Progettazione Siti Web: Internet

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1 Progettazione Siti Web: Internet Dr. Ing. Information Management Systems (IMS) Research Group, Dipartimento di Ingegneria dell Informazione, Università degli Studi di Padova Corso di Progettazione Siti Web Laurea Magistrale in Strategie di Comunicazione e Laurea Magistrale in Linguistica -

2 Cronistoria di Internet Seconda metà anni 60: ARPA (Advanced Research Projects Agency), l organizzazione di ricerca del Dipartimento della Difesa (DoD: Department of Defense) degli USA, viene incaricata di sviluppare una tipologia di rete di trasmissione dati (HW e SW) in grado di rimanere in funzione anche in caso di guerra nucleare. Dicembre 1969: prima rete sperimentale ARPAnet con 4 nodi: UCLA (University of California, Los Angeles) - UCSB (University of California, Santa Barbara) - SRI (Stanford Research Institute) - University of Utah 1971: vi sono 23 nodi in ARPAnet 1974: V. Cerf e R. Kahn inventano il modello e i protocolli TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) per la interconnessione di reti Gennaio 1983: TCP/IP diventa il protocollo per l interconnessione 5

3 Cronistoria di Internet Seconda metà anni 60: ARPA (Advanced Research Projects Agency), l organizzazione di ricerca del Dipartimento della Difesa (DoD: Department of Defense) degli USA, viene incaricata di sviluppare una tipologia di rete di trasmissione dati (HW e SW) in grado ARPA di venne rimanere fondata in funzione da anche Eisenhower in caso di guerra per unire nucleare. gli sforzi di ricerca scientifica e tecnologica americana Dicembre 1969: prima rete sperimentale ARPAnet con 4 nodi: allora divisi su più fronti (marina, esercito, aviazione) UCLA (University of California, Los Angeles) - UCSB (University of California, Santa Barbara) - SRI (Stanford Research Institute) - University of Utah con il fine di ristabilire il dominio degli USA rispetto all Unione Sovietica dopo il successo dello Sputnik 1971: vi sono 23 nodi in ARPAnet 1974: V. Cerf e R. Kahn inventano il modello e i protocolli TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) per la interconnessione di reti Gennaio 1983: TCP/IP diventa il protocollo per l interconnessione 5

4 Storia di Internet (...) ARPAnet non nacque per assicurare le comunicazioni militari in caso di guerra nucleare - questa è un'impressione sbagliata piuttosto comune - ma piuttosto per collegare computer e ricercatori delle università, assistendoli nel condurre ricerche comuni sui computer e sulle reti di comunicazione, e per usare questi computer nelle ricerche di base. Certamente eravamo consapevoli delle applicazioni potenziali di ARPAnet per la sicurezza nazionale, ma gli sforzi per usare tale tecnologia a questo fine vennero solo molto dopo [Charles Herzfeld - Intervista all American Scientific] 6

5 Storia di Internet L'avventura che ha dato vita alla "Rete delle Reti" non può essere ridotta alla semplice realizzazione di un progetto militare. Più che una conquista strategica delle forze armate, Internet è stata la conquista umana e culturale di un gruppo di persone che hanno creduto nel networking quando parlare di condivisione delle risorse suonava come un'eresia. [Carlo Gubitosa] 6

6 Mainframe - Internet Mainframe Calcolatori immersi in Internet rivista da originale della Prof. Maristella Agosti (UNIPD) 7

7 Commutazione di circuito rivista da originale della Prof. Maristella Agosti (UNIPD) 8

8 Commutazione di circuito In una rete a "commutazione di circuito", quando una sessione di comunicazione viene aperta, si stabilisce un contatto fra la parte chiamante e quella chiamata. La rete telefonica PSTN, che è di questo tipo, garantisce la qualità del servizio dedicando alla conversazione un circuito full-duplex. La larghezza di banda rimane inalterata indipendentemente dal fatto che le parti siano in conversazione attiva o in silenzio. Nella tecnologia a "commutazione di circuito" la capacità del canale trasmissivo è interamente dedicata ad un solo tipo di trasmissione. Per questo motivo non possiamo utilizzare questa linea per telefonare e contemporaneamente navigare in Internet. Per fare entrambe le cose dobbiamo avere installata una linea (rete) particolare, ad esempio una linea ISDN o ADSL. 9

