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LA COMUNICAZIONE IN RETE

STUDENTESSA: Giulia Corradini MATRICOLA: 73057

ANNO ACCADEMICO: 2015/

CORSO DI LAUREA: L18 Economia: banche, aziende e mercati

SOMMARIO

Fondamenti dell’infrastruttura di rete

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a. Le reti b. Server e Client c. Modello ISO/OSI d. (^) I componenti di reti e. La larghezza di banda

Introduzione al TCP/IP….

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a. TCP/IP b. Indirizzi IP (versione 4)

Le reti locali..……………………………………………........................................................................................... a. I componenti fondamentali di una rete b. Topologie di rete

Le reti geografiche…...………………………………………………………….…………………………………..........

a. Le reti geografiche b. ISDN (Integrated Services Digital Network) c. ADSL (Asymmetrical Digital Network d. Cable Modem e. Le connessioni in fibra ottica f. Le concession senza fili

I servizi di rete……………………………………………………………...……………………………………………. a. I domini, il DNS e la registrazione di siti b. L’architettura del web c. I servizi di internet

Fondamenti delle tecnologie per il web……………………………………………………..…………………………

a. Il contenuto dinamico, statico e in streaming b. Web application e web services c. Il web 2.

Bibliografia……………………………………………………………………………………………………..………….

FONDAMENTI DELL’INFRASTRUTTURA DI RETE

Una rete informatica è un insieme più o meno grande di computer e dispositivi collegati tra loro allo scopo di condividere risorse e informazioni. I componenti fondamentali per l’implementazione di una rete di elaboratori sono il cablaggio e le schede di rete.

Le reti

Classificazione delle reti:

1. Estensione fisica
2. Metodo di amministrazione In base all’estensione fisica una rete si definisce:

LAN (Local Area Network) che rappresenta una rete locale, confinata a una zona geografica limitata.

• MAN (Metropolitan Area Network) che rappresenta una rete metropolitana, di dimensioni intermedie tra una LAN e una WAN, delimitata dai confini di una città o di un’area metropolitana.
• (^) WA N (Wide Area Network) che rappresenta una rete geografica, composta di LAN interconnesse. Si estende su un’area geografica ampia utilizzando collegamenti come linee telefoniche o satelliti per connettere computer in diverse città, nazioni o continenti. Solitamente queste connessioni sono lente.
• GAN (Global Area Network) dove ci sono reti che collegano computer dislocati in tutti i continenti, internet è un tipico esempio di GAN. Ciascuna scheda di rete è identificata da un numero (indirizzo MAC “Media Access Central”) in modo univoco.

Server e Client

Un server è un computer o un’applicazione che rende disponibili le proprie risorse agli altri computer della rete Un client è un computer che accede alle risorse di un server

La classificazione per metodo di amministrazione definisce una rete sulla base di chi condivide le risorse e in quale modo le risorse vengono condivise. La rete client/server è caratterizzata da amministrazione centralizzata, mentre la rete peer-to-peer è caratterizzata da amministrazione decentralizzata e ogni nodo agisce sia da server che da client

Il modello OSI Il modello ISO/OSI

Ogni livello definisce le attività di rete e

ognuno di esso comunica sia con il livello

superiore che con quello inferiore.

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La maggior parte delle reti moderne è organizzata a livelli. I livelli sono caratterizzati da una struttura gerarchica tale per cui ognuno di essi è in grado di comunicare soltanto con quello immediatamente superiore o inferiore, attraverso “meccanismi” predeterminati detti interfacce. Ogni livello di rete delle singole macchine comunica con i livelli corrispondenti delle altre, mediante predefinite “regole di conversazione” che prendono il nome di protocolli. Il protocollo è un accordo tra le parti che comunicano sul modo in cui la comunicazione deve procedere. La comunicazione, non è diretta, ma avviene passando attraverso i livelli inferiori del proprio computer, i quali aggiungono informazioni di vario tipo al messaggio che viene inviato all’altro computer. Il messaggio, attraverso i vari livelli, raggiunge il mezzo fisico di trasmissione e viene inviato alla seconda macchina, in corrispondenza della quale la gerarchia dei livelli risale fino ad arrivare a destinazione. Il modello di riferimento è quello proposto dall’ISO (International Standars Organization) con il nome di modello OSI (Open Sistems Interconnection). Esso si struttura in sette livelli:

