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Introduzione alle Reti di Computer: Concetti Fondamentali e Tecnologie - Prof. Pelusi, Schemi e mappe concettuali di Elementi di Informatica

Una panoramica completa dei concetti fondamentali delle reti di computer, dalla digitalizzazione dei dati multimediali ai protocolli di rete, passando per le diverse tipologie di reti e le architetture di internet. Anche i modelli di comunicazione client-server e peer-to-peer, nonché le sfide e le soluzioni in termini di sicurezza informatica.

Tipologia: Schemi e mappe concettuali

2023/2024

In vendita dal 09/02/2025

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mariannaraponi- 🇮🇹

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in
Ethernet
Rappresentare l'informazione multimediale
Networking e Internet
digitalizzazione dei colori RGB:
- colore specificato da tre componenti: rosso (R), verde (G), blu (B).
- ogni componente ha un’intensità da 0 a 255, che è rappresentata da 1 byte.
cos’è …?
Il pixel è un elemento fondamentale dell’immagine per la sua risoluzione grafica.
L’overflow si ha quando si supera la dimensione di bit prefissati dal computer.
produzione del suono
- un oggetto vibrante emette onde di pressione trasmesse nell’aria.
parametri del suono ( onda sonora ):
tono: determinato dalla frequenza dell’onda. 1.
volume: determinato dall’ampiezza dell’onda. 2.
digitalizzazione del suono:
compressione
- riduzione dei dati utilizzati per rappresentare le informazioni.
tipologie:
compressione lossless (senza perdita): l’informazione originale può essere ricostruita esattamente.
- es. Codifica Run-Length (RLE).
compressione lossy (con perdita): riduce i dati sacrificando dettagli non percepibili.
- es. JPEG (immagini), MPEG (video).
tecniche di compressione:
codifica relativa/differenziale: registra solo differenze tra blocchi di dati consecutivi.
codifica basata su dizionario: messaggio codificato come una serie di riferimenti a un dizionario (es. nei word processor).
problemi dei multimedia
latenza: ritardi nella trasmissione.
ampiezza di banda: limiti nella quantità di dati inviati.
principio del mezzo universale indifferente: i bit possono rappresentare qualsiasi tipo di informazione discreta, e possono essere manipolati.
immagini bitmap e grafica vettoriale
Le prime sono una matrice bidimensionale di pixel colorati (es. 640x480).
Ciascun pixel assume un colore o una tonalità di grigio.
La seconda disegna le immagini utilizzando formule matematiche (coordinate, forme). Solitamente vengono utilizzate nell’animazione 3D.
Esempi:
Nero: (0, 0, 0) 󱽔 assenza di colore, intensità più bassa
Bianco: (255, 255, 255) 󱽔 massima intensità.
Grigi: stessa intensità per R, G, B (es. 128, 128, 128) 󱽔 ci sono 256 grigi
introduzione e classificazione delle reti
- permettono lo scambio di informazioni e la condivisione di risorse (software, dati, contenuti).
- il software di rete è diventato una componente chiave nei sistemi operativi.
tipi di rete:
PAN ( Personal Area Network ) per brevi distanze.
LAN ( Local Area Network ) per edifici o campus.
MAN ( Metropolitan Area Network ) per comunità.
WAN ( Wide Area Network ) per grandi distanze.
proprietaria: chiusa contro aperta
topologie:
- considera il modo di collegamento dei dispositivi
- rete a bus
- rete a stella
pf2

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inEthernet

Rappresentare l'informazione multimediale

Networking e Internet

digitalizzazione dei colori RGB:

  • colore specificato da tre componenti: rosso (R), verde (G), blu (B).
  • ogni componente ha un’intensità da 0 a 255 , che è rappresentata da 1 byte. cos’è …? Il pixel è un elemento fondamentale dell’immagine per la sua risoluzione grafica. L’overflow si ha quando si supera la dimensione di bit prefissati dal computer. produzione del suono
  • un oggetto vibrante emette onde di pressione trasmesse nell’aria. parametri del suono ( onda sonora ):
  1. tono : determinato dalla frequenza dell’onda.
  2. volume : determinato dall’ampiezza dell’onda. digitalizzazione del suono: compressione
  • riduzione dei dati utilizzati per rappresentare le informazioni. tipologie:
  • compressione lossless ( senza perdita ): l’informazione originale può essere ricostruita esattamente.
  • es. Codifica Run-Length (RLE).
  • compressione lossy ( con perdita ): riduce i dati sacrificando dettagli non percepibili.
  • es. JPEG (immagini), MPEG (video). tecniche di compressione:
  • codifica relativa/differenziale: registra solo differenze tra blocchi di dati consecutivi.
  • codifica basata su dizionario: messaggio codificato come una serie di riferimenti a un dizionario ( es. nei word processor ). problemi dei multimedia ➭ latenza: ritardi nella trasmissione. ➭ ampiezza di banda: limiti nella quantità di dati inviati. ➭ principio del mezzo universale indifferente: i bit possono rappresentare qualsiasi tipo di informazione discreta, e possono essere manipolati. immagini bitmap e grafica vettoriale Le prime sono una matrice bidimensionale di pixel colorati (es. 640x480). Ciascun pixel assume un colore o una tonalità di grigio. La seconda disegna le immagini utilizzando formule matematiche (coordinate, forme). Solitamente vengono utilizzate nell’animazione 3D. Esempi: Nero : (0, 0, 0) assenza di colore, intensità più bassa Bianco : (255, 255, 255) massima intensità. Grigi : stessa intensità per R, G, B (es. 128, 128, 128) ci sono 256 grigi introduzione e classificazione delle reti
  • permettono lo scambio di informazioni e la condivisione di risorse (software, dati, contenuti).
  • il software di rete è diventato una componente chiave nei sistemi operativi. tipi di rete:
  • PAN ( Personal Area Network ) per brevi distanze.
  • LAN ( Local Area Network ) per edifici o campus.
  • MAN ( Metropolitan Area Network ) per comunità.
  • WAN ( Wide Area Network ) per grandi distanze. proprietaria: chiusa contro aperta topologie:
  • considera il modo di collegamento dei dispositivi
  • rete a bus
  • rete a stella

