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Informatica. Lezione 9 Psicologia dello sviluppo e dell'educazione (laurea magistrale) Anno accademico: 2006-2007. I protocolli Internet: TCP/IP. La famiglia di protocolli TCP/IP - cinque livelli:. I protocolli Internet: TCP/IP. Livello di applicazione. …. HTTP. FTP. SMTP. TELNET. ….

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informatica

Informatica

Lezione 9

Psicologia dello sviluppo e dell'educazione

(laureamagistrale)

Anno accademico: 2006-2007

i protocolli internet tcp ip
I protocolli Internet: TCP/IP
  • La famiglia di protocolli TCP/IP - cinque livelli:
i protocolli internet tcp ip1
I protocolli Internet: TCP/IP

Livello di applicazione

HTTP

FTP

SMTP

TELNET

DNS

Livello di trasporto

TCP

UDP

IP

Livello di rete

Livello di collegamento

Livello fisico

i protocolli internet tcp ip2
I protocolli Internet: TCP/IP
  • I protocolli del livello di applicazione:
    • Ruolo: vari funzioni, relativi ai programmi applicativi di Internet usati dagli utenti
    • Per esempio:
      • SMTP: Simple Mail Transfer Protocol
      • FTP: File Transfer Protocol
      • TELNET
      • HTTP: HyperText Transfer Protocol
      • DNS: Domain Name System
    • Creano messaggi di vari tipi (per esempio, messaggi di richiesta per la visualizzazione di una pagina web, un messaggio che contiene un’email/una pagina web, ecc.)
i protocolli internet tcp ip3
I protocolli Internet: TCP/IP
  • I protocolli del livello di trasporto:
    • Ruolo: trasferimento dei messaggio dal livello di applicazione dall’origine alla destinazione (da un host a un altro)
    • In Internet, due protocolli di trasporto:
      • TCP (Transmission Control Protocol):
        • Garantisce il trasferimento dei messaggi
        • Controlla il flusso in rete (fa il confronto della velocità tra il mittente e il destinatario)
        • Frazione il messaggio in frammenti più brevi (pacchetti)
      • UDP: non fornisce nessuna garanzia di consegna di un messaggio (tipicamente usati per la telefonia Internet e la videoconferenza)
i protocolli internet tcp ip4
I protocolli Internet: TCP/IP
  • I protocolli del livello di rete:
    • Ruolo: trasferimento dei pacchetti dall’origine alla destinazione (da un host a un altro)
    • Due principali componenti:
      • Protocollo IP: definisce l’informazione che deve essere aggiunto al pacchetto per realizzare il trasferimento nella rete
      • Protocolli per instradamento: determinano i percorsi che i pacchetti devono seguire nella rete
        • Internet è una rete di reti: ognuna può scegliere il proprio protocollo di instradamento
    • Livello spesso chiamato livello IP
i protocolli internet tcp ip5
I protocolli Internet: TCP/IP
  • I protocolli del livello di collegamento:
    • Ruolo: trasferimento dei pacchetti da un nodo della rete al successivo
    • Alcuni protocolli del livello di collegamento garantiscono la consegna affidabile
    • Un pacchetto potrebbe essere gestito da differenti protocolli lungo il suo percorso dall’origine alla destinazione
    • Esempi: Ethernet, PPP (protocollo punto-a-punto)
i protocolli internet tcp ip6
I protocolli Internet: TCP/IP
  • Ethernet: diffuso per le reti locale, in cui un numero di computer condividono un mezzo di comunicazione
    • Quando un computer vuole comunicare, verifica che il mezzo di comunicazione sia libero e invia il segnale
    • Se invece si accorge che un altro computer sta trasmettendo, aspetta
    • Se si verifica un conflitto (due o più computer hanno inviato i loro messaggi contemporaneamente) i computer coinvolti:
      • si fermano
      • aspettano per un tempo T casuale
      • riprovano la trasmissione
  • Lo stesso tipo di gestione di conflitti: anche in reti senza fili (IEEE 802.11)
i protocolli internet tcp ip7
I protocolli Internet: TCP/IP
  • I protocolli del livello fisico:
    • Ruolo: trasferire i singoli bit da un nodo (host, commutatore ecc.) nella rete a un altro
    • Sono dipendenti dall’effettivo mezzo trasmissivo del collegamento
      • Per esempio, possiamo avere protocolli diversi per tipi di cavi diversi, per collegamenti satellitari diversi, ecc.
indirizzi ip e dns
Indirizzi IP e DNS
  • Ogni computer collegato in Internet ha un indirizzo unico: il suo indirizzo IP
  • Un indirizzo IP contiene 32 bit, che sono suddivisi in 4 campi da 8 bit ciascuno
    • Per esempio: 10000000000101000011111010101011
    • Suddivisi in: 10000000000101000011111010101011
  • Di solito si usa una rappresentazione formata da 4 numeri decimali (tra 0 e 255) separati da un punto
    • Per esempio: 128.20.62.171
indirizzi ip e dns1
Indirizzi IP e DNS
  • Gli indirizzi IP devono essere univoci
    • Per questo motivo è stata istituita una organizzazione, Internet Assigned Number Authority, preposta ad assegnare gli indirizzi IP garantendone l’univocità
  • Quando vi collegate ad Internet da casa è il provider (ISP) che vi assegna un indirizzo IP scegliendolo tra quelli che ha acquistato
  • I futuri indirizzi IP consisteranno di sedici numeri per aumentare i numeri degli indirizzi IP disponibili
indirizzi ip e dns2
Indirizzi IP e DNS
  • Gli indirizzi IP numerici sono difficili da ricordare
  • Si usano quindi degli indirizzi simbolici che sono più significativi per l’essere umano
    • di.unito.it, cs.bham.ac.uk, developer.netscape.com
  • Questi nome vengono tradotti in indirizzi IP numerici mediante il Domain Name System(DNS)
  • Gli indirizzi simbolici hanno un formato come quello seguente

