Università di Roma Tor Vergata Anno Accademico 2016 2017 Trasmissione delle informazioni Comunicazione Come più entità possono comunicare tra loro Comunicazione Interazione tra entità Messaggi o Messaggio Sorgente Destinazione CODICE CODICE Messaggio Messaggio RUMORE Canale trasmissivo slide 2 / 2016 17 1
TRASFERIMENTO DELL INFORMAZIONE Maratoneta Segnali di fumo Telegrafo ottico Telegrafo Morse Supporto Uomo Fumo Assi mobili in legno Correnti elettriche Dato Vittoria sui persiani Visi pallidi in arrivo Inglesi in vista SOS --- --- Pro Facile da implementare Facile da implementare Facile da implementare Molto veloce Indipendente cond.ambien. Contro Molto lento Deteriorabile Veloce Diurno Limitato Veloce Diurno Visibilità Energia elettrica Cavi collegam. slide 4 / 2016 17 slide 5 / 2016 17 2
INFORMAZIONE 120 DATO è un valore numerico o non Non contestualizzato rappresenta solo una parte dell informazione 120 Torr Le unità di misura lo contestualizzano fisicamente 120 mmhg Sistema Cardiovascolare Altri dati ne contestualizzano il campo di applicazione slide 6 / 2016 17 Università di Roma Tor Vergata Anno Accademico 2016 2017 DALLE RETI LOCALI AD INTERNET Logiche e metodologie per lo scambio di informazioni e la condivisione delle risorse 3
Cos è una rete? Una rete è un complesso di elementi hardware (servers, workstations, cavi, stampanti, instradatori, personal computer, etc.) software (Sistemi operativi di rete, applicazioni) slide 8 / 2016 17 Perché nascono le reti NECESSITA trasferire informazioni condividere file condividere stampanti conservare i collegamenti qualsiasi cosa accada... connettere tutti con tutti!!! (Napster, emule, BitTorrent,..) slide 9 / 2016 17 4
Scambio dati Canale diretto Scambio di unità di memoria modem Canale su rete telefonica Pubblica/privata modem WiFi - Bluetooth Wireless slide 13 / 2016 17 Capacità del canale Un canale di comunicazione può essere assimilato alle tubature dell acqua Tanto più sono grandi, tanta più acqua possono portare. Ma le tubature possono essere deteriorate e passare attraverso zone inquinate ed inglobare le impurità o perdere sostanze utili Modificando quindi il proprio contenuto. Al pari i conduttori elettrici (in funzioni delle loro caratteristiche) Possono condurre segnali diversi (analogici o digitali), ed essere influenzati da eventi fisici diversi Questa capacità di veicolare segnali diversi è indicata con il nome di BANDA PASSANTE e misurata in Hz o bps (bit/sec) o Bps (Byte/sec) slide 14 / 2016 17 5
Segnali audio analogico Il segnale utile è normalmente confinato in uno spazio di frequenze ben determinato detto Banda Base Es. suono udibile 20 Hz 20.000 Hz Es. suono intellegibile 100 Hz 5000 Hz Banda telefonica 300 Hz 4000 Hz Udibile completo Intelligibile (voce) slide 15 / 2016 17 PUNTO Trasmissione analogica Le prime reti RETI TELEFONICHE / DATI elementi condivisi in tempi diversi Switchs Commutatori PUNTO Nodo di Commutazione Commutazione di circuito slide 16 / 2016 17 6
Traslazione di banda Permette, in un canale a banda larga di inserire in spazi diversi segnali provenienti da sorgenti diverse senza che ci siano interferenze. Segnali traslati (banda da 8000 Hz) sul mezzo fisico di trasmissione Banda base audio Utenti che usano ognuno un proprio spazio (canale) A B C D Esempio citofono con voci sovrapposte tutte in banda base slide 17 / 2016 17 Commutazione di pacchetto (digitale) L idea fondamentale di questa modalità di trasmissione, che ancora oggi è alla base della comunicazione nella rete, è dovuta a tre ingegneri Leonard Kleinrock, Donald Davies e Paul Baran, quet ultimo dipendente di un industria bellica, che nei primi anni sessanta pensarono di frammentare l informazione in tanti piccoli pezzi indipendenti che potessero prendere nella rete percorsi alternativi Ciò risulta possibile solo per segnali di tipo numerico (digitale). slide 18 / 2016 17 7