• Livello fisico: descrive le modalità di trasmissione e ricezione dei segnali (elettrici, ottici) che trasportano le informazioni.
• Livello collegamento dati: descrive come viene controllato il flusso di dati tra due nodi intercomunicanti, le modalità di condivisione del mezzo trasmesso da parte di più utilizzatori.
• Livello di rete: descrive le modalità di instradamento (Routing) ovvero specifica come avviene l’attraversamento delle reti interconnesse
• Livello di trasporto: comprende tutte le operazioni necessarie al corretto trasferimento dei dati dal nodo sorgente al nodo destinazione provvedendo al controllo degli errori, alla ritrasmissione in caso di errori
• Livello sessione: controlla la connessione tra due applicazioni intercomunicanti tra i due programmi che si scambiano i dati.
• Livello presentazione: effettua la conversione dei protocolli, l’interpretazione dei dati su base sintattica, la cifratura e decifratura ecc.
• (^) Livello applicazione: descrive i protocolli al livello della particolare applicazione, ossia stabilisce la struttura e il significato dei messaggi che i due programmi intercomunicanti si scambiano.

I componenti di rete

I componenti di rete sono elementi (nodi) che garantiscono il funzionamento, l’efficienza, l’affidabilità e la scalabilità della rete stessa. I componenti sono organizzati sulla base del livello ISO/OSI in cui normalmente operano.

• PC/Workstation
• Server
• Cablaggio: fa riferimento al livello fisico del modello ISO/OSI. Tra i tipi di cablaggio più diffusi troviamo:

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È la differenza tra le frequenze più alte e più basse che un mezzo di comunicazione può ammettere. Determina la quantità di dati trasportabili da un canale, maggiore è la larghezza di banda e più rapida è la trasmissione dei dati, la velocità di trasmissione si misura in (bps) bit per secondo: kilobit, megabit, gigabit. La frequenza indica quanto spesso un segnale cambia da uno stato all’altro e si misura in Hertz(Hz). Ogni cambiamento di stato può trasportare un bit, maggiore è il numero dei cambiamenti di stato effettuati in un dato intervallo temporale e maggiore è il numero dei bit trasmessi.

INTRODUZIONE AL TCP/IP

TCP/IP

L’IP (Internet Protocol), è uno dei principali protocolli del livello di rete, viene utilizzato per identificare tutti i nodi della rete. Il protocollo TCP (Trasmission Central Protocol) gestisce l’invio dei pacchetti secondo regole ben precise. Quando ci si vuole connettere a un server web, viene stabilito un collegamento virtuale a livello applicazione. A livello di trasporto, il protocollo TCP mette in coda i messaggi delle applicazioni e li mette sotto forma di pacchetti, il buon fine della spedizione è attestata da un avviso di ritorno. Anche questo è un collegamento virtuale tra le due applicazioni i cui dettagli sono domandati a livello di rete. A livello di rete il protocollo IP decide quale strada seguire per trasmettere effettivamente i messaggi da un computer all’altro. Un computer spedisce, l’altro riceve, ma è un collegamento virtuale tra i due computer remoti, dei cui dettagli si occupa il livello di collegamento. Al livello di collegamento si dice come fare il trasferimento del messaggio per ogni singolo tratto del percorso. I dettagli fisici sono lasciati all’ultimo livello. Il livello fisico infine, trasmette

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i messaggi sul cavo sotto forma di impulso elettrico; questo è l’unico livello dove avviene l’effettiva trasmissione.

