Internet Da leggere: Cap.6, in particolare par. 6.4 del Console Ribaudo (testo B) I parte Cos'è internet? Milioni di dispositivi di calcolo tra loro interconnessi: host o end-systems Pc, workstation, server eseguono applicazioni di rete Canali di comunicazione fibra, rame, radio, satellite Router: instradano pacchetti di dati attraverso la rete 1
Accesso a Internet Accesso istituzionale: aziende università E possibile essere in Internet anche in modo temporaneo chiamando un fornitore di servizi Internet (mediante un modem) -> Si parla di Internet Service Provider (ISP): es. Tiscali, Libero, Internet e protocolli la comunicazione delle macchine in Internet è governata da un insieme di protocolli di rete: una macchina in Internet usa il protocollo TCP/IP, ha un suo indirizzo IP, ed ha la capacità di spedire pacchetti IP a tutte le altre macchine su Internet 2
Internet e protocolli Protocollo Internet: protocollo TCP/IP in generale... abbiamo detto che la comunicazione tra due calcolatori in una rete è governata da un insieme di regole per controllare la spedizione e la ricezione dei messaggi che prendono il nome di protocollo Un protocollo definisce formato e ordine dei messaggi spediti e ricevuti tra entità della rete, azioni da compiere in seguito alla ricezione e/o trasmissione dei messaggi o di altri eventi Caratteristiche del protocollo Internet...in particolare, il protocollo su cui si basa Internet, non è di tipo "monolitico" -> realizzare tutte le funzionalità necessarie per la comunicazione tra computer in rete in un unico protocollo è difficile ci sono diversi aspetti da trattare e per ridurre la complessità di progettazione si è scelto di definire il protocollo di comunicazione fra computer sulla rete internet per livelli 3
Intuizione sulla comunicazione multilivello Intuizione sulla comunicazione multilivello Un filosofo desidera comunicare la sua simpatia per i conigli al suo pari. Per fare questo passa un messaggio (in inglese) al suo interprete. L interprete si è accordato con l'altro interprete su un linguaggio neutro, l olandese, e così traduce il messaggio. La scelta del linguaggio è il protocollo di livello 2. L interprete consegna il messaggio ad una segretaria per la trasmissione. La segretaria usa un fax (protocollo di livello 1). Quando il messaggio arriva, viene tradotto in francese e passato al secondo filosofo. Osservazione: gli interpreti possono passare da una lingua ad un altra purché si mettano d accordo. Questo non cambia l interfaccia con i livelli adiacenti. Allo stesso modo le segretarie possono passare dal fax alla posta elettronica senza disturbare gli altri livelli. 4
Comunicazione multilivello Qualcosa di simile accade nei protocolli di comunicazione tra calcolatori: si ipotizzano dei livelli e il livello n di un calcolatore comunica (virtualmente) con il livello n di un altro calcolatore In realtà nessun dato viene trasferito da un livello n ad un altro ma passa ad un livello sottostante un protocollo di livello n svolge le sue funzioni usando servizi forniti dal livello n-1 e fornisce i servizi al livello n+1 La comunicazione multilivello in Internet Modello ISO-OSI: modello di riferimento per l'architettura di un sistema di comunicazione fra calcolatori una descrizione astratta in 5 passi Il calcolatore A produce un messaggio (Dati) che deve essere inviato al calcolatore B Il messaggio viene prodotto da un programma applicativo nel livello più alto della gerarchia (Application) 5
La comunicazione multilivello in Internet Header Il livello Application passa il messaggio al livello Transport dove viene inserita un intestazione (header) che permette di identificarlo La comunicazione multilivello in Internet Header Dal livello Transport il messaggio viene passato al livello Network Qui viene suddiviso in parti più piccole (pacchetti) e viene aggiunta una intestazione ad ogni pacchetto 6
La comunicazione multilivello in Internet trasferimento fisico! Finalmente si raggiunge il livello più basso (Physical) dove avviene il trasferimento fisico dei dati verso il nodo destinatario B La comunicazione multilivello in Internet ricostruzione del messaggio Sul nodo B i pacchetti arrivano al livello più basso e risalgono via via tutti i livelli, con le intestazioni che vengono eliminate di volta in volta Il messaggio originale viene così ricostruito e ricevuto dal destinatario 7
