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Introduzione alle Reti di Computer: Protocolli e Livelli, Schemi e mappe concettuali di Sistemi Informativi

Una panoramica dei protocolli di rete e dei livelli di rete, illustrando i concetti chiave e le tecnologie utilizzate nelle reti di computer. I diversi livelli del modello osi, tra cui il livello di applicazione, il livello di trasporto, il livello di rete e il livello di collegamento, fornendo esempi pratici e descrivendo i protocolli più comuni come http, smtp, tcp, ip e dns. Inoltre, il documento affronta temi come la rilevazione degli errori, il controllo di flusso e l'indirizzamento mac e ip.

Tipologia: Schemi e mappe concettuali

2020/2021

Caricato il 30/03/2025

Mattia.Bacelle
Mattia.Bacelle 🇮🇹

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RETI E SISTEMI INFORMATIVI
Capitolo 1: SISTEMI, MODELLI, RISORSE, PROCESSI, DATI
SISTEMA = Insieme di componenti che assieme realizzano una funzione (e hanno un obiettivo), fornendo
opportuni risultati (rilevabili dall’esterno) in corrispondenza a determinati dati/eventi (condizioni esterne
che influiscono su di esso) presenti o passati.
Ha bisogno di avere più elementi che permettono di raggiungere l’obbiettivo non grazie ai singoli elementi
ma grazie al sistema.
Es. Naturali (organismi viventi, ecosistemi), Artificiali (macchine, fabbriche, circuiti), Sociali (aziende, enti
pubblici, comunità locali o nazionali).
o COMPONENTI DEL SISTEMA
-OBIETTIVO: non esiste un sistema se non esiste un obiettivo
-COMPONENTI diversi
-ATTRIBUTI: le caratteristiche, la configurazione, la qualità, i vincoli del sistema
-RELAZIONI tra coppie di componenti del sistema: per realizzare un obiettivo è fondamentale che la
relazione tra i componenti garantisca la qualità del conseguimento dell’obiettivo. È fondamentale
l’integrazione fra i componenti.
L’Ingegnerizzazione degli attributi delle componenti rende possibile il contributo delle stesse al
conseguimento dell’obiettivo del sistema.
E’ un sistema? SI
L’obiettivo è quello di permettere di attraversare e di
facilitare la navigazione.
I componenti sono mattone e asfalto.
La relazione è che vengono messi in modo tale che il
ponte non crolli.
E’ un sistema? NO
È una collezione di sistemi in uno stesso posto.
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Scarica Introduzione alle Reti di Computer: Protocolli e Livelli e più Schemi e mappe concettuali in PDF di Sistemi Informativi solo su Docsity!

RETI E SISTEMI INFORMATIVI

Capitolo 1: SISTEMI, MODELLI, RISORSE, PROCESSI, DATI

SISTEMA = Insieme di componenti che assieme realizzano una funzione (e hanno un obiettivo), fornendo opportuni risultati (rilevabili dall’esterno) in corrispondenza a determinati dati/eventi (condizioni esterne che influiscono su di esso) presenti o passati. Ha bisogno di avere più elementi che permettono di raggiungere l’obbiettivo non grazie ai singoli elementi ma grazie al sistema. Es. Naturali (organismi viventi, ecosistemi), Artificiali (macchine, fabbriche, circuiti), Sociali (aziende, enti pubblici, comunità locali o nazionali). o COMPONENTI DEL SISTEMA

  • OBIETTIVO: non esiste un sistema se non esiste un obiettivo
  • COMPONENTI diversi
  • ATTRIBUTI: le caratteristiche, la configurazione, la qualità, i vincoli del sistema
  • RELAZIONI tra coppie di componenti del sistema: per realizzare un obiettivo è fondamentale che la relazione tra i componenti garantisca la qualità del conseguimento dell’obiettivo. È fondamentale l’integrazione fra i componenti. L’Ingegnerizzazione degli attributi delle componenti rende possibile il contributo delle stesse al conseguimento dell’obiettivo del sistema. E’ un sistema? SI L’obiettivo è quello di permettere di attraversare e di facilitare la navigazione. I componenti sono mattone e asfalto. La relazione è che vengono messi in modo tale che il ponte non crolli. E’ un sistema? NO È una collezione di sistemi in uno stesso posto.