9 Commutazione di pacchetto rivista da originale della Prof. Maristella Agosti (UNIPD) 10

10 Commutazione di pacchetto Suddivide un messaggio in parti più piccole (pacchetti) prima di inoltrarle in rete al destinatario. Ogni pacchetto inviato da un nodo segue un proprio percorso di rete per raggiungere la stazione finale, la quale provvederà a riordinare i pacchetti e ricostruire il messaggio di partenza. Questa tecnica ottimizza l'impiego della rete, perché permette a più nodi la trasmissione di diversi messaggi sullo stesso canale. 11

11 La rete Internet Linee verso l Asia Il backbone degli Stati Uniti Linee transatlantiche Il backbone europeo IP router IP Ethernet LAN Host Rete nazionale rivista da originale della Prof. Maristella Agosti (UNIPD) 12

12 Backbone - Dorsale La dorsale Internet si riferisce alle linee principali di scambio dati tra le sottoreti di computer che compongono l Internet 13

13 Collegarsi alla rete Internet Linee verso l Asia Il backbone degli Stati Uniti Linee transatlantiche Il backbone europeo Modem Host Rete nazionale ADSL LAN 14

14 Il modem: funzionamento Il calcolatore invia al modem una sequenza di bit, sotto forma di impulsi elettrici 2. Il modem trasforma la sequenza di bit in un segnale elettrico idoneo ad essere trasmesso lungo il cavo telefonico: modulazione 3. Viaggiando lungo il cavo il segnale si deteriora 4. Nonostante il segnale ricevuto (3) sia deteriorato rispetto al segnale trasmesso (2), il modem in ricezione riesce comunque a ricostruire la sequenza di bit originaria (1): demodulazione 5. Il modem invia al calcolatore la sequenza di bit ricevuta, sotto forma di impulsi elettrici 15

15 Il Modello Client/Server Il paradigma Client/Server è il modello prevalente per i protocolli di calcolo distribuito E orientato ai servizi ed è basato su un protocollo richiesta/ risposta In Internet molti servizi sono applicazioni Client/Server (basate sul modello Client/Server). Questi servizi sono spesso conosciuti sulla base del protocollo che l applicazione implementa. Ad esempio, servizi Internet molto conosciuti sono: HTTP, FTP, DNS, etc. Anche le applicazioni utente possono essere costruite sulla base del modello Cliente/Server. 16

16 Il modello Client/Server Client Server Processo del client Processo del server Richiesta Rete Risposta rivista da originale della Prof. Maristella Agosti (UNIPD) 17

17 Il Modello Client/Server Nel modello Client/Server si utilizza il termine sessione per riferirsi all interazione tra il Server e un Client Il servizio gestito da un Server può gestire l accesso da parte di più Client (qualche volta in modo concorrente) Ogni Client quando viene servito da un Server partecipa ad una sessione separata Il dialogo tra Client e Server continua fino a che il Client non ha ottenuto il servizio desiderato 18

18 Il modello Client/Server Un protocollo è necessario per specificare le regole che devono essere osservate dal Client e dal Server durante l esecuzione del servizio Queste regole includono specifiche, ad esempio: come localizzare il servizio la sequenza che il processo di comunicazione deve seguire la rappresentazione e l interpretazione dei dati da scambiare In Internet, questi protocolli sono specificati nei Request for Comment (RfC) 19

19 Il modello Client/Server Un protocollo è necessario per specificare le regole che devono essere osservate dal Client e dal Server durante l esecuzione RfC è un del documento servizio pubblicato dall Internet Engineering Task Force (IETF)che riporta Queste regole includono specifiche, ad esempio: informazioni o specifiche riguardanti innovazioni e come localizzare il servizio metodologie dell'ambito di Internet o di sistemi la sequenza che il processo di comunicazione deve seguire connessi mediante Internet. la rappresentazione e l interpretazione dei dati da scambiare In Internet, questi protocolli sono specificati nei Request for Comment (RfC) 19

20 Il modello Client/Server Il modello client/server (cliente/servente) è una forma di elaborazione distribuita in cui è possibile suddividere le applicazioni in tre parti fondamentali: Parte di presentazione Parte logico-funzionale Parte di gestione dati rivista da originale della Prof. Maristella Agosti (UNIPD) 20

