ELEMENTI DI RETI DI. Contenuti. Servizi Internet (come funzionano e come usarli) Servizi Internet (come difendersi)

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1 PARTE 4 ELEMENTI DI RETI DI CALCOLATORI Contenuti Architettura di Internet Principi di interconnessione e trasmissione i World Wide Web Posta elettronica Motori di ricerca Netiquette Antivirus Personal firewall Tecnologie delle reti di calcolatori Servizi Internet (come funzionano e come usarli) Servizi Internet (come difendersi) 4.2 1

2 Parte 4 Modulo 1: Introduzione a Internet Perché le reti tra computer? Collegamenti remoti a mainframe (< anni 70) Informatica distribuita vs. informatica monolitica dei mainframe (anni 70) Comunicazioni tra utenti (anni 80) The network is the computer (anni 90) 4.4 2

3 Classificazione delle reti Reti geografiche: Wide Area Network (WAN) Regione, Stato, Continente, Pianeta Cablaggio su terreno pubblico : tramite operatore Telecomunicazioni (es., Telecom, Wind, ) Reti locali: Local Area Network () Stanza (10 m) Edificio (100 m) Cablaggio privato Campus (~1 Km) Reti metropolitane: Metropolitan Area Network (MAN) Città (~10 Km) Poco diffuse, Cablaggio tipicamente pubblico 4.5 Esempio (rete aziendale geografica) Sede di Milano Rete WAN (Network provider) Rete WAN (Network provider) Sede di Parigi Rete WAN (Network provider) Sede di Roma 4.6 3

4 Internet: Cosa non è... Non è una singola rete, ma un insieme di reti esteso in tutto il mondo Non è governata da un gruppo né da un ente né da un unica azienda Non è gestita in modo centralizzato perché tutte le singole reti che compongono Internet hanno una gestione autonoma E soprattutto: Non è sinonimo di World Wide Web 4.7 Internet: storia e leggenda La leggenda Un progetto finanziato dal Ministero della Difesa USA con lo scopo di realizzare una rete in grado di comunicare anche in seguito ad attacchi nucleari La realtà Finanziata dal Ministero della Difesa USA Motivazione: successi spaziali dell URSS Obiettivo: consentire l accesso alle poche risorse di calcolo potenti (e costose) da vari centri di ricerca e Università USA 4.8 4

5 Arpanet Progenitore di Internet La prima rete fu fisicamente costruita nel 1969 collegando 4 NODI! Univ. California -- Univ. Stanford Univ. Santa Barbara -- Univ. Utah Ampiezza di banda: 50 kbps Primo messaggio: login In realtà solo lo 4.9 Parte 4 Modulo 2: Architettura di Internet 5

6 Ma La cos è nebulosa INTERNET(1)? Internet Un entità trasparente per Client/Server CLIENT SERVER 4.11 Modello client/server Quando cliccate su un link, avviate il processo di recupero di un informazione collegata ha inizio un interazione client/server Il vostro computer è il client La macchina su cui è memorizzata l informazione richiesta funge da server (Web server) Il termine client si riferisce a qualsiasi situazione in cui un computer (client) richiede servizi ad un altro computer (server)

7 Modello client-server 1. Trasmissione di una richiesta dal processo client al processo server (request) 2. Elaborazione della richiesta da parte del server 3. Trasmissione di una risposta al client (reply) 1 Client 2 Server 3 Computer Processo 4.13 Comunicazioni client/server Canale di comunicazione non permanente A differenza delle tradizionali comunicazioni telefoniche, il client e il server non restano collegati su una linea dedicata Serie di trasmissioni: richieste da parte del client e risposte da parte del server Il server è in grado di gestire più richieste contemporaneamente Nello spazio che intercorre tra due richieste successive di un client, il server gestisce centinaia o migliaia di richieste di altri client

