Le reti di calcolatori

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Giordano Borghi
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1 Le reti di calcolatori 1

2 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) 2

3 Connettiamo due calcolatori... 3

4 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 4

5 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 5

6 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 6

7 Come sta evolvendo? 7

8 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. 8

9 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 9

10 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, ) 10

11 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) 11

12 Provider Provider: azienda specializzata che a pagamento fornisce una connessione I provider provvedono a disporre i cavi o affittano linee dedicate dalle compagnie telefoniche 12

13 Come sono collegato? ISP = Internet Service Provider 13

14 Interconnessione di diverse reti 14

15 Topologie di reti locali 15

16 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 16

17 Sistema di comunicazione Sorgente Messaggio Sistema di trasmissione Trasmettitore Canale di trasmissione Segnale Ricevitore Rumore Messaggio Destinazione 17

18 I problemi della comunicazione E necessario che esista un canale fisico di comunicazione adatto: un infrastruttura telematica: cavi, antenne, centrali, satelliti, calcolatori, 18

19 I problemi della comunicazione E necessario che si parli la stessa lingua: occorre stabilire un protocollo di base comune, delle regole per interpretare i segnali a basso livello 19

20 I problemi della comunicazione E necessario che si abbiano competenze comuni: occorre stabilire un protocollo applicativo comune, delle regole per interpretare i segnali "ad alto livello 20

21 I problemi della comunicazione 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! 21

22 22

23 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 23

24 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 24

25 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 25

26 Il protocollo IP Obiettivo: gestire l attraversamento di reti interconnesse Decide le strade dei pacchetti (routing) Definisce lo schema di indirizzamento: indirizzo IP 26

27 Il TCP/IP Ad ogni macchina collegata si assegna un indirizzo di rete o indirizzo IP a 32 bit. Es numeri compresi tra 0 e 254 I DNS (Data Source Name) associano ad ogni nome il corrispondente indirizzo IP. Es Indirizzo simbolico Indirizzo IP 27

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29 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... 29

30 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 (modulatordemodulator) 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 30

31 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) 31

32 L architettura client-server 32

33 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) 33

34 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 34

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