Commutazione a pacchetto mittente mittente destinatario destinatario Smistamento Roma Smistamento Torino slide 19 / 2016 17 Trasmissione con MODEM MOdulatore - DEModulatore Il modem trasforma i segnali digitali seriali, i singoli bit in frequenze definite che possono viaggiare sulla rete telefonica 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 0 1 1 0 0 1 500 Hz 1 sec 1000 Hz 1 sec 500 Hz 1 sec 1000 Hz 1 sec 1000 Hz 1 sec 500 Hz 1 sec 500 Hz 1 sec 1000 Hz 1 sec slide 20 / 2016 17 8
MODEM Se con due frequenze posso (in quella frazione di tempo) inviare 1 solo bit 0 500 Hz 500 Hz 1 sec 1 1000 Hz 1000 Hz 1 sec Allora per inviare 2 bit nella stessa frazione di tempo devo disporre di quattro diversi elementi riconoscibili 00 500 Hz 500 Hz 1 sec 01 1000 Hz 1000 Hz 1 sec 10 1500 Hz 1500 Hz 1 sec 11 2000 Hz 2000 Hz 1 sec Nella stessa unità di tempo invio una coppia di bit ed ho raddoppiato la velocità di trasmissione slide 21 / 2016 17 MODEM Di conseguenza per inviare 4 bit nella stessa frazione di tempo ho bisogno di 16 diversi elementi riconoscibili 0000 500 Hz 500 Hz 1 sec 0001 750 Hz 750 Hz 1 sec 0010 1000 Hz 1000 Hz 1 sec 0011 1250 Hz 1250 Hz 1 sec 1100 3750 Hz 3750 Hz 1 sec 1101 4000 Hz 4000 Hz 1 sec 1110 4250 Hz 4250 Hz 1 sec 1111 4500 Hz 4500 Hz 1 sec slide 22 / 2016 17 9
Trasmissione a paccheto PUNTO A RETE DIGITALE Instradatori digitali di pacchetto PUNTO B Commutazione di pacchetto - circuiti virtuali slide 23 / 2016 17 Trasmissione a pacchetto Trasmissione e re-indirizzamento dei pacchetti 1 c 2 a 1 a 1 b 1 c 2 a 1 b 1 c 1 a 1 b 2 a 1 a slide 24 / 2016 17 10
MODEM Quanta informazione può viaggiare sulla rete? La velocità si esprime in bit / ses. bps. Es. trasferire 1 Mbyte = 8.388.608 bit a 2400 bps 3495 secondi = 58,2 minuti a 28800 bps 291 secondi = 4,8 minuti a 56600 bps 148 secondi = 2,5 minuti a 128000 bps 65 secondi = 1 minuto a 5 Mbps 1,6 secondi a 100 Mbps 84 millisecondi slide 25 / 2016 17 Mezzi trasmissivi seriale Fibra Ottica (capacità) >1.000.000 Mbps Cavo (reti locali) 10-1000 Mbps Linea telefonica modem std 300-56600 bps Linee ISDN (Integrated Services Digital Network) 64-128 Kbps Linee ADSL - XDSL 640 Kbps 5 Mbps Linee ISDN primarie 2 Mbps parallelo porte parallele 1-40 Mbyte / sec slide 26 / 2016 17 11
Mezzi di trasmissione Mezzi guidati Linee fisiche (rame - fibra ottica) Doppino 1-200 Mbps 3 MHz100 mt / 5 Km Cavo 500 Mbps 350 MHz 1-5 Km Fibra >100 Gbps 2 GHz 10-1000 Km Mezzi non guidati Segnali elettromagnetici (radio-comunicazione) Trasmissione via etere (direzionale e non) Lezione 5 - Lauree Triennali - Lezione di Informatica - Franco Del Bolgia slide 27 / 2016 17 Estensione delle reti Quando si affronta il discorso delle reti occorre distinguere le reti secondo la topologia RETI LOCALI (LAN) reti di piccola dimensione fino a qualche centinaio p.c. distribuite su un singolo edificio o edifici contigui RETI METROPOLITANE (MAN) reti che collegano strutture distribuite su un raggio di qualche centinaio di chilometri e decine di migliaia di p.c. RETI GLOBALI (WAN) reti che permetono il collegamento tra milioni di p.c. slide 28 / 2016 17 12
Tipologia Garr Topologia Garr Mappa LAN MAN WAN local area network metropolitan area network wide area network WAN MAN MAN LAN LAN LAN LAN slide 29 / 2016 17 Tipologia rete geografica Users HOST HOST HOST Rete Host HOST IMP HOST HOST HOST HOST IMP Interface Message Processor Lezione 5 - Lauree Triennali - Lezione di Informatica - Franco Del Bolgia slide 30 / 2016 17 13
La velocità sul collegamento dipende dal tratto a più bassa velocità bps Unità di Misura bps bit/sec Kbps kilobit/sec Mbps Megabit/sec MBps Mbyte/sec 1 Byte=8 bit 100 MB/sec 100 MB/sec Nodo di commutazione Nodo di commutazione Nodo di commutazione Nodo di commutazione 1 MB/sec 50 MB/sec 500 MB/sec slide 31 / 2016 17 Controllo attività di collegamento slide 32 / 2016 17 14
Identificazione fisica e logica unità di rete slide 33 / 2016 17 La rete italiana GARR acronimo di Gruppo per l'armonizzazione delle Reti della Ricerca slide 34 / 2015 16 15
Sito mappe GARR slide 35 / 2015 16 Sito Mappe GARR nodi slide 36 / 2015 16 16
Connettere tutti con tutti, rete a maglia globale A D D D A T I A A D memoria di massa I I T I T A B D A T I Lezione. 5 Lauree Triennali Lezione di Informatica Franco Del Bolgia slide 37 / 2016 17 Rete ad Anello memoria di massa Lezione. 5 Lauree Triennali Lezione di Informatica Franco Del Bolgia slide 38 / 2016 17 17
