Informatica di base e internet, Appunti di Elementi di Informatica

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Internet e reti:

concetti base,

struttura, applicazioni

Tommaso Mazzoli

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Un po’ di storia

• La successione di eventi, progetti, idee e protagonisti che, nel corso di oltre trenta anni, hanno portato alla nascita di Internet e alla sua evoluzione nella forma attuale, costituisce un capitolo molto affascinante, ma anche atipico, nella storia dello sviluppo tecnologico.
• Parte del fascino è legato al ruolo determinante che questa tecnologia ha svolto e sta ancora svolgendo nella cosiddetta ‘ rivoluzione digitale ’. In pochissimi anni, infatti, la rete da esoterico strumento di lavoro per pochi informatici è divenuta un mezzo di comunicazione di massa, che coinvolge quotidianamente decine e decine di milioni di persone.
• Nessuno strumento di comunicazione ha mai avuto un tasso di espansione simile. 2

• Come gran parte delle innovazioni tecnologiche nel settore delle telecomunicazioni e dell’informatica, anche le origini di Internet si collocano nel terreno della ricerca militare.
• Il contesto in cui si colloca questa preistoria è quello della ‘guerra fredda’ e della contesa tecnologica che ne derivò tra Stati Uniti e Unione Sovietica.
• Un evento simbolico di questa contesa fu la messa in orbita del primo satellite artificiale da parte dei sovietici, lo Sputnik , nel 1957. Dopo il rapido superamento del gap nucleare, questo successo della tecnologia sovietica seminò nel campo occidentale, e soprattutto negli USA, una profonda inquietudine.
• Per cercare di rispondere immediatamente a questi timori, nell’ambito dell’amministrazione USA si concepì l’idea di creare un’agenzia il cui compito fosse quello di stimolare e finanziare la ricerca di base in settori che avrebbero potuto avere una ricaduta militare.
• Nel 1958 il Congresso approvò la costituzione e il finanziamento della Advanced Research Projects Agency , l’ARPA , la cui sede fu stabilita nell’edificio del Pentagono a Washington.

• L’ARPA indirizzò le sue attività nella ricerca aerospaziale, ma quando pochi mesi dopo tutti i programmi spaziali vennero trasferiti (insieme agli ingenti finanziamenti) alla NASA, per i dirigenti dell’ARPA fu necessario trovare una nuova area di sviluppo. Tale area fu individuata nella neonata scienza dei calcolatori.
• Tra tanti scienziati, un ruolo fondamentale fu svolto da J.C.R. Licklider , uno dei personaggi più geniali e creativi della storia dell’informatica.
• Di formazione psicologo, Lick (così lo chiamavano i suoi amici) passò ben presto a occuparsi di computer nei laboratori del MIT di Boston. Ma a differenza di tanti altri ricercatori in questo campo, il suo interesse si rivolse subito al problema delle interfacce uomo/ computer e al ruolo che le macchine di calcolo avrebbero potuto avere per lo sviluppo delle facoltà cognitive e comunicative dell’uomo (ben trenta anni prima che questi concetti divenissero centrali nel settore informatico).
• Appena giunto all’ARPA, iniziò a creare una rete di collegamenti tra i maggiori centri di ricerca universitari nel settore informatico, raccogliendo un gruppo di collaboratori che battezzò secondo il suo stile anticonformista ‘Intergalactic Computer Network’.

• Baran aveva elaborato un modello in cui ciascun nodo

fosse collegato ad almeno altri quattro nodi, e nessun

nodo avesse la funzione di concentratore, al contrario di

quanto avveniva per la rete telefonica.

• In questo modo ogni nodo poteva continuare a lavorare,

ricevendo, elaborando e trasmettendo informazioni,

anche nel caso in cui alcuni fra i nodi vicini fossero stati

danneggiati.

• L’assenza di un nodo centrale inoltre eliminava ogni

possibile obiettivo strategico, la cui distruzione avrebbe

compromesso il funzionamento dell’intera rete.

• Oltre all’idea di una rete decentrata e ridondante, Baran

ebbe anche un’altra intuizione geniale: piuttosto che

inviare un messaggio da un nodo all’altro come un

unico blocco di bit, era meglio dividerlo in parti

separate, che potessero viaggiare attraverso vari percorsi

verso la destinazione, dove sarebbero stati ricomposti.

• Bob Taylor si era brillantemente laureato in psicologia e

matematica, e aveva fatto una tesi di dottorato in

psicoacustica. Aveva conosciuto Licklider nel 1963, facendo

una ottima impressione sul grande scienziato, e stabilendo con

lui una relazione di amicizia e di stima reciproca. Per queste

ragioni il successore di Lick all’Ufficio Tecniche di

Elaborazione dell’Informazione (IPTO) dell’ARPA, Ivan

Sutherland (il padre della computer graphic ), lo chiamò come

suo collaboratore nel 1965. Pochi mesi dopo anche Sutherland

si dimise e Taylor, a soli 34 anni, ne assunse il posto.