E’ un sistema? SI L’obiettivo è di alimentare tutte le cellule. E’un sistema? SI La funzione è di consentire a una persona di spostarsi attraverso strade. E’ un sistema? SI Questa è una rete internet costituita da collegamenti infrastrutturali fisici. È il più grosso sistema presente nel mondo. L’ obiettivo è di mettere in comunicazione/trasmissione di dati tra due nodi senza barriere in modo rapido. È possibile avere un accesso alle informazioni, appoggiare delle applicazioni e condividere processi e dati. La rete internet è “globale” cioè per essere mandata, una comunicazione deve attraversare mari e oceani grazie alla fibra ottica che permette alla comunicazione di passare tra nodi a livello mondiale. La geopolitica gioca la sua parte. L’infrastruttura è fatta da cavi e dispositivi che permettono di collegare dispositivi e persone connessi alla rete. L’obiettivo dipende dal modo in cui si integrano i componenti. UN SISTEMA PER VOLARE Nella mitologia greca, Icaro ha cercato di volare imitando gli uccelli, creando un sistema i cui elementi corrispondevano alle parti fisiche dei volatili. Quali sono i componenti che permettono agli uccelli di volare? LE ALI. Come? SBATTENDO LE ALI. L’approccio è stato quello di prendere un sistema che vola, scomporlo e riprodurlo. FALLIMENTO! La domanda che bisogna porsi è: COSA MI SERVE DAL PUNTO DI VISTA FUNZIONALE?

  • Galleggiare nell’aria: attraverso le ali
  • Muovermi, andare avanti: attraverso il motore a scoppio
  • Mantenere l’equilibrio Si utilizza un approccio di decomposizione funzionale. SUCCESSO!

3. MODELLO FUNZIONALE DFD

È simile al modello funzionale sopraesposto ma più elaborato con data flow diagram. Si identificano i processi e gli attori che interagiscono e i dati che vengono trasmessi. SISTEMA ORGANIZZATIVO MODELLI DI SISTEMA ORGANIZZATIVO Artigiano che utilizza macchine sofisticate Studio di ragioneria, comune, azienda statale Rapporto funzionale Grandi imprese, Università, i sistemi informativi sono funzionali alla strategia e vengono usufruiti da tutti gli altri settori. È importante modellare perché si riesce a capire la tipologia di azienda. Anche i modelli gerarchici permettono di ragionare sui sistemi.

RISORSE E PROCESSI

RISORSA= tutto ciò con cui l’organizzazione opera, sia materiale che immateriale, per perseguire i suoi obiettivi. Ciò che viene dato al sistema per perseguire i suoi obiettivi. PROCESSO= insieme di attività (sequenze di decisioni e azioni) che l’organizzazione/sistema svolge per contribuire/modificare al ciclo di vita delle risorse o di un gruppo omogeneo di risorse. o LE RISORSE Le risorse possono essere: personali, finanziarie, materiali, attrezzature, clienti/utenti e informazioni (sempre più importanti e spesso relative alle altre risorse). o I PROCESSI