Indirizzi IP (versione 4)

Un indirizzo IP è una sequenza di 4 cifre, ciascuna rappresentata da un numero compreso tra 0 e 255, separate da un punto. L’indirizzo IP viene usato all’interno delle reti di computer che usano il protocollo IP per identificare i dispositivi collegati (router, computer, server di rete, stampanti ecc..), in modo tale che ciascun dispositivo possieda il proprio indirizzo. L’indirizzo è suddiviso in due campi, campo RETE e campo HOST. Il primo identifica all’interno della di internet, la rete a cui l host è connesso, mentre il secondo identifica un particolare host connesso a una certa rete. Gli indirizzi IP vengono assegnati da un’autorità internazionale chiamata NIC (Network Information Center) e da un ente nazionale chiamato in Italia GARR. Gli indirizzi IP vengono distinti in 5 classi: A, B, C, D, E che si differenziano secondo la quantità di byte utilizzati per identificare la rete e gli host. Classe A: 1 byte per campo rete e 3 byte per il campo host Classe B: 2 byte per il campo rete e 2 byte per il campo host Classe C: 3 byte per il campo rete e 1 byte per il campo host Le restanti classi D e E sono usate per le trasmissioni Multicast e per fini speciali

Protocollo ARP Questo protocollo risolve indirizzi IPv4 in indirizzi MAC, fornisce gli indirizzi MAC da usare nei frame IP e memorizza dinamicamente gli indirizzi MAC nella cache ARP. I tool ARP mostrano la cache ARP, consentono la rimozione di voci dalla cache ARP e consentono l’inserimento di voci statiche nella cache ARP.

La comunicazione IP in una rete singola: determina se la rete è locale o remota, risolve l’IP di destinazione in indirizzo MAC, indirizza il pacchetto e consegna il pacchetto alla destinazione. La comunicazione IP tra le reti: determina se la rete è locale o remota, risolve l’indirizzo MAC, indirizza e consegna il pacchetto al default gateway, risolve l’indirizzo MAC e indirizza e consegna il pacchetto alla destinazione.

Per determinare se un IP è locale o remoto Si effettua un’operazione di AND tra gli indirizzi IP e le loro maschere di sottorete

• 1 AND 1 = 1
• Qualsiasi altra combinazione = 0 Se il risultato degli indirizzi coincide, allora è una destinazione locale.

Determinare quanti bit usare per la subnet: scegliere il numero di bit sottorete in base al numero di sotto-reti necessarie e utilizzare 2 n^ per determinare il numero di sotto-reti ottenibili a partire da n bit.

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Ad anello: Ogni computer è collegato ad altri due e i messaggi passano a un computer all’altro, seguendo sempre la stessa direzione rotatoria, creando un vero e proprio anello. Quando si invia un messaggio, esso è “processato” da ogni nodo dell’anello (se un computer non è il destinatario, passa il messaggio al nodo successivo e così via, finché il messaggio non raggiunge il destinatario. Se il messaggio non è accettato da nessun nodo della rete, ritornerà al mittente.

• A stella: i computer sono collegati a un dispositivo centrale detto HUB (un determinato dato lo inoltra a tutte le porte) oppure SWITCH (un determinato dato lo inoltra a una specifica porta), per il quale transitano tutti i dati. In caso di interruzione di uno dei cavi di connessione tra un nodo e il dispositivo centrale, solo quel nodo verrà isolato. Mentre invece se avviene un guasto al computer centrale, la rete smette di funzionare.
• A bus: Tutti i computer sono collegati tramite un unico cavo (BUS), tutti i computer sono allo stesso livello e in caso di guasto di uno di essi, la rete si divide e continua a funzionare. Quando viene inviato un messaggio a un computer presente nella rete, ogni nodo lo passa al successivo, finché il messaggio non raggiunge la sua destinazione.
• A maglia completa: vi è una completa connessione di tutti i nodi. Il messaggio viene trasmesso in modo diretto al destinatario senza pericoli di collisione, interferenze o tempi di attesa. È un sistema molto costoso sia per la quantità di hardware che per la manutenzione.