8 Ma cos è INTERNET (2)? Un insieme di componenti interni Host (client, server: computer, ma non solo!) router server ISP locale PC/workstation mobile Link di comunicazione Router ISP regionale rete aziendale 4.15 L organizzazione interna di Internet Architettura lascamente gerarchica Gli host terminali sono connessi ad Internet Service Provider (ISP) locali Gli ISP locali sono collegati a ISP regionali (tipicamente nazionali) Gli ISP regionali sono collegati a ISP internazionali, detti National Backbone Provider (NBP) o National Service Provider (NSP) ISP = struttura commerciale o organizzazione che offre agli utenti (residenziali o imprese) servizi inerenti Internet: principalmente l'accesso stesso a Internet

9 Gestori accessi e trasmissioni Internet Gestori dei backbone internazionali: EBone, SEABone, UUnet,... Gestori dei backbone nazionali: GARR, InterBusiness,... Fornitori di accesso (Local ISP): Mclink, Tin, Libero, Backbone nazionali

10 UUNET Backbones (Backbone continentali e intercontinentali) 4.19 Cos è INTERNET (3)? DAL PUNTO DI VISTA ORGANIZZATIVO: Un insieme di circa Autonomous Systems

11 Ma cos è Internet? DAL PUNTO DI VISTA DELLE APPLICAZIONI DI RETE: Un entità trasparente nella maggior parte dei casi DAL PUNTO DI VISTA FISICO : Un insieme di componenti interne (host, link, router), in cui ciascun nodo è caratterizzato da un indirizzo IP in 4 byte, es DAL PUNTO DI VISTA ORGANIZZATIVO: Un insieme di nomi e domini (guardando agli host) Un insieme di Autonomous Systems (guardando ai router) 4.21 Parte 4 Modulo 3: Comunicazioni in Internet 11

12 Comunicazione in Internet [vista 1] Logicamente comunicano i due host terminali Host A Rete WAN (Network provider) Rete WAN (Network provider) Rete WAN (Network provider) Messaggio = insieme di bit Host B 4.23 Architettura Internet In realtà, Internet consiste in milioni di host (computer, PDA, TV, ), dispositivi che instradano i messaggi (router) e link di comunicazione (cavi, fibra ottica, satellitari, ) Host A Rete WAN (Network provider) Host B

13 Comunicazione in Internet [vista 2] Quindi, in realtà il messaggio deve attraversare vari nodi intermedi (router) Host A Rete WAN (Network provider) Rete WAN (Network provider) Rete WAN (Network provider) Host B 4.25 Come si fa? Il sistema è molto complesso Il sistema è costituito da componenti estremamente eterogenee: diversi tipi di computer diversi tipi di connessione a Internet (da casa: modem, ADSL; dall ufficio: rete ) diversi tipi di rete (doppino telefonico, cavo in fibra ottica, wireless) Vi sono milioni i di nodi Vi sono decine di servizi: posta elettronica, World Wide Web, chat, connessione remota, MMS, ecc

14 Architettura di rete: basata su livelli Divide-et-impera Il layering è il tipico modo informatico per far fronte alla complessità di un problema: Scomporre il problema in sottoproblemi Usare astrazioni per mascherare la complessità L astrazione porta naturalmente al layering Nelle architetture di rete vi possono essere diverse astrazioni alternative per ciascun livello 4.27 Soluzione: suite di protocolli Internet Applicazioni di rete e Protocolli applicativi TCP / UDP IP Host-to-Network Livello 5 Livello 4 Livello 3 Livello 1-2 Detto: Stack TCP/IP

15 Stack TCP/IP Applicativo: supporta le applicazioni di rete: FTP, HTTP, SMTP,... Trasporto: supporta i trasferimenti da host a host: TCP, UDP Rete: trasferisce i pacchetti dall host mittente all host destinatario: IP Link: effettua i trasferimenti dei dati tra componenti della rete confinanti: PPP, Ethernet, Fisico: trasferisce bit sul cavo Internet applicativo trasporto rete link fisico Host-to-Network (H2N) 4.29 Parte 4 Modulo 4: Indirizzi in Internet 15