  • Direzionali= definizione di obiettivi strategici (consiglio di amministrazione)
  • Gestionali= traduzione degli obiettivi strategici nell’organizzazione e gestione (funzionari)
  • Operativi= attuazione degli obiettivi e gestione delle attività quotidiane (addetti) AZIENDA: - direzionali: scelta aree mercato convenienti
    • gestionali: controllo scostamenti settimanali preventivo e consuntivo
    • operativo: registrazione costi delle commesse UNIVERSITÀ: - direzionali: predisposizione del bilancio, attivazione corso di laurea
    • gestionali: redazione del conto consuntivo, sdoppiamento di un corso
    • operativo: rimborso delle spese di missione, calcolo voto di laurea PROCESSO E ORGANIZZAZIONE
  • Per la produzione di prodotti/servizi sono in genere coinvolte una o più unità organizzative, attraverso una distribuzione di compiti e responsabilità, spesso codificata in norme o procedure che regolano il processo. Le strutture possono anche appartenere a enti diversi.
  • Il processo corrisponde ad un punto i vista trasversale sull’organizzazione.
  • I processi spesso attraversano la struttura gerarchica e la reingegnerizzazione dei processi tende spesso ad eliminare buona parte della gerarchia. I DATI
  • OPERATIVI: livello più basso. Descrivono fatti elementari di interesse (importi movimenti contabili)
  • DI CONTROLLO: Aggregazioni ed elaborazioni di dati operativi (saldi mensili c/c)
  • DI PIANIFICAZIONE: Sintesi dei dati di controllo (bilancio) I dati fluiscono dal basso verso l’alto nella creazione di nuove dati ma può essere anche il contrario nei casi decisionali e di controllo. I dati possono essere determinati da eventi o perduti. Il secondo caso avviene momento in ci nn vengono depositati su un supporto fisico. Una volta persi non possono essere ricreati. SISTEMA INFORMATIVO SISTEMA INFORMATIVO= componente (sottosistema) di una organizzazione che gestisce (acquisisce, trasforma, conserva, distribuisce) le informazioni di interesse (cioè utilizzate per il perseguimento degli scopi dell’organizzazione stessa). L’ obiettivo è di gestire la risorsa “informazione” e le informazioni sulle altre risorse. La risorsa è un’informazione se i dati vengono accompagnati da un senso logico. Si ricevono informazioni da un dato se ad esso è l’età un’interpretazione.

Capitolo 2: LE RETI

LA STRUTTURA DI INTERNET

Internet è un insieme di punti di accesso. COME SI FA A CONNETTERE TUTTI I PUNTI DI ACCESSO IN MODO TALE CHE LA COMUNICAZIONE CI SIA TRA OGNI COPPIA?

  • Connettere a due a due tutti i punti di accesso Connettere ogni coppia di punti di accesso non è scalabile: il numero di connessioni cresce in modo quadratico.
  • Connettere ogni punto di accesso a un internet service provider globale Si crea un internet service provider (ISP) globale per far si che tutti i punti si colleghino ad un’organizzazione che garantisce. Questa non è la soluzione ottima perché bisognerebbe mettere d’accordo tutti i clienti e i provider di diversi paesi. Questa soluzione porta a competitors diversi (gestire le reti si guadagna) che dovranno interconnettersi tra loro (è necessario utilizzare la competitività di altre reti per aumentare la possibilità dei propri clienti di raggiungere altri clienti non gestiti da loro). Tra due reti c’è un ponte di comunicazione. Esistono anche reti regionali cioe’ reti con dimensione regionale eh offrono servizi e a loro volta hanno una struttura e a loro volta devono essere connesse ad altre reti. I content providers come google o Microsoft hanno le proprie reti per portare dati e servizi più vicini agli utenti.

Internet è una rete di reti i cui nodi possono essere: ESTERNI (applicazioni) e INTERNI (comunicazioni e processi che hanno come attori i nodi interni. INTERNET

