Tecnologie di Sviluppo per il Web. Introduzione alle Reti di Calcolatori

Transcript

1 Tecnologie di Sviluppo per il Web Introduzione alle Reti di Calcolatori

2 Introduzione alle Reti >> Sommario Sommario dei Concetti Elab. Client-Server Reti di Calcolatori Commutazione di pacchetto La Rete Internet Reti di reti e routing Numeri IP DNS Servizi e porte Pile di Protocolli La pila ISO/OSI La Pila TCP/IP Livello di applicazione Livello di trasporto (TCP) Livello di rete (IP) 2

3 Introduzione alle Reti >> Elaborazione Client-Server Architetture di Riferimento Basi di Dati Applicazione Java Applicazione C Rete DBMS Base di Dati 3

4 Introduzione alle Reti >> Elaborazione Client-Server Architetture di Riferimento Sviluppo Web browser Internet intranet Server HTTP Sito browser 4

5 Introduzione alle Reti >> Elaborazione Client-Server Architetture Generale Architettura Client-Server Cliente richiesta risposta elaborazione distribuita Rete Servente Servizio Cliente infrastruttura complessa 5

6 Introduzione alle Reti >> Reti di Calcolatori: Terminologia Reti di Calcolatori Insieme di calcolatori collegati fisicamente condivisione di risorse e servizi comunicazione (scambio di messaggi) 6

7 Introduzione alle Reti >> Reti di Calcolatori: Terminologia Parametri Tecnologici Parametri di classificazione delle reti Collegamenti fisici Livello di distribuzione Modalità di connessione Protocolli 7

8 Introduzione alle Reti >> Reti di Calcolatori: Terminologia Collegamenti e Topologie Cavo elettrico in rame (doppino) 10/100 Mbit/s fino a 100 mt Fibra ottica 1 Gbit/s fino a 100 Km Ponti radio Linee telefoniche (modem) Topologie parzialmente connesse 8

9 Introduzione alle Reti >> Reti di Calcolatori: Terminologia Livello di Distribuzione Tradizionali LAN Local area network (1 km) MAN Metrop. area network (100 km) WAN Wide area network (1000 km) Più recenti GAN Global area network (10000 km) PAN Personal area network (10 mt) 9

10 Introduzione alle Reti >> Reti di Calcolatori: Terminologia Modalità di Connessione Commutazione di circuito (es: reti telef.) Commutazione di pacchetto (es: Internet) 10

11 Introduzione alle Reti >> Reti di Calcolatori: Terminologia Architettura e Protocolli Protocollo insieme di regole per la comunicazione regolano lo scambio di bit tra i calcolatori Reti tradizionali tecnologia singola Reti di Reti molte tecnologie internetworking 11

12 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet Rete di Reti (internet) Tecnologie multiple Gateway (o Router) Rete 4 R3 Rete 1 Rete 3 Rete 2 R1 R2 Es: Internet (ma anche IPX) 12

13 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet Internet, una Classificazione Collegamenti fisici eterogenei (rete di reti) Livello di distribuzione Global Area Network Modalità di connessione commutazione di pacchetto Protocolli TCP/IP, Internetworking (>>) 13

14 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet >> Numeri IP Meccanismo di Indirizzamento Numeri IP (IPv4) byte 1 byte 2 byte 3 byte

15 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet >> Numeri IP Meccanismo di Indirizzamento Struttura del numero IP due parti identificatore della rete (net id) identificatore del calcolatore nella rete (host) Esempio net id: host: 24 15

16 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet >> Numeri IP Meccanismo di Indirizzamento Tipicamente (reti di classe C) i primi 3 ottetti sono il net id l ultimo è il numero dell host Subnet mask numero che specifica quale parte dei numeri IP di una rete contiene l id della rete es: rete di classe C

17 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet >> DNS Numeri e Nomi Domini Internet root com gov org it jp yahoo microsoft uniroma3 unibas... research dia fis mail.dia.uniroma3.it 17

18 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet >> DNS DNS La comunicazione avviene sempre tra IP Domain Name System: Servizio che consente di associare un IP ad un nome Domain Name Server: macchina che offre il servizio Ogni dominio ha il suo DNS algoritmo di risoluzione gerarchico 18