Stazione 1 Rete a Stella Stazione 5 Stazione 45 DOMINIO HUB CONCENTRATORE Stazione 19 Stazione 7 Stazione 23 Stazione 2 slide 39 / 2016 17 Rete locale/globale Ogni elemento della rete locale deve aver un unico identificatore (nome numerico) Ogni elemento intermedio tra reti locali deve avere un unico identificatore Sono necessarie procedure di reindirizzamento tra sorgente e destinazione e tutte devono andare d accordo per non creare confusione sorgente e destinatario devono parlare la stessa lingua ( protocollo ) slide 40 / 2016 17 18
Handshake Collegamento diretto proprietario Linguaggio di conversazione tra due sistemi autonomi Architettura del sistema A Architettura del sistema B HANDSHAKE Sistema Operativo A Applicativi di A Sistema Operativo B Applicativi di B Protocolli e regole di comunicazione Modello ISO-OSI slide 41 / 2016 17 INTERNET E-mail Gateway Firewall Web Page Stazione 1 Stazione 2 Stazione n Stazione 3 Stazione n+1 slide 42 / 2016 17 19
Accesso Remoto Si tratta della connessione alla rete attraverso la comune linea telefonica. L utente ha bisogno di un computer dotato di modem o collegamento ISDN o ADSL Un accreditamento d accesso da parte di un provider ( fornitore, gestore d accesso) il quale per disposizioni legislative deve conservare le informazioni identificative dell utente. modem Dorsale di rete slide 43 / 2016 17 TCP / IP Transmission Control Protocol and Internet Protocol Si tratta di un protocollo nato negli anni 70 presso la Berkeley University su richiesta del Dipartimento della Difesa Federale ed è il protocollo base per le reti di grandi dimensioni. Il protocollo di Internet usa identificatici logici e univoci, sia per le stazioni finali che per i nodi. slide 44 / 2016 17 20
IP Address (IPv4 ) E un numero binario a 32 bit. Protocollo IP4 E come un numero telefonico, ma binario FF. FF. FF. FF Si possono identificare fino a 4.294.967.296 differenti stazioni Normalmente l indirizzo viene presentato con una sequenza di 4 numeri decimali compresi tra 0 e 255 separati da punti notazione decimale puntata 160.80.51.71 Il primo numero identificaca la struttura classificata. 0-127 Rete con elevato numero di computer > 65535 128-191 Reti con numero di computer < 65535 192-233 Tante reti con un num. limitato di computer < 254 slide 45 / 2016 17 IP Address (IPv6 ) Saturazione degli indirizzi!!!! Protocollo IPv6 E un numero binario a 128 bit. L indirizzo è definito su 4 blocchi da 4 byte DA 00.00.00.00 00.00.00.00 00.00.00.00 00.00.00.00 A FF.FF.FF.FF FF.FF.FF.FF FF.FF.FF.FF FF.FF.FF.FF Si possono identificare fino a 3,4 E+38 340.282.366.920. (E+9 +9 +9) differenti postazioni slide 46 / 2016 17 21
Recapito dei pacchetti Il recapito dei messaggi necessita anche dell indirizzo hardware che la rete locale identifica automaticamente ed è un codice scritto direttamente sulla scheda di rete dal costruttore. Gli identificatori del pacchetto sono : IP address (indirizzo logico) della macchina Mac address (identificatore fisico della scheda) N di porta (applicativo che gestisce i dati del pacchetto) slide 47 / 2016 17 Recapito dei pacchetti Invio pacchetti da 350 160.80.51.71 a 400 140.50.23.12 IP 140.50.23.63 HW 220 IP 140.50.23.12 HW 400 da 125 160.50.23.1 a 140.50.23.12 IP 160.80.51.71 HW 350 Router IP 140.50.23.1 HW 125 IP 160.80.51.99 HW 873 IP 160.80.51.1 HW 700 da 350 160.80.51.71 a 140.50.23.12 slide 48 / 2016 17 22
Nomi di Dominio Internet Data la difficoltà a ricordare numeri da parte degli esseri umani, al posto degli indirizzi numerici sono stati introdotti i nomi di dominio DNS www.dominio.estensione www.uniroma2.it www.comune.roma.it www.us.pc.ibm.com www.britannica.com www.comune.roma.it www.uniroma1.it slide 49 / 2016 17 Protocollo HTTP HTTPS HTTP (HyperText Transfert Protocol) Protocollo per la trasmissione delle pagine web generiche HTTPS (HTTP over Secure Socket Layer) Protocollo per la trasmissione delle pagine che contengono dati sensibili (password) slide 50 / 2016 17 23
Banca dati INTERNET Banca dati Utente slide 51 / 2016 17 24