  • Infrastruttura di comunicazione che permette di gestire applicazioni in rete distribuite attraverso programmi che fanno uso della rete (web, e-mail, giochi, word).
  • Servizi forniti alle applicazioni: servizio NON AFFIDABILE non mi interessa che le informazioni arrivino in ordine, voglio simultaneità (skype, streaming), servizio AFFIDABILE tutte le informazioni che vengono inviate sono sicuro che arrivino al destinatario nell’ordine in cui le ho inviate (pagamenti, file). Tutti i servizi devono appoggiarsi allo stesso sistema.
  • Protocolli= norme che definiscono il formato e l’ordine dei messaggi scambiati fra due o più entità in comunicazione, così come le azioni intraprese in fase di trasmissione e/o ricezione di un messaggio o di un altro evento. Consento ad una struttura disomogenea di gestire la comunicazione indipendentemente dalla disomogeneità. L’ente che emana i protocolli è l’ IDF. RFC (request for comments) indica degli standard da attuare non obbligatori ma convenienti affinché la comunicazione avvenga in modo corretto. IETF (internet engineering task force). Tutte le azioni hanno dei protocolli cioè regole condivise che ci permettono di interpretare in modo corretto il contenuto di una comunicazione. AI CONFINI DELLA RETE Ai confini della rete ci sono host e applicazioni eterogenee e Dispositivi nei quali gira un sistema operativo con applicazioni attraverso cui i vuole fruire di servizi che utilizzano la rete. I protocolli si basano sui servizi non sulle applicazioni. Le regole sono indipendenti dalle applicazioni ma queste ultime devono soddisfare i protocolli.
  • SISTEMI TERMINALI (HOST)= fanno girare programmi applicativi e sono situati all’estremita’ di internet.
  • ARCHITETTURA CLIENT/SERVER= la comunicazione avviene tra nodi esterni. Il primo che prende iniziativa è il cliente che fa una richiesta ad un server. Ma questa richiesta deve essere preceduta dalla disponibilità del server ad accogliere la richiesta. Quest’ultimo può rispondere o no. Nel momento in cui la richiesta del cliente arriva al server esso acquisisce informazioni sul cliente. Il server deve essere in grado di soddisfare la capacità di accogliere e gestire le richieste.
  • ARCHITETTURA PEER TO PEER= è simile alla client/server ma i ruoli si invertono si è sia cliente che server attraverso un catalogo condiviso (condivisione file).
  • ogni pacchetto utilizza completamente il canale
  • le risorse vengono usate a seconda delle necessità Contesa per le risorse:
  • la richiesta di risorse può cedere il quantitativo disponibile
  • congestione: accodamento dei pacchetti, attesa per l’utilizzo del collegamento
  • store and forward: Al router arriva un messaggio, deve decidere dove mandarlo e lo manda al router successivo. Occorrono L (lunghezza canale) /R (larghezza banda) secondi per trasmettere un pacchetto. L’intero pacchetto deve arrivare al router prima che questo lo trasmetta al nodo successivo. Il ritardo di propagazione di un messaggio è pari a 3L/R
  • la sequenza di pacchetti non segue uno schema prefissato. Si crea una condivisione di risorse su richiesta: MULTIPLEXING STATISTICO Il nodo intermedio deve decidere a quale nodo mandare il messaggio e ci sono 2 modalità:
  • RETE A DATAGRAMMA= “conosco l’indirizzo di destinazione ma il percorso dipende da casellante”. L’indirizzo di destinazione determina il salto successivo e i percorsi possono cambiare durante la sessione.
  • RETE A CIRCUITO VIRTUALE= quando nell’informazione è già presente il tragitto che il messaggio deve fare per arrivare a destinazione. Ciascun pacchetto è dotato di un identificatore che determina il salto successivo, il percorso viene determinato quando il circuito viene stabilito per la prima volta e rimane fisso per tutta la durata del collegamento. Un commutatore in una rete mantiene informazioni di stato per le proprie connessioni in corso. CONFRONTO TRA COMMUTAZIONE DI PACCHETTO E COMMUTAZIONE DI CIRCUITO La commutazione di pacchetto è a scelta vincente?
  • Ottima per i dati a raffica: condivisione delle risorse, semplice, non necessita l’impostazione della chiamata
  • Eccessiva congestione: ritardo e perdita dei pacchetti, sono necessari i protocolli per il trasferimento affidabile dei dati e per il controllo della congestione
  • Come ottenere un comportamento circuit-like? E’ necessario fornire garanzie di larghezza di banda per le applicazioni audio/video, è ancora un problema irrisolto. IN CONCLUSIONE…

Capitolo 3: MEZZI TRASMISSIVI E PRESTAZIONE DELLE RETI

COME SI FA A COLLEGARE DUE DISPOSITIVI IN RETE?