21 Il modello Client/Server Le parti di una applicazione client/server possono risiedere in due distinti componenti o moduli: modulo front-end (client): eseguito su un elaboratore dotato di interfaccia grafica e in uso all utente; modulo back-end (server): fornisce servizi a più moduli frontend. CLIENT SERVER parte presentazione parte logicofunzionale rete parte logicofunzionale parte gestione dati rivista da originale della Prof. Maristella Agosti (UNIPD) 21

22 Protocolli: livelli (o strati) e pacchetti Host A Host B Applicazione Trasporto Rete Host-Rete 23

23 Comunicazione Multi-livello OSI/ISO Applicazione Applicazione Presentazione Presentazione Sessione Sessione Trasporto Trasporto Rete Rete Collegamento Dati Collegamento Dati Fisico Fisico 24

24 Comunicazione Multi-livello OSI/ISO I livelli più bassi sono quelli più vicini all hardware e definiscono delle regole di basso livello che consentono di superare le differenze tra le diverse reti fisiche Si introduce un livello virtuale uniforme sul quale si basano i livelli successivi che possono essere definiti in modo indipendente dalle reti fisiche sottostante 25

25 Esempi di protocolli POP SMTP HTTP Protocolli Reti LAN Applicazione DNS TCP Trasporto IP Rete MODEM ADSL Collegamento fisico 26

26 Internet Protocol Suite Application Layer alcuni protocolli applicativi: BGP DHCP DNS FTP HTTP IMAP IRC LDAP MGCP NNTP NTP POP RIP RPC RTP SIP SMTP SNMP SSH Telnet TLS/SSL XMPP Transport Layer alcuni protocolli:tcp UDP DCCP SCTP RSVP ECN Internet Layer alcuni protocolli: IP (IPv4, IPv6) ICMP ICMPv6 IGMP IPsec Link Layer alcuni protocolli: ARP/InARP NDP OSPF Tunnels (L2TP) PPP Media Access Control (Ethernet, DSL, ISDN, FDDI) 27

27 Alcuni protocolli applicativi DNS: Domain Name Server FTP: File Transfer Protocol protocollo applicativo per il trasferimento di file in rete da computer a computer HTTP: HyperText Transport Protocol protocollo applicativo per sistemi ipertestuali (ipermediali) distribuiti SMTP: Simple Mail Transfer Protocol protocollo applicativo utilizzato per controllare il trasferimento di messaggi di posta elettronica fra sistemi di calcolo disponibili in Internet TELNET: TELetype NETwork protocollo sviluppato per ARPANET per permettere a utenti di un computer di connettersi e usare le risorse di un altro computer 28

28 Risorse informative in Internet Server ftp Biblioteca digitale Server Web Utente Server mail Base dati online 29

29 Il modello di riferimento: TCP/IP Host A Applicazione Protocollo Applicazione Host B Applicazione Trasporto Protocollo TCP Trasporto Rete Protocollo IP Rete Host - Rete Protocollo Host-Rete Host - Rete Mezzo trasmissivo 30

30 Il modello di riferimento: TCP/IP TCP e IP si occupano di: Dividere il messaggio in pacchetti Instradarli Assicurarsi che arrivino TCP/IP erroneamente vengono spesso visti come un unico protocollo TCP/IP comprende univocamente due livelli dello stack di comunicazione 31

31 Internet Protocol (IP) Internet può essere vista come una collezione di sottoreti diverse (eterogenee) connesse tra loro Quello che tiene insieme le varie sottoreti è l Internet Protocol (IP) IP permette di trasportare i dati dalla sorgente alla destinazione, sfruttando la presenza di reti intermedie lungo il percorso 32

32 Transfer Control Protocol (TCP) Si occupano del controllo di trasmissione È presente solo sui terminali di rete (host) e non sui nodi interni di commutazione della rete di trasporto, implementato all'interno del rispettivo sistema operativo e vi si accede automaticamente dal browser attraverso l'uso di opportune chiamate di sistema Il compito di TCP è quello di fornire un trasporto affidabile dall host di origine a quello di destinazione, indipendentemente dalla rete utilizzata TCP è orientato alla connessione prima di poter trasmettere dati deve stabilire la comunicazione, stabilendo una connessione tra mittente e destinatario la connessione rimane attiva anche in assenza di scambio di dati e viene esplicitamente chiusa quando non più necessaria. 33