19 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet >> DNS Esempio Una possibile risoluzione di mail.dia.uniroma3.it da parte di root com gov org it jp yahoo microsoft uniroma3 unibas... dia fis mail.dia.uniroma3.it 19

20 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet >> DNS Parametri di Connessione Ogni calcolatore deve quindi avere: numero IP IP del router (gateway) subnet mask In aggiunta, può avere uno o più IP di DNS da cui cominciare la ricerca dei nomi 20

21 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet >> Servizi e Porte Principali Servizi Internet telnet: terminale remoto ftp: trasferimento file smtp: invio di posta elettronica pop: ricezione posta elettronica http: trasferimento di ipertesti (Web) molti altri 21

22 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet >> Servizi e Porte Porte Un server, molti servizi Client POP3 lettura posta http server http ? smtp pop 22

23 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet >> Servizi e Porte Porte e Connessioni Identificatore numerico di un servizio il servizio ascolta sulla porta client lettura posta server http smtp pop , 110 porta 80 porta 25 porta

24 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet >> Servizi e Porte Porte Numero di porta: 16 bit ( ) Well Known : porte riservate (servizi particolari o sistema) Es: 80 http, 23 telnet Registered Ports : porte non riservate (ma di uso noto) Es: 3306 MySQL, 5432 PostgreSQL, 8080 Dynamic/Private : le altre 24

25 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet >> Servizi e Porte Porte Linux: /etc/services Windows: winnt/system32/drivers/etc/services 25

26 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet >> Servizi e Porte Esempio di Connessione Web server: , porta 80 Web browser: , porta Richiesta da a source port destination port 80 Risposta da a source port 80 destination port

27 Introduzione alle Reti >> Concetto di Pila di Protocolli Protocolli e Pile di Protocolli Come avviene la comunicazione? Problemi da risolvere Hardware (collegamenti) Comunicazione (trasmissione) Software (messaggi tra le applicazioni) Approccio nelle reti di calcolatori risolvere i diversi problemi a diversi livelli attraverso protocolli specifici 27

28 Introduzione alle Reti >> Concetto di Pila di Protocolli I Due Santoni Due santoni vogliono discutere del senso della vita uno vive in Tibet, l altro in Italia è necessaria una connessione non dispongono di telefono è necessario stabilire una forma di trasmissione uno parla cinese, l altro italiano è necessario stabilire un linguaggio per la comunicazione 28

29 Introduzione alle Reti >> Concetto di Pila di Protocolli I Due Santoni Regole linguaggio comune: inglese formato di trasmissione: pagine dattiloscritte canale di comunicazione: fax Infrastruttura interprete segretaria dattilografa macchina per fax 29

30 Introduzione alle Reti >> Concetto di Pila di Protocolli C è grossa crisi I see a serious crisis around 我看一次严肃的危机 I see a serious crisis around linea telefonica 30

31 Introduzione alle Reti >> Concetto di Pila di Protocolli Modulo Software (es: browser) Infrastruttura Strato Strato Strato Messaggio regole regole regole Messaggio Modulo Software (es: server web) Infrastruttura Strato Strato Strato collegamento fisico 31

32 Introduzione alle Reti >> Concetto di Pila di Protocolli Strati Software e Pila di Protocolli Applicativo X Applicativo Y Strato software Strato software Strato software interfacce Strato fisico protocollo protocollo protocollo protocollo collegamento Strato software Strato software Strato software Strato Fisico 32

33 Introduzione alle Reti >> Concetto di Pila di Protocolli >> La Pila ISO/OSI La Pila ISO/OSI Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Dati Fisico protocollo protocollo protocollo protocollo protocollo protocollo protocollo collegamento Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Dati Fisico 33

34 Introduzione alle Reti >> La Pila TCP/IP La Pila TCP/IP La pila di protocolli di Internet Due protocolli fondamentali: TCP e IP Applicazione Trasporto Rete Fisico protocollo protocollo protocollo protocollo collegamento POP, SMTP HTTP TCP, UDP (ICMP) IP Fisico 34

35 Introduzione alle Reti >> La Pila TCP/IP La Pila TCP/IP Idea la comunicazione avviene al livello più alto attraverso lo scambio di messaggi (client e server, richieste e risposte) nella trasmissione ogni strato si rivolge a quello immediatamente inferiore ogni strato modifica e aggiunge informazione ai messaggi generati a livello più alto nella ricezione avviene il contrario 35