Esistono diverse modalità di comunicazione che dipendono da topologia delle reti e tipologia dei mezzi trasmissivi.

  1. RETI LOCALI A BUS Diversi dispositivi connessi che si legano ad un canale comune. Ogni pacchetto sa chi è il mittente e chi è il destinatario. Il primo nodo crea un pacchetto per il secondo nodo e lo passa al bus, questo messaggio va sia a sx (si scontra con il terminale e quindi viene assorbito) e a dx (va verso gli altri nodi). Il messaggio successivamente arriva sia al secondo nodo che lo prende e lo legge, sia al terzo che lo scarta in quanto non destinatario. Tutti vedono il messaggio ma viene catturato solo dal destinatario. VANTAGGIO: se si aggiunge un nodo non lo si deve notificare a nessuno. SVANTAGGIO: nessuno sa quanti nodi sono connessi quindi il messaggio può essere perso.
  2. RETI LOCALI A STELLA Ogni nodo è legato ad un nodo centrale che si occupa della comunicazione, non c’è un canale trasmissivo.

MEZZI TRASMISSIVI

  • BIT: viaggia da un sistema terminale a un altro, passando per una serie di coppie trasmittente-ricevente
  • MEZZO FISICO: ciò che sta tra il trasmittente e ricevente
  • MEZZI GUIDATI: se si ha un cavo il messaggio passa per il cavo solo chi ha accesso l mezzo fisico ha accesso ai pacchetti. I segnali si propagano in un mezzo fisico: fibra ottica, filo di rame o cavo coassiale.
  • MEZZI A ONDA LIBERA: passano attraverso un canale. I segnali si propagano nell’atmosfera e nello spazio esterno.
  • DOPPINO INTRECCIATO (TP): composto da due fili di rame distinti. Viene utilizzato nelle reti all’interno dell’edificio e permette velocità fino a decine di Mbps. a) CAVO COASSIALE E FIBRA OTTICA Cavo coassiale: composto da due conduttori in rame concentrici, è bidirezionale, viene usato nella televisione e accesso a internet via cavo. La banda larga permette più canali sul cavo e HFC. Fibra ottica: è un mezzo sottile e flessibile che conduce impulsi di luce (ciascun impulso è un bit). È caratterizzato da alta frequenza trasmissiva, elevata velocità di trasmissione punto-punto. Basso tasso di errore, immune all’inferenza elettromagnetica. b) CANALI RADIO Trasportano segnali nello spettro elettromagnetico, non richiedono l’installazione fisica di cavi, è bidirezionale. Gli effetti dell’ambiente di propagazione sono: riflessone, ostruzione a parte di ostacoli e interferenza. Tipi di canali radio: - microonde terresti - lan - wide-area - satellitari RETI DA ABITAZIONE Adsl/capable modem, router/firewall, Ethernet, punto d’accesso wireless ➢ Accesso residenziale: ADSL (asymmetric digital subscriber line) Rappresenta il caso che parte dal telefono e arriva alla centralina, questo cavo è mio quindi ho una commutazione di pacchetto. Si voglio collegare sia telefono che po’ quindi utilizzo modalità FDM. ➢ Accesso residenziale CABLE MODEM O FIBRA Il capable modem trasforma un segnale digitale in segnale analogico (onde) - HFC (hybrid fibre coaxial): rete ibrida a fibra e cavo coassiale che collega le case ai router degli ISP - FIBRA FTTH (fiber to the home): dal punto in cui arriva la fibra ha la connessione fino ad una certa larghezza di banda. ➢ Accesso aziendale: reti locali LAN - ETHERNET: un canale condiviso o dedicato collega sistemi terminali ai router ➢ Accesso wireless Una rete d’accesso wireless collega i sistemi terminali al router attraverso la stazione base detta access point. - LAN WIRELESS - RETE D’ACCESSO WIRELESS GEOGRAFICA: gestita da un provider di telecomunicazioni

STRUTTURA DI INTERNET: LA RETE DELLE RETI

- ISP DI LIVELLO 1 O RETI DORSALI DI INTERNET

Gli isp di livello 1 sono direttamente connessi a ciascuno degli altri isp di livello 1. Rappresentano un insieme di nodi legati tra di loro che trasmettono molti dati, sono gestiti da compagnie telefoniche connesse tra di loro. Gli isp di livello 1 si collegano anche alla rete pubblica tramite “punti di accesso alla rete” NAP.

