete (network oriented) Integrato nei browser Web 87

88 Java Indipendenza dalla piattaforma Lo stesso programma Java viene eseguito su molteplici sistemi operativi Windows (95, 98, NT 4, 2000, XP, Vista, 7) Unix (Solaris, Sco, HP-UX, Linux, etc.) Macintosh 88

89 Java Network oriented Applicazioni e dati risiedono sul server e vengono scaricate sul client solo quando servono server EXE EXE client DATI 89

90 Java Un programma Java può essere eseguito da un browser Web Tale genere di applicazioni Java sono detti applet Un applet si integra all interno della pagina Web 90

91 Audio e video in tempo reale Le pagine Web possono ospitare al loro interno suoni animazioni e filmati Di norma per visualizzare queste informazioni un browser deve necessariamente attendere che la ricezione del file che le contiene sia terminata 91

92 Lo streaming audio e video Lo streaming audio e video permette di inviare immagini e suoni come un flusso costante di bit 92

93 Formati e visualizzatori Esistono vari formati di streaming con altrettanti programmi di riproduzione Real video Apple QuickTime Microsoft Media 93