16 Numero di host collegati a Internet in continua crescita: Come identifico gli host? Numero host Gennaio Luglio Gennaio Luglio Gennaio Luglio Gennaio Luglio Gennaio Luglio Gennaio Luglio Gennaio Gennaio Gennaio Gennaio Gennaio Gennaio Gennaio Gennaio Gennaio Luglio Indirizzi IP Per fornire un servizio di comunicazione universale (ovvero, poter far comunicare ogni nodo della rete con ciascun altro nodo) occorre un metodo che permetta di identificare univocamente ogni nodo TELEFONIA: (prefisso stato) (prefisso area) (numero) Es INTERNET: Indirizzo i IP (Internet t Protocol) Un numero binario di 32 bit, ovvero 4 byte, ciascuno separato da un punto Es

17 Indirizzi IP (cont.) L indirizzo IP è suddiviso in 4 campi, ciascuno dei quali è formato da 8 bit, separati da un punto Poiché la notazione binaria non è facilmente utilizzabile, si preferisce adottare la notazione decimale puntata o dotted notation, ad es Nella versione attuale di IP (versione 4) vi sono indirizzi IP disponibili Si stanno (quasi!) esaurendo 4.33 Oltre all IP: Hostname Dato lo scopo dei servizi di rete rivolto verso l utente, anche la scelta dell indirizzo IP in formato decimale non sembra la più adatta. Come attribuire valori mnemonici agli host collegati in rete? Usare l hostname: nome del computer dominio di appartenenza Gerarchia di domini: ogni dominio è membro di un dominio più grande di livello superiore

18 Esempio 1 di Hostname: nome dell host + dominio Nome dell host sun3.dii.unimo.it ITalia Dipartimento di Ingegneria i dell Informazione UNIiversità di MOdena Dominio di appartenenza dell organizzazione Dominio della nazione 4.35 Esempio 2 di Hostname: nome del servizio + dominio Nome del servizio ITalia UNIiversità di MOdena Dominio di appartenenza dell organizzazione Dominio della nazione

19 Domini di massimo livello Top Level Domain (TLD) Nome del Dominio COM EDU GOV MIL NET ORG ARPA INT Codice nazionale (it, ch, fr, jp,... ) Significato Organizzazioni commerciali Istituzioni USA per l istruzione Istituzioni governative USA Istituzioni militari USA Maggiori centri di supporto per la rete Organizzazioni senza scopo di lucro diverse dalle precedenti Dominio temporaneo della rete ARPANET (obsoleto) Organizzazioni internazionali (schema geografico) Nomi nazionali (schema geografico) 4.37 Esempio di organizzazione Root level. TLD COM NET ORG CIK FOOD LER IEEE MAIL WWW WWW WWW WWW TECH MAIL Webmail RESEARCH PERSONAL

20 Domain Name System (DNS) Realizza uno spazio dei nomi gerarchico e permette la traduzione del nome mnemonico di un host in un indirizzo IP e viceversa. Es. Hostname: sun3.dii.ing.unimo.it Indirizzo IP: ( ) Implementa un meccanismo efficiente (mediante multipli name servers), distribuito su scala geografica, per risolvere un hostname in un indirizzo IP e viceversa Risoluzione degli indirizzi Ogni host della rete conosce l indirizzo IP del più vicino DNS server Ogni server DNS mantiene una lista con la risoluzione di alcuni indirizzi Se possiede la risoluzione richiesta la manda all host Se non la possiede, si risale la gerarchia fino a uno dei 13 root name server Root name server: reindirizza le richieste relative ai domini di primo livello (TLD) ai name server autoritativi di quel TLD Name server autoritativo: in possesso dei dati su una determinata zona

21 Sistema DNS: risoluzione degli indirizzi L host sun11.dii.unimo.it vuole conoscere l indirizzo IP dell host Poiché i root name server ricevono molte richieste, per limitare il sovraccarico, tipicamente utilizzano la risoluzione iterativa. cache root name server cache name server locale dns.unimo.it it top-level name server (.it) cache name server autoritativo dns.uniroma2.it Gli altri name server, tipicamente utilizzano la risoluzione ricorsiva. cache 1 8 Host richiedente sun11.dii.unimo.it Parte 4 Modulo 5a: Collegamento host a Internet (Collegamento diretto) 21