LE RETI GEOGRAFICHE

Le reti geografiche e metropolitane, a differenza delle reti locali non estendono all’interno di un’area circoscritta. Si dividono in due categorie a seconda dell’area geografica ricoperta:

• MAN (Metropolitan Area Network), se circoscritte all’area di un territorio metropolitano come una città e il suo territorio.
• WAN (Wide Area Network), se distribuite in aree molto vaste. Queste tecnologie WAN, possono essere: - Xdsl, che consiste in diverse varianti: ■ ADSL, è l’implementazione più comune che viene definita asimmetrica in quanto la velocità in ricezione è maggiore della velocità in trasmissione. ■ SDSL – HDSL, hanno la stessa velocità in ricezione e trasmissione. - ATM (Asyncronous Transfer Mode) ■ In queste reti a ogni utente viene assegnata una velocità di trasmissione specifica e la larghezza di banda richiesta p sempre disponibile

Le reti geografiche

Esse, possono essere connesse con differenti mezzi (cavi, microonde, trasmissioni satellitari), un esempio di WAN è dato dalle reti telefoniche, la rete GARR è un esempio di rete geografica che collega più reti locali. L’esempio dominante di rete geografica è dato da Internet, che collega molteplici reti sia geografiche che locali sparse nel mondo. Le reti geografiche possono essere private o pubbliche.

• Private, se il mezzo trasmissivo è di proprietà dell’organizzazione, che si occupa anche di regolamentarne l’accesso.
• Pubbliche, se di proprietà di operatori che ne consentono l’accesso ai propri clienti in base a opportuni accordi commerciali. In questo caso di reti, più organizzazioni condividono la stessa linea fisica.

L’intranet: è una rete limitata alle dimensioni dell’organizzazione e accessibile solo agli utenti di questa preventivamente autorizzati, le tecnologie in uso sono le stesse di Internet e la rete è separata dal mondo esterno mediante un sistema firewall. L’extranet: è una rete di computer assimilabile a una rete estesa composta da più LAN, consente ai soggetti autorizzati (esterni all’organizzazione) di accedere ad alcune risorse da questa predisposte e viene solitamente utilizzata insieme alla tecnologia VPD.

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ISDN (Integrated Services Digital Network)

ISDN nasce come alternativa alla connessione telefonica analogica, può trasportare in modo integrato voci, dati e video, sfrutta le linee telefoniche esistenti e utilizza linee digitali collegate a un adattatore terminale ISDN. L’ISDN supporta tre tipi di canali: ♦ Canali B, utilizzati per i dati e con banda prefissata a 64 Kbit/s. ♦ Canali H, utilizzati per il trasferimento dei dati ad alta velocità e dal funzionamento analogo a quello dei canali B. ♦ Canali D, utilizzati per la segnalazione e il controllo (opzionalmente anche per i dati). ISDN prevede due configurazioni di accesso:

• Accesso base – BRI (Basic Rate Interface)
  • Utilizza due canali B da 64 Kbit/s per un totale di 144 Kbit/s disponibili
  • Utilizza un canale a 16 Kbit/s per il trasporto della segnalazione e di alcuni servizi utente
• Accesso primario – PRI (Primary Rate Interface)
  • Utilizza più canali contemporaneamente in numero variabile a seconda del paese (E1 o T1)

▲ E1 (Europa, Asia, Australia): sono utilizzati 30 canali B da 64 Kbit/s e 2 canali D per il trasporto della segnalazione, per un totale di 2,048 Mbit/s ▲ T1 (Nord America, Giappone): sono utilizzati 23 canali B da 64 Kbit/s e 1 canale D, per un totale di 1,544 Mbit/s

ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line)

L’ADSL viene utilizzata per la trasmissione ad ampia banda, sfrutta linee telefoniche esistenti e consente la ricezione dei tati fino a 24 Mbit/s mentre la trasmissione dei dati fino a 3,5 Mbit/s Il tipo di trasmissione è asimmetrico, sfrutta le frequenze non utilizzate dal traffico voce, implementa meccanismi anti-interferenza e la connessione alla rete è sempre attiva. La linea viene suddivisa in 256 canali (bin), 1 canale è riservato alla trasmissione vocale, mentre gli altri 255 sono utilizzati per la trasmissione dei dati. In ogni istante alcuni bit saranno soggetti a interferenze e altri no (bin liberi), quelli sottoposti a interferenze cambiano di secondo in secondo. I modem utilizzano dei chip specializzati per controllare tutti i bin e inviare i dati solo su quelli liberi.