protocolli di rete

  • regole per la comunicazione tra dispositivi ( es. coordinare la trasmissione di messaggi tra computer )
  • evita che tutte le macchine trasmettano messaggi contemporaneamente
  • permette ai venditori di costruire prodotti che sono compatibili con prodotti di altri venditori
  • esempi:
  • CSMA/CD (Collision Detection) rileva le collisioni, usato in Ethernet. entrambe le macchine si fermano e aspettano
  • CSMA/CA (Collision Avoidance) evita le collisioni, usato in WiFi in wi-fi non tutte le macchine possono sentirsi l’una con l’altra ➮ problema del “terminale nascosto”. fornisce vantaggi alle macchine in attesa dispositivi per combinare reti:
  1. repeater ⟶ passa tutti i messaggi attraverso due bus
  2. bridge ⟶ passa solo i messaggi destinati al computer sull’altro bus
  3. switch ⟶ simile al bridge, ma con connessione a bus multipli
  4. router ⟶ connette reti incompatibili, formando Internet (es. Windows) comunicazione tra processi sistemi distribuiti
  • unità software che eseguono processi su computer diversi
  1. cluster computing collaborazione di computer indipendenti per compiti complessi.
  2. grid computing utilizza milioni di PC per calcoli intensivi.
  3. cloud computing fornisce servizi nascondendo i dettagli tecnici. Internet il suo obiettivo iniziale era collegare più reti di un computer come unico sistema oggi è una rete globale che connette PANs, LANs, MANs e WANs. architetture di internet:
  • ISP ( Internet Service Provider ): i provider si occupano di fornire l’accesso alla rete Tier-1: Backbone Tier-2: Connessioni intermedie.
  • Tier-3 ISP: accesso diretto (hotspot, linee telefoniche, satelliti), serve all’utente per poter accedere. indirizzamento:
  • IP ⟶ devono essere identificabili, 32 o 128 bit.
  • DNS ⟶ associa nomi mnemonici (es.: .com, .org) agli indirizzi IP. ➤ ICAAN ⟶ alloca blocchi di indirizzi IP e ISP che assegnano quegli indirizzi entro i loro ambiti, e sorveglia la registrazione di domini e nomi di dominio. applicazioni di Internet
  • HTTP protocollo di trasferimento di link
  • FTP protocollo di trasferimento file
  • E-mail SMTP ( raccoglie mail in arrivo e li trasmette in uscita ) | POP3 | IMAP
  • VoIP
  • Streaming multimediale ( N-unicast/ multicast / on-demand / CDNs ). protocolli e strati software
  • controlla come i messaggi sono trasferiti su internet
  • realizzato da una gerarchia multilivello
  • deve risiedere su ogni computer in internet ➙ la TCP/IP Protocol Suite è un insieme di protocolli utilizzati per gestire la comunicazione su Internet.
  • TCP (Transmission Control Protocol): connessione affidabile, verifica che tutti i pacchetti arrivino.
  • UDP (User Datagram Protocol): connessione veloce ma meno affidabile.
  • IP (Internet Protocol): supporta IPv4 e IPv6. World Wide Web
  • permette i collegamenti tra intertesti, links
  • esempi: ➙ Hypertext: collegamento di documenti attraverso URL ➙ browser: presenta materiali all’utente, non è un motore di ricerca ➙ web servers: fornisce accesso ai documenti identificati da URLs e trasferiti con HTTP ➙ HTML: linguaggio per costruire pagine web con tag per testo, immagini e collegamenti. ➙ XML: linguaggio per costruire linguaggi di marcatura simili all’HTML. sicurezza tipi di attacco: Malware, DoS, phishing, spam. protezione: Firewall, antivirus, filtri spam.
    1. Crea i messaggi
    2. Divide in pacchetti
    3. Gestisce il routing
    4. Trasmette pacchetti iI dominio è una regione di internet gestita da una sola autorità. Esso deve essere registrato presso l’ICANN, attraverso l’assegnazione di un nome mnemonico. client-server è un modello di comunicazione che fornisce servizi a più client. Client fanno richieste di altri processi, i server li soddisfano. Un esempio è il socket, meccanismo che permette ai programmi di comunicare tra loro tramite la rete. Perché funzioni, il sistema deve sapere:
  1. Source Address
  2. Source Port (un numero tra 1023 e 65535).
  3. Destination Address
  4. Destination Port peer to peer P2P i processi si scambiano servizi reciprocamente. Coinvolge i processi solo per la durata della loro esecuzione.