La famiglia di protocolli TCP/IP L esempio visto descrive in modo molto astratto il meccanismo di comunicazione usato per la rete Internet dove si utilizza la famiglia di protocolli TCP/IP Si tratta di protocolli organizzati in livelli concettuali, ad ogni livello corrispondono determinate funzioni trasporto affidabile La famiglia di protocolli TCP/IP 8
Livello Network: IP Internet può essere vista come una collezione di sottoreti diverse (eterogenee) connesse insieme Milioni di router interconnessi come vengono trasferiti i dati attraverso la rete? Livello Network: IP La risposta sta nell'insieme di regole che costituisce il protocollo IP La colla che tiene insieme le varie sottoreti è il protocollo IP: Internet Protocol Si occupa di definire le modalità di trasporto dei dati dalla sorgente alla destinazione, determina le strategie per sfruttare la presenza di reti intermedie lungo il percorso A. formato dei dati B. identificazione delle risorse C. routing 9
A. IP: packet switching Migliaia di router interconnessi Come vengono trasferiti i dati attraverso la rete? Commutazione di pacchetto (packet switching) -> i dati vengono spediti in quantità discrete: pacchetti A. IP: packet switching Trasmissione dei dati di tipo packet switching I dati, suddivisi in pacchetti possono seguire percorsi diversi 10
A. IP: formato dei pacchetti Specifica il formato dei pacchetti (datagram) spediti sulla rete Internet (lunghezza max 64 KB) Aggiunge un header (intestazione) Quest'informazione è essenziale per determinare lo spostamento dei pacchetti dal mittente al destinatario A. IP: pacchetti e formato servizio fornito dai IP ai protocolli di livello superiore: trasferimento di datagram dal calcolatore mittente a quello destinatario Il servizio è connectionless: ogni datagram è gestito indipendentemente da tutti gli altri Il servizio è inaffidabile: i datagram possono arrivare fuori sequenza oppure possono andare persi Osserva: Non è detto che i pacchetti seguano sempre lo stesso percorso -> dipende dal traffico della rete i router da cui passano i pacchetti non mantengono informazioni sullo stato della connessione 11
B. IP: indirizzi IP Perché la comunicazione avvenga è indispensabile che ogni computer della rete sia localizzabile in modo univoco -> si conosca il suo indirizzo Ogni calcolatore collegato ad Internet possiede un indirizzo univoco detto indirizzo IP (32 bit) I 32 bit di un indirizzo IP sono suddivisi in 4 campi da 8 bit (1 byte) ciascuno 10000000 00001010 00000010 00011110 Di solito si usa una rappresentazione formata da quattro numeri decimali separati da un punto (ossia 4 valori numerici fra 0 e 255 separati da un punto 128.10.2.30 B. IP: indirizzi IP Gli indirizzi IP devono essere univoci: esiste un'organizzazione, (Internet Assigned Number Authority), preposta ad assegnare indirizzi IP garantendone l univocità Esempio: quando vi collegate ad Internet da casa è il provider che vi assegna un indirizzo IP scegliendolo tra quelli che ha acquistato 12
Configurare l indirizzo IP in Windows Risorse del Computer -> Reti e configurazioni remote Configurare l indirizzo IP in Windows 13
Indirizzi simbolici e DNS Gli indirizzi IP numerici garantiscono l'univocità di riferimento a ogni calcolatore connesso a Internet MA sono machine-oriented -> difficili da ricordare Si usano quindi degli indirizzi simbolici che sono più significativi per l essere umano es. pianeta.di.unito.it, samphrey.dcs.ed.ac.uk, La corrispondenza fra questi nomi e indirizzi IP numerici è gestita dal Domain Name System (DNS) Prima di vedere come opera il DNS soffermiamoci su come sono definiti gli indirizzi simbolici dei nodi Indirizzi simbolici esistono convenzioni ben precise per definire gli indirizzi dei nodi i nomi sono costruiti in modo gerarchico, basandosi sul concetto di dominio 14
Indirizzi e domini Internet è organizzata a domini di differenti livelli un dominio di primo livello per ogni nazione, più alcuni domini generici (fra cui com, biz, info, net, org, name): nome più a destra sottoreti e sottodomini per ogni dominio di primo livello (ossia domini di secondo livello o superiori) : via via i nomi più a sinistra Indirizzi e domini DOMINI di PRIMO LIVELLO com aziende edu università americane gov istituzioni governative net fornitori d'accesso org organizzazioni non-profit au ch fr it jp uk Australia Svizzera Francia Italia Giappone Inghilterra 15