Cable Modem

Questa tecnologia sfrutta i cavi coassiali utilizzati dalla televisione via cavo per trasmettere i dati e richiede la riconversione dei sistemi in modo da poter operare in entrambi i sensi. I cavi sono predisposti solo per la ricezione dei dati. In Italia non è utilizzata in quanto la televisione via cavo non è utilizzata, è molto diffusa nel Nord America.

Le connessioni in fibra ottica

Queste connessioni, utilizzano la fibra ottica per trasmettere i segnali in luogo dei cavi metallici. I costi del cablaggio sono molto elevati e gli operatori non ritengono conveniente cablare i territori (anche industriali) isolati e le zone a scarsa densità di popolazione.

Le connessioni senza fili

Queste, consentono la connessione a una rete senza l’utilizzo dei cavi, possono utilizzare la rete dati degli operatori di telefonia mobile oppure possono utilizzare la normale rete cablata attraverso la connessione a un punto di accesso senza fili.

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Il web è solo uno dei tanti servizi che Internet offre. Tra gli altri, i più importanti sono: la posta elettronica, FTP, i newsgroup, la chat e telnet.

L’indirizzo di posta elettronica È composto da due parti:

• Il nome utente, che identifica la singola casella di posta presente all’interno di un server
• Il nome del dominio, che identifica “il server” ove è ospitata la singola casella di posta elettronica. Questo servizio, si basa sull’utilizzo di tre protocolli di rete: ♦ SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), è il protocollo standard per la trasmissione via Internet di e- mail ♦ POP3 (Post Office Protocol), è un protocollo standard per l’accesso autenticato a un account di posta elettronica su di un server ♦ IMAP (Internet Message Access Protocol), è un protocollo standard per l’accesso autenticato a un account di posta elettronica su di un server Il messaggio, viene composto dal mittente e consegnato a un server ( SMTP Server) che procede a contattare altri server lungo la rete fino a giungere al server destinatario ( POP Server). Il client per leggere i messaggi deve effettuare una richiesta al POP Server che contiene la casella di posta.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) È il protocollo standard per la trasmissione via Intenet di e-mail ed è testuale, basato sulla codifica ASCII, nel quale vengono specificati uno o più destinatari di un messaggio, verificata la cui esistenza il messaggio viene trasferito. Il protocollo di livello trasporto utilizzato è il TCP. Il SMTP è un protocollo che permette soltanto di inviare messaggi di posta, ma non di richiederli a un server, per richiedere a un server i messaggi di posta si utilizzano altri protocolli, come POP3 o IMAP. Alcuni comandi SMTP

• HELO: inviato da un client per l’autoidentificazione, solitamente con un nome di dominio
• EHLO: consente al server di identificare il supporto per i comandi ESMTP
• MAIL FROM: identifica il mittente del messaggio
• RCPT TO: identifica i destinatari del messaggio
• DATA: inviato da un client per avviare il trasferimento del contenuto di un messaggio
• RSET: annulla l’intera transazione del messaggio e ripristina il buffer
• VRFY: verifica che una cassetta costale sia disponibile per il recapito di messaggi
• QUIT: termina la sessione

POP (Post Office Protocol) Nella versione 3 è un protocollo di livello applicativo ti tipo Client-Server che ha il compito di permettere l’accesso autenticato di un client a un account di posta elettronica presente su di un server e lo scaricamento delle e-mail dello stesso account. Il protocollo di livello utilizzato è il TCP, non è prevista alcun tipo di cifratura, quindi anche le password utilizzate per l’autentificazione fra server e client passano in chiaro. Il protocollo consente la lettura dei messaggi di posta elettronica previo scaricamento sul computer locale, è però possibile lasciare sul server una copia dei messaggi scaricati in locale e, infine, lavora in modo differente rispetto a IMAP che salva i messaggi in una cache locale.

