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Le reti di calcolatori
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La storia
Computer grandi e costosi
Gli utenti potevano accerdervi tramite telescriventi per i
telex o i telegrammi usando le normali linee telefoniche
Successivamente le macchine divennero più
economiche e diffuse e si intravidero i vantaggi di
far “parlare” i computer tra loro: nasce la telematica
(telecomunicazione + informatica)
WWW (Word Wide Web)
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Connettiamo due calcolatori...
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Perché una rete di calcolatori?
Condividere risorse
utilizzo razionale di dispositivi costosi
modularità della struttura
affidabilità e disponibilità
Comunicare tra utenti
scambio informazioni
collaborazione a distanza
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Le origini
L‟elaborazione a distanza:
remote job entry (stazione di lavoro con lettore di schede,
stampante, piccolo computer connesso tramite linee
telefoniche all‟elaboratore centrale)
elaborazione in time-sharing (le macchine
soddisfacevano contemporaneamente più utilizzatori
connessi medianti telescriventi)
In quest modo un grande computer era connesso
con i suoi utenti
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La nascita di Internet
La tecnologia di rete ricevette una grossa spinta sia dal mondo
accademico mondiale sia dal Dipartimento della Difesa americano.
La prima rete eterogenea nacque alla fine negli anni „70: ARPANET
sfruttando linee di collegamento dedicate, connetteva i
computer delle università e dei centri di ricerca
La National Science Foundation creò una propria rete (1986):
rete ad alte prestazioni per collegare dei supercalcolatori tra loro;
INTERNET
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Come sta evolvendo?
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Internet
(Anni 70) Funzione militare. Era chiamata
ARPANET
(Anni 80) Viene adibita ad uso civile
(università e centri di ricerca)
(1986) Viene creata NSFNet
(Primi anni 90) Invenzione del World Wide
Web
(Ultima parte degli anni 90) Definitiva
affermazione civile. Nascita dei provider.
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Elementi di una rete
infrastruttura di comunicazione (linee telefoniche,
link satellitari, cavi transoceanici, fibre ottiche,
ecc…)
hardware per il collegamento fisico di un computer
alla rete (schede, cavi, modem, …). Es: standard
ethernet (tecnologia LAN più diffusa)
hardware per collegare più reti insieme (modem,
router, …) WAN
protocollo di comunicazione : regole per lo scambio
di informazioni sotto forma di bit
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Protocollo
Far “parlare” le macchine fra loro: difficile a
causa dell‟enorme diversità delle strutture
hardware e software
Definizione di protocollo: insieme di regole concordate atte a stabilire una
modalità con cui sono scambiate le informazioni.
Nascono le reti con tecnologie proprietarie (reti con
architettura IBM, reti con architettura Digital, …)
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Reti di calcolatori
Connettono tra loro i computer.
Ve ne sono di vari tipi:
reti locali (Local Area Network, LAN)
reti metropolitane (Metropolitan Area Network, MAN)
reti geografiche (Wide Area Network, WAN) (i.e.,
INTERNET)
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Provider
Provider: azienda specializzata che a
pagamento fornisce una connessione
I provider provvedono a disporre i cavi o
affittano linee dedicate dalle compagnie
telefoniche
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Come sono collegato?
ISP = Internet Service Provider
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Interconnessione di diverse reti
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Topologie di reti locali
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Caratteristiche delle diverse topologie di rete locale
Caratteristiche Stella Anello Bus
Affidabilità Moderata Moderata Alta
Complessità Bassa Bassa Bassa
Flessibilità Moderata Moderata Elevata
Espandibilità Moderata Moderata Moderata
Lunghezza Cavi Alta Notevole Minima
Prestazioni Basse Alte Moderate
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Sistema di comunicazione
Sorgente
Trasmettitore Ricevitore
Destinazione
Messaggio
Messaggio
Sistema di trasmissione
Canale di trasmissione
Rumore
Segnale
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I problemi della comunicazione
E‟ necessario che esista un canale fisico di comunicazione
adatto: un‟infrastruttura telematica: cavi, antenne, centrali,
satelliti, calcolatori, …
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E‟ necessario che si parli la stessa lingua: occorre stabilire
un protocollo di base comune, delle regole per interpretare i
segnali “a basso livello”
I problemi della comunicazione
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E‟ necessario che si abbiano competenze comuni: occorre
stabilire un protocollo applicativo comune, delle regole per
interpretare i segnali "ad alto livello”
I problemi della comunicazione
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Occorre quindi:
1. predisporre un‟infrastruttura telematica
2. stabilire un protocollo di base comune
3. stabilire un protocollo applicativo comune
Se le precedenti condizioni sono soddisfatte, si può
dialogare … ma occorre avere qualcosa da dire!