36 Introduzione alle Reti >> La Pila TCP/IP Livello di Applicazione Numerosi protocolli (client-server) Sintassi e semantica dei messaggi (ASCII) Esempio: SMTP Appl. Java Client SMTP protocollo di applicazione Server Server SMTP SMTP Service 220 HELO MAIL From:<quelo@tin.it> 250 MAIL accepted RCPT To:<gino@tibet.tb> 250 RECIPIENT accepted <testo del messaggio> 250 OK 36

37 Introduzione alle Reti >> La Pila TCP/IP Livello di Trasporto: TCP Orientato alla connessione, affidabile Datagrammi (pacchetti) Client SMTP protocollo di applicazione Server SMTP messaggio SMTP... TCP porta dest., porta sorg. protocollo di trasporto messaggio SMTP... TCP porta dest., porta sorg. dg1 dg500 dg1000 dg1 dg500 dg1000 intestazioni TCP 37

38 Introduzione alle Reti >> La Pila TCP/IP Livello di Rete: IP (Internet Protocol) Commutazione pacchetto, non affidabile Instradamento (routing) TCP protocollo di trasporto TCP dg500 IP IP dest., IP sorg. dg500 R protocollo di rete route dg500 IP IP dest., IP sorg. R dg500 intestazioni IP 38

39 Introduzione alle Reti >> La Pila TCP/IP Livello Fisico Vari protocolli (es: Ethernet) Stabilisce le regole per la trasmissione dei bit sul canale fisico IP protocollo di rete IP dg500 R route R dg500 Ethernet collegamento fisico Ethernet 39

40 Introduzione alle Reti >> La Pila TCP/IP Appl. Java Client SMTP messaggio SMTP... TCP protocollo di applicazione protocollo di trasporto Server Server SMTP messaggio SMTP... TCP H T dg1 HT dg500 HT dg1000 IP protocollo di rete H T dg1 HT dg500 HT dg1000 IP H IP H T dg500 R route R H IP H T dg500 Ethernet collegamento fisico Ethernet 40

41 Introduzione alle Reti >> Sommario Sommario Elab. Client-Server Reti di Calcolatori Commutazione di pacchetto La Rete Internet Reti di reti e routing Numeri IP DNS Servizi e Porte Pile di Protocolli La pila ISO/OSI La Pila TCP/IP Livello di applicazione Livello di trasporto (TCP) Livello di rete (IP) 41

42 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet Internet, Qualche Dato ARPANET 1969: : : : 1M Oggi: 2x all anno

43 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet >> Numeri IP Rete e Host bit 1 bit 32 byte 1 byte 2 byte 3 byte 4 CLASSE A 0 netid hostid CLASSE B 1 0 netid hostid CLASSE C netid hostid subnet mask es:

44 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet >> Numeri IP Classi di Reti Classe A (es ) 126 reti, host per rete (es: ARPANET) Classe B (es ) reti, host per rete (es: grandi università) Classe C (es ) reti, 254 host per rete (la maggior parte) 44

45 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet >> Numeri IP Reti Non Connesse Reti disconnesse da Internet I numeri IP possono essere utilizzati nelle reti locali Classe A (una rete) Classe B (16 reti) Classe C (256 reti)

46 Introduzione alle Reti >> La Rete Internet >> Servizi e Porte Porte e Socket Socket: IP, porta, stream originariamente in UNIX API fondamentale per la prog. client/server Connessione: 2 socket client verso il server server verso il client 46

47 Introduzione alle Reti >> La Pila TCP/IP Datagramma TCP Source Port Destination Port Sequence Number Acknowledgment Number Data U A P R S F Offset Reserved R C S S Y I Window G K H T N N Checksum Urgent Pointer your data... next 500 octets... 47

48 Introduzione alle Reti >> La Pila TCP/IP Datagramma IP Version IHL Type of Service Total Length Identification Flags Fragment Offset Time to Live Protocol Header Checksum Source Address Destination Address TCP header, then your data... 48

49 Introduzione alle Reti >> La Pila TCP/IP Altri Protocolli UDP (Unix Datagram Protocol) non orientato alle connessioni, non affidabile utile per richieste di un solo pacchetto ICMP (Internet Control Message Protocol) scambio di messaggi di controllo 49