33 Indirizzamento delle risorse in rete E il metodo utilizzato per identificare la localizzazione di una risorsa informativa di una rete. L indirizzamento specifica dove si trova una risorsa informativa in una rete, piuttosto che specificare di che tipo è quella risorsa (nome) e come si fa a raggiungere (routing). Questo è vero in particolare quando si utilizza un indirizzamento piatto, cioè un indirizzamento in cui gli indirizzi sono specificati indipendentemente gli uni dagli altri; invece, quando l indirizzamento è gerarchico, gli indirizzi vengono raggruppati per riflettere le relazioni che sussistono fra le risorse che vengono indirizzate. In un sistema in cui si utilizzano strati di protocolli, diverse forme di indirizzamento possono essere utilizzate nei diversi strati. 34

34 Indirizzamento nei vari protocolli Indirizzo DNS Applicazione Protocolli Indirizzo di Porta (16 bit) Trasporto Indirizzo IP (32 bit) Rete Reti Indirizzo MAC (48 bit) Collegamento fisico 35

35 Indirizzo MAC, IP e di porta Indirizzo MAC: è una sequenza di 48 bit (circa 280 T) che identifica univocamente ciascuna scheda di rete in Internet. L indirizzo MAC viene assegnato alla scheda di rete dal produttore al momento della costruzione 36

36 Indirizzo MAC, IP e di porta Indirizzo MAC: è una sequenza di 48 bit (circa 280 T) che identifica univocamente ciascuna scheda di rete in Internet. L indirizzo MAC viene assegnato alla scheda di rete dal produttore Indirizzo al momento IP: è una della sequenza costruzione di 32 bit (circa 4 G) che identifica univocamente ciascun host nella rete Internet. L indirizzo IP viene assegnato da enti nazionali ed internazionali: ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) 36

37 Indirizzo MAC, IP e di porta Indirizzo MAC: è una sequenza di 48 bit (circa 280 T) che identifica univocamente ciascuna scheda di rete in Internet. L indirizzo MAC viene assegnato alla scheda di rete dal produttore Indirizzo al momento IP: è una della sequenza costruzione di 32 bit (circa 4 G) che identifica univocamente ciascun host nella rete Internet. L indirizzo IP viene assegnato da enti nazionali ed internazionali: ICANN (Internet Corporation for Assigned Indirizzo di porta: è una sequenza di 16 bit (circa Names and Numbers) 65 K) che identifica univocamente un processo applicativo all interno di un host 36

38 Indirizzi IP: notazione decimale a punti x32 bitx Gli indirizzi IP vengono di solito scritti in notazione decimale a punti: ogni blocco di 8 bit viene espresso con un numero tra 0 e 255. I blocchi sono separati tra loro da un punto. x32 bitx

39 Domain Name System (DNS) Di solito i programmi (che vengono usati dalle persone) fanno riferimento alle risorse Internet usando dei nomi, quindi delle sequenze di stringhe, non numeri/indirizzi IP. Però la trasmissione in rete avviene con indirizzi numerici. Quindi è necessaria una traduzione, una conversione dall indirizzo numerico ad un nome/stringa. Per risolvere il problema viene ideato il DNS: Domain Name System che si basa su uno schema di attribuzione di nome (naming) e su una base di dati distribuita per realizzare questo schema di attribuzione del nome. 38

40 Domain Name System (DNS) Generici Nazioni COM EDU GOV MIL ORG DE IT FR UK INFN CNR UNIPD DEI LETTERE Nome DNS Indirizzo IP ANNA anna.dei.unipd.it LIVIA FEDRO fedro.lettere.unipd.it

41 Domain Name System (DNS) Inventato nel 1983 prima ogni calcolatore recuperava il file di nome HOSTS.TXT da un calcolatore che risiedeva al SRI (Stanford Research Institute) il file HOSTS.TXT conteneva le corrispondenze fra I nomi e gli indirizzi numerici Il Domain Name System è definito da alcuni Request for Comments (RFC) 40