22 Accessi (fissi) da una rete La rete locale () dell università o azienda viene collegata ad un router di Internet Un cavo dedicato o condiviso collega i computer della e questi, mediante bridge e switch, al router Tipiche bande di trasmissione: - 10 Mbps (Ethernet) Mbps (Fast Ethernet) - 1 Gbps (Gigabit Ethernet) rete IP privata Router INTERNET 4.43 Local Area Network () Una è una rete di host concentrata in un area geografica, come l interno di un edificio o di un campus universitario Accesso istituzionale: l host dell utente è su una e la fornisce l accesso ad Internet attraverso un router ROUTER

23 Ethernet: la più diffusa Inventata a metà degli anni 70 Oggi posizione dominante sul mercato Tecnologia reativamente poco costosa Tre mezzi trasmissivi: cavo coassiale, doppino telefonico, fibre ottiche Trasmissione dei dati a tassi differenti: 10 Mbit/s, 100 Mbit/s, 1 Gbit/s 4.45 Doppino telefonico due fili di rame schermati Mezzo fisico solido Cavo coassiale cavo (segnale) all interno di un cavo (schermo) bidirezionale usato tipicamente in Ethernet a 10Mbs Cavo in fibra ottica fibra di vetro che trasmette impulsi luminosi consentono operazioni ad alta velocità: per Fast-Ethernet (100Mbps) e Giga-Ethernet trasmissione ad alta velocità point-to-point basso tasso di errore

24 Mezzo fisico radio Segnale trasportato nello spettro elettromagnetico Non ci sono cavi fisici Bidirezionale Problemi di propagazione dovuti all ambiente: ostruzioni da oggetti interferenze Tipi di connessioni radio micro-onde wireless (W) wide-area (es., cellulare GSM) satellite 4.47 Parte 4 Modulo 5b: Collegamento host a Internet (Collegamento tramite ISP) 24

25 Internet Service Provider Il provider possiede uno o più server sempre attivi e collegati ad Internet in modo permanente una batteria di modem collegati a numeri di telefono Servizi offerti Base: accesso ad Internet (mediante telefonata ai suoi numeri) Accessori: , sito Web, chat-line, mailing list,... Costi Abbonamento all ISP Telefonata a scatti o abbonamento (tariffa fissa mensile) 4.49 Accesso residenziale Gli accessi residenziali sono prevalentemente di tipo point-to-point: to point: Modem (dialup) 56 kb/s in download e 48 kb/s in upload ISDN 128 kb/s (utilizzando doppio canale a 64 kb/s) simmetrici ADSL, xdsl Svariati Mbps (ma il segnale decade in fretta con la distanza dalle centrali telefoniche )

26 Accessi residenziali: modem Segnale analogico Segnale digitale Internet Service Provider (ISP) Server Router Modem Switch (Operatore telefonico K) Switch (Operatore telefonico W) Modem Pool Rete digitale della compagnia telefonica Utente Internet (in emulazione terminale) INTERNET 4.51 Accessi residenziali: ISDN Integrated Services Digital Network Rappresenta l evoluzione della telefonia analogica Sostituisce la linea telefonica analogica commutata con una linea digitale commutata Le centrali telefoniche provvedono a creare un circuito di collegamento tra utente e rete dell ISP, che viene poi distrutto al termine della chiamata

27 Accessi residenziali: xdsl DSL: famiglia di tecnologie che forniscono trasmissione digitale di dati attraverso l'ultimo miglio dei fili del telefono ADSL: asymmetric Digital Subscriber Line HDSL: High-Bit-Rate Digital Subscriber Line In generale: xdsl Usa una sola linea per dati e comunicazioni-voce: sul doppino telefonico in rame viaggiano contemporaneamente sia i dati digitali che il segnale telefonico analogico (grazie al bande differenti) 4.53 Accessi residenziali: ADSL Centrale telefonica Internet Service Provider (ISP) Server Rete digitale della compagnia telefonica Router Macchina con Indirizzo IP Richiede l installazione di apposite apparecchiature nelle centrali telefoniche INTERNET