  • NAP Il nap è un nodo che consente ai propri utenti di dialogare con gli utenti e i sistemi di qualsiasi altro operatore connesso. È un nodo dell Big Internet a cui tutti gli isp di qualsiasi dimensione e business possono appoggiarsi per consentire ai propri utenti i dialogare con gli utenti e i sistemi di qualsiasi altro operatore connesso. Per far si che un messaggio arrivi nel cuore della rete, deve passare attraverso il nodo NAP che mi collega alle reti di livello 1.
  • ISP DI LIVELLO 2: ISP PIÙ PICCOLI (NAZIONALI O DISTRETTUALI) Si possono connettere solo a isp di livello 1 per usufruire di servizi e possibilmente ad altri isp di livello 2. Un isp di livello 2 paga l’isp di livello 1 che gli fornisce la connettività per il resto della rete. Un isp di livello 2 è cliente di un isp di livello 1. Quando due isp di livello 2 sono direttamente interconnessi vengono detti pari grado.
  • ISP DI LIVELLO 3 E ISP LOCALI (ISP DI ACCESSO) Il livello 3 è il livello massimo. Gli isp di livello 3 sono clienti degli isp di livello superiore che li collegano all’intera internet. RITARDI E PERDITE NELLE RETI A COMMUTAZIONE DI PACCHETTO I pacchetti devono essere generati dai nodi e successivamente messi in una coda di pacchetti in attesa di essere inviati. Se il tasso di arrivo dei pacchetti sul collegamento eccede la capacità del collegamento di evaderli i pacchetti vengono eliminati RITARDO —> pacchetti in testa di essere trasmessi RITARDO —> pacchetti accodati PERDITA —> se non ci sono buffer liberi i pacchetti in arrivo vengono scartati CAUSE DI RITARDO PER I PACCHETTI ▪ Ritardo di elaborazione del nodo Il router che riceve un pacchetto deve capire se è integro e in che canale deve essere mandato. Controllo errori sul bit e determinazione del canale di uscita. Livello di microsecondi.

PERDITA DI PACCHETTI - Una coda capacità finita

  • Quando il pacchetto trova la coda piena, viene scartato e quindi perso
  • Il pacchetto perso può essere ritrasmesso dal nodo precedente, dal sistema terminale ne lo ha generato, o non essere ritrasmesso affatto. LIVELLI DI PROTOCOLLO Le reti sono molto complesse suddivise in molti “pezzi”:
  • host
  • router
  • svariate tipologie di mezzi trasmissivi
  • applicazioni
  • protocolli
  • hardware e software Ciascun livello realizza un servizio effettuando determinate azioni all’interno del livello stesso e utilizzando i servizi del livello immediatamente inferiore. PERCHÉ LA STRATIFICAZIONE? Quando si ha a che fare con sistemi complessi:
  • Una struttura esplicita consente l’identificazione dei vari componenti di un sistema complesso e delle loro inter-relazioni (analisi del modello di riferimento a strati)
  • La modularizzazione facilita la manutenzione e l’aggiornamento di un sistema PILA DI PROTOCOLLI INTERNET
  • APPLICAZIONE: di supporto alle applicazioni di rete (FTP, SMTP, HTTP)
  • TRASPORTO: trasferimento dei messaggi a livello di applicazione tra il modulo client e server di un’applicazione (TCP, UDP)
  • RETE: instradamento dei datagrammi dall’origine al destinatario (IP)
  • LINK: instradamento dei datagrammi attraverso una serie di commutatori di pacchetto (PPP, ETHERNET)
  • FISICO: trasferimento dei singoli bit