IMAP (Intenet Message Access Protocol) è un protocollo di livello applicativo per la ricezione delle e-mail, l’attuale versione è la 4, consente di realizzare l’ubiquitous e-mail, ovvero la possibilità di accedere ovunque e da qualunque dispositivo alla propria casella e-mail; questo protocollo utilizza complesse procedure di sincronizzazione dei messaggi. Il protocollo di livello trasporto utilizzato è il TCP. IMAP4 dispone delle seguenti esclusive funzionalità:

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▲ Accesso alla posta sia online che offline ▲ (^) Più utenti possono utilizzare la stessa casella di posta ▲ Supporto all’accesso a singole parti MIME di un messaggio ▲ Supporto per attributi dei messaggi tenuti dal server ▲ Accesso a molteplici caselle di posta sul server ▲ Possibilità di fare ricerche sul server ▲ (^) Supporto di un meccanismo per la definizione di estensioni

I File i dividono in due grandi categorie, file ASCII e file binari File ASCII (file di testo): sono privi di formattazione e contengono un numero limitato di caratteri (solo testo) File binari: possono contenere qualsiasi tipo di dati (non solo testo), codificato in codice binario, la formattazione utilizzata è molto complessa. Per inviare senza problemi in Internet un file binario allegato a un messaggio di posta elettronica è necessario codificarlo preventivamente. La codifica converte un file binario in un file ASCII, mentre la decodifica effettua l’operazione inversa. Esistono più metodi di codifica, i più diffusi sono:

• Codifica UU (Unix-to-Unix)
• Protocollo MIME (Multipurpose Internet Mail Extension), utilizza la codifica denominata “Base64”.

FTP (File Transfer Protocol) È un protocollo per la trasmissione dei dati tra host che si basa sul livello di trasporto TCP e che utilizza un’architettura di tipo Client-Server; richiede l’autenticazione del client tramite nome utente e password, anche se il server può essere configurato per accettare le connessioni anonime. Il protocollo usa connessioni TCP distinte per trasferire i dati e per controllare i trasferimenti. FTP è uno dei primi protocolli definiti in Internet e ha subito varie evoluzioni. PI (Protocol Interpreter) è l’interprete del protocollo, utilizzato da client e server per lo scambio di comandi e risorse. DTP (Data Transfer Process) è il processo di trasferimento dati, utilizzato da client e server per lo scambio di dati. FTP utilizza due connessioni separate per gestire comandi e dati, lo scambio effettivo di dati richiede l’apertura del canale dati che può essere di due tipi:

• Canale dati di tipo attivo
• Canale dati di tipo passivo

IRC (Internet Relay Chat) Con il protocollo IRC si gestisce una rete di server connessi allo scopo di mettere in comunicazione vari utenti nel mondo permettendo una comunicazione in tempo reale privatamente o in gruppi di chat denominati canali.

News group (gruppi di discussione) Si tratta di una sorte di bacheca sulla quale chiunque voglia intervenire può farlo spedendo un messaggio. Permettono di leggere o scrivere commenti anche senza essere iscritti al servizio; inoltre gli articoli sono conservati in appositi news server e le news group sono facilmente accessibili semplicemente digitando un url sul browser.

Telnet È un protocollo di comunicazione che permette di controllare un computer a distanza tramite internet. Mediante questo protocollo esiste la possibilità di usare un computer remoto assumendo il controllo. Per poter accedere a un computer remoto è necessario autenticarsi con nome, utente e password. Molto noto è il software PC ANY WHERE che viene usato dalle aziende di informatica per effettuare assistenza remota.

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La consegna di un pacchetto Multicast avviene da un host verso un gruppo di host.

Il web 2.

Il termine web 2.0 non si riferisce a una nuova versione di un software, bensì all’evoluzione sociale che ha visto protagonista il mondo internet negli ultimi anni. Tramite il web 2.0 internet si configura sempre più come social network dove la collaborazione assume il ruolo di fattore chiave per l’innovazione e lo sviluppo. L’uso del linguaggio XML in sostituzione dell’HTML rende facilmente fruibili e reinterpretabili le informazioni provenienti da applicazioni differenti. L’idea principale su cui si basa la nuova filosofia è la possibilità di trasferire qualsiasi applicazione comunemente utilizzata dal pc al web.

BIBLIOGRAFIA

C. IACOBELLI, M. AJME, V. MARRONE, G. BRUNETTI –Eprogram

Appunti personali delle superiori

Slide professor Francesco Ciclosi

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