I problemi della comunicazione
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TCP/IP
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)
È un sistema di protocolli di scambio di dati indipendente
dall‟architettura
Nasconde i dettagli delle reti fisiche sottostanti
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TCP/IP
TCP/IP realizza una rete a comunicazione a pacchetto
i dati sono inviati a pacchetti e ricomposti a destinazione secondo
determinati protocolli
Pacchetto =
Intestazione:
Indirizzo del calcolatore destinatario
Num. Prograssivo del paccchetto
Messaggio
i pacchetti sono inviati con “ricevuta di ritorno”: i pacchetti persi
vengono automaticamente reinviati
quando due computer sono connessi da più di un collegamento
fisico i pacchetti possono percorrere cammini diversi
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Il protocollo TCP
TCP = Transmission Control Protocol
Obiettivo: garantire un trasferimento dati affidabile
Converte i dati in pacchetti
Stabilisce una connessione con il calcolatore destinatario e
la controlla
È responsabile della ritrasmissione di eventuali pacchetti
alterati
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Il protocollo IP
Obiettivo: gestire l‟attraversamento di reti interconnesse
Decide le strade dei pacchetti (routing)
Definisce lo schema di indirizzamento: indirizzo IP
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Il TCP/IP
Ad ogni macchina collegata si assegna un
indirizzo di rete o indirizzo IP a 32 bit. Es.
128.164.144.132
4 numeri compresi tra 0 e 254
I DNS (Data Source Name) associano ad ogni
nome il corrispondente indirizzo IP. Es.
www.macedonio.it 128.164.144.132
Indirizzo simbolico Indirizzo IP
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Internet
Non esiste un proprietario unico ma alcune associazioni
che si occupano della gestione tecnica e degli standard.
Internet appartiene a tutti.
... ma ognuno paga le sue spese, cioè il costo del
collegamento della sua sottorete alla rete globale.
Nessuno paga per Internet...
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Accesso a Internet
Per contenere i costi e la complessità di
installazione, si preferisce normalmente
avere un solo punto di contatto tra la LAN e
Internet
Il collegamento a Internet può essere
effettuato tramite modem (modulator-
demodulator)
L‟accesso ad Internet é fornito da un
provider: società che dispone di linee proprie
o in affitto connesse con altri provider
nazionali o internazionali
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Applicazioni di rete
Si possono individuare due tipologie:
peer-to-peer (da pari a pari):
Il calcolatore di un singolo utente dialoga direttamente con il
calcolatore di un altro utente (es: programmi per lo scambio
di file)
client/server (cliente/servente)
Il cliente dialoga con il server, un grande elaboratore in
grado di accontentare contemporaneamente, decine,
centinaia o migliaia di utenti fornendo i servizi richiesti (es: i
programmi per la posta elettronica)
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L’architettura client-server
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Il client
Si preoccupa di dialogare con l‟utente
Sfrutta tutte le possibilità fornite dal calcolatore su cui viene
eseguito (audio, video, ...)
Fornisce all‟utente un‟interfaccia intuitiva
Elabora le richieste dell‟utente e le risposte dei server
la comunicazione avviene secondo un formato
standard (protocollo)
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Il server
Rende disponibili delle risorse
Accetta richieste e risponde automaticamente
Non bada alla provenienza della richiesta
Il processo client può trovarsi in qualsiasi punto della
rete
Si può organizzare un insieme di server in modo che siano
collegati tra loro
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