Capitolo 4: ARCHITETTURA DELLE APPLICAZIONI

I DUE SANTONI

Due santoni vogliono discutere del senso della vita: uno vive in Tibet, l’altro in Italia quindi è necessaria una CONNESSIONE. Essi non dispongono di un collegamento diretto, è necessario stabilire una forma di TRASMISSIONE. Uno parla cinese mentre l’altro italiano, è necessario stabilire un LINGUAGGIO PER LA COMUNICAZIONE. Per avviare una comunicazione sono necessarie: Regole - Linguaggio comune: inglese

  • Formato di trasmissione: pagine dattiloscritte
  • Canale di comunicazione: fax Infrastruttura - Interprete che detta
  • Segretaria dattilografa che scrive e infila il fax
  • Macchina per fax Il flusso di informazioni segue le frecce. I santoni possono non sapere nulla delle regole del fax ma il fax destinatario e il fax mittente devono condividere le stesse regole come i dattilografi. La traduzione deve essere semanticamente equivalente e di conseguenza le regole per ingaggiare Il soggette preposto devono essere uguali. Il flusso di informazioni segue una dimensione verticale verso il basso, quindi verso il canale fisico e verso l’alto verso chi utilizza, attraversa vari livelli e per ogni livello ci sono regole condivise tra attori dello stesso livello. Gli attori sono sia serventi, quando danno le informazioni, sia clienti, quando ricevono le informazioni. Le infrastrutture sono a strati ogni strato è caratterizzato da regole condivise con gli starter paralleli. Ogni strato si interfaccia solo con lo stato immediatamente superiore e lo strato immediatamente inferiore. La comunicazione avviene attraverso gli strati.

LIVELLO DI APPLICAZIONE

o OBIETTIVI

  • Fornire i concetti base e gli aspetti implementativi dei protocolli delle applicazioni di rete
  • Modelli di servizio del livello di trasporto
  • Paradigma client-server
  • Paradigma peer-to-peer
  • Apprendere informazioni sui protocolli esaminando quelli delle più diffuse applicazioni di rete o APPLICAZIONI DI RETE DIFFUSE Posta elettronica, web, messaggistica istantanea, autenticazione in un remoto, condivisione di file P2P, giochi multiutente via rete, streaming di video-clip memorizzati, telefonia via internet e videoconferenza in tempo reale. o CREARE UN’APPLICAZIONE DI RETE Creare un software che gira su nodi esterni alla rete usando dispositivi hardware e sistemi operativi diversi. Indipendentemente dall’applicazione voglio che le richieste vengano soddisfatte. Le applicazioni di rete vedono solo lo strato sotto di loro. Bisogna scrivere programmi che: - Girano su sistemi terminali diversi
  • Comunicano attraverso la rete
  • Non occorre predisporre programmi per i dispositivi del nucleo della rete ARCHITETTURE DELLE APPLICAZIONI DI RETE
  1. ARCHITETTURA CLIENT-SERVER SERVER: - Svolge un ruolo passivo
  • Resta in attesa di richieste di servizio da parte dei client
  • Serve ogni richiesta trasmettendo messaggi di risposta
  • Host sempre attivo
  • Indirizzo fisso per essere individuabile
  • Spesso organizzato in server farm per creare un potente server virtuale CLIENT: - Svolge un ruolo attivo
  • Manda una richiesta di servizio
  • Resta in attesa di un messaggio di risposta
  • Comunica con il server
  • Può contattare il server in qualunque momento e rivela la sua identità
  • Può avere indirizzi IP dinamici
  • Non comunica direttamente con gli altri client C’è una disparita’ di ruoli. Le risorse e quindi i costi necessari per fornire il servizio sono concentrate nei server. Tipicamente il rapporto tra server e client è uno-a-molti: la responsabilità del servizio non è affidata omogeneamente a tutte le entità partecipanti. SCALABILITÀ= quando aumentano gli utenti e si riesce a garantire lo stesso tipo di servizio. Dipende dalla capacità del server di smaltire i messaggi.
  • All’aumentare del numero di richiesta, le prestazioni di un sistema client-server degradano. Per esempio in un server FTP, al crescere degli utenti diminuisce la larghezza di banda disponibile per la singola connessione, e aumentano i tempi di attesa. Attacchi dos (denial of service) avvengono quando i server vengono attaccati da richieste di messaggi in numero maggiore rispetto alla capacità di gestire il servizio.
  • Le prestazioni del sistema dipendono dal server. I miglioramenti possono avvenire soltanto investendo risorse per l’aggiornamento della configurazione del server.