Indirizzi e domini L'indirizzo di un host è dato dalla sequenza dei domini cui appartiene, separati tra di loro dal simbolo. (un punto) -> indirizzamento gerarchico; esempio: it: dominio di primo livello unito: dominio di secondo livello di: dominio di terzo livello Indirizzo completo del nodo: di.unito.it dominio Dip. di Informatica (di) nel dominio Univ. di Torino(unito) nel Viviana dominio Patti Italia (it) Informatica di base - 13/12/04 Indirizzi simbolici e DNS il DNS: si occupa di localizzare gli indirizzi IP numerici a partire da quelli simbolici (traduzione) è un sistema di database distribuito su molti server Idea: non c'e' un solo server con un database che contiene tutte le informazioni per risalire da un indirizzo simbolico all'indirizzo IP, ma ogni dominio deve essere in grado di risolvere i nomi dei calcolatori di sua competenza Si usano tanti server DNS (name server) diffusi su tutta la rete che gestiscono la corrispondenza tra nomi simbolici e indirizzi IP numerici Quando un'applicazione deve collegarsi ad una risorsa di cui conosce il nome logico (ad es. pianeta.di.unito.it), invia la richiesta al suo name server locale 16
Indirizzi simbolici e DNS Il name server locale, se conosce l'ip corrispondente, lo invia direttamente al richiedente. Altrimenti interroga via via i name server di livello superiore fino ad arrivare al name server di livello Top Questi può conoscere l indirizzo oppure inoltrare l interrogazione ai suoi pari che a loro volta interrogheranno i loro figli Si continua con le interrogazioni fino a quando non si ottiene l indirizzo IP numerico della risorsa Quando l'applicazione riceve la risposta crea una connessione con la destinazione, usando l'indirizzo IP appena ricevuto Esempio Devo contattare la macchina con indirizzo simbolico rigel.doc.ic.ac.uk dalla mia macchina con indirizzo simbolico pcdotti7.di.unito.it La richiesta viene passata da pcdotti7 verso l'alto al server di che la riconosce come non locale al server unito che la riconosce come non locale al server it che la passa al server uk (TOP LEVEL) uk localizza l'indirizzo di ac e passa la richiesta ac localizza l'indirizzo di ic e passa la richiesta ic localizza doc e passa la richiesta doc restituisce l'indirizzo numerico di rigel che ritorna indietro -> CONTATTO! 17
Server DNS in Windows C. IP: routing IP fornisce anche l instradamento (routing) dei pacchetti tra mittente e destinatario Nei router viene mantenuta una tabella di routing che viene usata per trovare il prossimo router o host 18
Livello Transport: TCP Transmission Control Protocol (TCP) Servizio: fornire un trasporto affidabile dall host di origine a quello di destinazione, indipendentemente dalla rete utilizzata gestione delle perdite: conferma ricezione e ri-trasmissione controllo del flusso (il mittente non sovraccarica il ricevitore) controllo di congestione: i mittenti diminuiscono la velocità di spedizione quando la rete si congestiona Livello Application Si colloca al di sopra del livello Transport ed è il livello nel quale viene svolto il lavoro utile per l utente In questo livello si trovano diversi protocolli, alcuni relativi alle applicazioni che usiamo abitualmente in Internet SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) FTP (File Transfer Protocol) TELNET (Collegamento Remoto) HTTP (HyperText Transfer Protocol) 19
Livello Application Tutti i protocolli del livello Application sono basati sul modello di interazione client/server Per usare i servizi messi a disposizione mediante questi protocolli bisogna contattare un server Tutte le volte che usate il browser e richiedete delle pagine HTML di un sito, di fatto state contattando un web server remoto Tutte le volte che inviate una e-mail di fatto il mail server del vostro provider contatta il mail server del provider del vostro destinatario Livello Application: client/server 20
www e client/server Anche il web è basato su questo modello di interazione il protocollo: http: il client (browser), programma applicativo che gira sull elaboratore dell utente che richiede di visualizzare una pagina web il server, programma applicativo che gira sull elaboratore del fornitore di informazioni (provider) dove sono effettivamente collocate le pagine richieste la rete 21