• Taylor si rese conto in prima persona di quanto assurda fosse

l’incomunicabilità reciproca che quelle possenti e costose

macchine dimostravano. Possibile che non fosse possibile

condividere risorse tanto costose, come Lick aveva più volte

suggerito?

• Il finanziamento di un progetto volto a consentire la

comunicazione e lo scambio di risorse tra i computer dei vari

laboratori universitari finanziati dall’agenzia fu approvato e

Taylor: iniziò così la storia di Arpanet , la rete dell’ARPA.

• Dunque, se è vero che il progetto della rete nacque in un

contesto militare, la diffusa opinione che essa dovesse

fungere da strumento di comunicazione sicuro tra i

centri di comando militari nell’evenienza di una guerra

nucleare è frutto di un equivoco storiografico.

• In realtà l’obiettivo perseguito da Bob Taylor era di

aumentare la produttività e la qualità del lavoro

scientifico nei centri finanziati dall’ARPA, permettendo

ai ricercatori universitari di comunicare e di condividere

le risorse informatiche, a quei tempi costosissime e di

difficile manutenzione.

• Parte dell’equivoco circa le origini belliche della rete

deriva dal fatto che nella stesura delle specifiche Larry

Roberts riprese le idee elaborate da Baran all’inizio

degli anni ’60.

• La fase esecutiva del progetto Arpanet prese il via nel 1969.
• Il primo IMP (delle dimensioni di un frigorifero) fu

consegnato alla University of California il due settembre, e fu

immediatamente connesso al grande elaboratore SDS Sigma 7

della UCLA senza alcuna difficoltà.

• Il primo di ottobre fu installato il secondo IMP presso

lo Stanford Research Institute (SRI), dove fu collegato a un

mainframe SDS 940. Il progetto dell’ARPA si era finalmente

materializzato in una vera rete, costituita da due nodi connessi

con una linea dedicata a 50 Kbps.

• Dopo qualche giorno fu tentato il primo collegamento tra host

facendo simulare al Sigma 7 il comportamento di un terminale

remoto del 940: l’esperimento, seppure con qualche difficoltà

iniziale, andò e buon fine, e dimostrò che la rete poteva

funzionare.

• Nei mesi successivi vennero collegati i nodi delle Università

di Santa Barbara e dello Utah.

• Intorno alla rete dell’ARPA, andava prendendo

forma una sorta di rete delle reti.

• A sancire la nascita definitiva di tale rete intervenne

nel 1983 la decisione da parte della DCA di dividere

Arpanet in due rami per motivi di sicurezza: uno

militare e chiuso, inizialmente battezzato Defense

Data Network e poi Milnet , e uno per la comunità

scientifica, che ereditava il nome originario e che

non avrebbe avuto limiti di interconnessione esterna.

• La vecchia Arpanet poteva così divenire a tutti gli

effetti il cuore della neonata Internet.

Cosa è una rete

• Una RETE INFORMATICA è costituita da un

insieme di computer collegati tra di loro ed in

grado di condividere sia le risorse hardware

(periferiche accessibili dai vari computer che

formano la rete), che le risorse software

(programmi applicativi e file archiviati nelle

memorie di massa dei vari terminali).

• A seconda delle dimensioni si distinguono diversi

tipi di reti:

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• WAN : Wide Area Network (rete geografica), è una

rete di estensione superiore alle precedenti, può

essere regionale o nazionale o anche più ampia.

Generalmente le WAN sono utilizzate per collegare

tra loro più reti di livello inferiore (LAN, MAN) in

modo che un utente di una rete possa comunicare

con utenti di un'altra rete. Molte WAN sono

costruite per una particolare organizzazione e sono

private. Una evoluzione delle WAN sono le GAN

(Global Area Network). Si tratta di reti che

collegano computer dislocati in tutti i continenti.

Caratteristiche di Internet

• Non ha un centro, quindi anche

responsabilità e compiti limitati nelle

varie sue componenti

• Diventa presto “punto di incontro” e

di scambi di informazioni non

“guidato”, spontaneo

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Come funziona Internet

• Ogni sottorete che è parte di Internet è assimilabile ad una rete ferroviaria nazionale
• Internet può essere assimilata al sistema ferroviario mondiale - Si noti che affinché i treni possano passare da una rete nazionale ad un'altra, è necessario che esse condividano le norme di costruzione dei binari e che gli enti ferroviari si accordino sugli orari in cui far passare i treni e così via: sono insomma necessari dei protocolli 19

Come funziona Internet

• Un aspetto importante di Internet è la sua topologia distribuita e decentrata 20 N N N N N N N
• In questo modo se un percorso è interrotto o troppo trafficato i dati possono prendere strade alternative
• Ad esempio per andare da N1 a N3 si può prendere il percorso N1-N2-N6-N3 oppure N1- N5-N4-N3 e così via