2) ARCHITETTURA P2P PURA

Lo stesso host agisce sia da client che da server. Anziché fare una richiesta esterna la si fa ad un altro client della rete.

  • Non c’è un server sempre attivo
  • Coppie arbitrarie di host (peer) comunicano direttamente tra loro
  • I peer non devono necessariamente essere sempre attivi, e cambiano indirizzo IP
  • Facilmente scalabile ma difficile da gestire PROBLEMI: - Tutti dovrebbero avere indirizzi fissi, perché in caso contrario non si saprebbe a chi chiedere. Ma non si può esigere che tutti gli altri client abbiano un indirizzo fisso
    • Come si fa a capire se un determinato client ha le risorse? Dovrebbe esserci una condivisione a priori di tutte le risorse che i client hanno
  1. ARCHITETTURA IBRIDA (CLIENT-SERVER E P2P) C’è un server centralizzato che non contiene la risorsa ma ha l’informazione che mi permette di accedere alla risorsa.
  • NEPSTER/TORRENT: - Scambio di file secondo logica P2P
  • Ricerca di file centralizzata: i peer registrano il loro contenuto presso un server centrale e chiedono allo stesso server centrale di localizzare il contenuto
  • MESSAGGISTICA ISTANTANEA:
  • La chat tra due utenti è del tipo P2P
  • Individuazione della presenza/location centralizzata: l’utente registra il suo indirizzo IP sul server centrale quando è disponibile online, inoltre contatta il server centrale per conoscere gli indirizzi IP dei suoi amici SCALABILITÀ DEI SISTEMI P2P
  • Esistono sistemi P2P che supportano milioni di utenti
  • Il carico viene bilanciato tra tutti i nodi
  • La scalabilità è limitata dalle operazioni di coordinamento e sincronizzazione tra i peer
  • Riduzione dei costi: un sistema centralizzato che gestisce centinaia di TB di dati è molto più complesso e costoso che organizzare una rete P2P in cui ogni nodo condivide pochi GB P2P È MOLTO PIÙ SCALABILE DI CLIENT-SERVER !!! P2P FILE DISTRIBUTION: BIT TORRENT Il file è diviso in blocchi di 256 Kb e i peers mandano/ricevono blocchi.
  • Trackers: tiene traccia dei partecipanti in torrent
  • Torrent: gruppo di colleghi che scambiano pezzi di un file Quando un nuovo utente aderisce a torrent:
  • Non mette a disposizione blocchi, ma li accumulerà man mano dagli altri peers
  • Si registra, ottiene la lista degli altri peers, si connette a un sottoinsieme di peers Quando si fa il download, il peer carica in contemporanea i suoi blocchi ad altri peers, l’insieme dei peers con cui vengono scambiati i blocchi varia nel tempo. Una volta che un peer ha il file completo può lasciare (egoisticamente) o restare (altruisticamente) in torrent. PROCESSI COMUNICANTI PROCESSO= programma in esecuzione su di un host.
  • CLIENT= processo che da’ inizio alla comunicazione
  • SERVER= processo che attende di essere contattato All’interno dello stesso host, due processi comunicano utilizzando schemi definiti dal SISTEMA OPERATIVO. Processi su host differenti comunicano attraverso lo SCAMBIO DI MESSAGGI