… nome5.nome4.nome3.nome2.nome1

indirizzi ip e dns3
Indirizzi IP e DNS
  • Sono costruiti a partire da uno schema gerarchico di nomi basato sul concetto di dominio

root

com

edu

gov

mil

net

org

au

it

zw

Livello 1

unito

unige

gnu

Livello 2

www.gnu.org

di

psych

disi

Livello 3

www

www.di.unito.it

www

www

elios

Livello 4

indirizzi ip e dns4
Indirizzi IP e DNS
  • Domini di primo livello (top level): alcuni esempi
  • Non vi è alcuna corrispondenza diretta tra i domini e le reti che costituiscono Internet
    • Cioè, computer nella stessa rete fisica possono essere in domini logici diversi
    • Computer in reti fisiche diverse possono trovarsi nello stesso dominio logico
indirizzi ip e dns5
Indirizzi IP e DNS
  • Anche gli indirizzi di posta elettronica hanno una struttura:
    • La parta a destra della @ ha una struttura basato sui domini (interpretato dal computer che spedisce il messaggio)
    • La parta a sinistra della @ è l’identificativo dell’utente (interpretato dal computer che riceve il messaggio)
  • Ogni dominio deve essere in grado di “risolvere i nomi” dei calcolatori di sua competenza
  • Si usano i name server (anche chiamati i server DNS) che gestiscono la corrispondenza tra nomi simbolici e indirizzi IP numerici
    • I name server sono organizzati in modo gerarchico
indirizzi ip e dns6
Indirizzi IP e DNS

Server dei nomi di root

  • Quando un’applicazione deve collegarsi ad una risorsa di cui conosce il nome logico (ad es. www.unito.it), invia una richiesta al suo name server locale
  • Il name server locale, se conosce la risposta, la invia direttamente al richiedente
  • Altrimenti interroga il name server di top level (root)
    • Questo può conoscere l’indirizzo oppure inoltrare l’interrogazione ai suoi figli nella gerarchia

Server dei nomi locale:

dns.di.unito.it

Server del

dominio

dns.unito.it

Client che fa richiesta:

shakespeare.di.unito.it

indirizzi ip e dns7
Indirizzi IP e DNS

Server dei nomi di root

  • Si continua con le interrogazioni fino a quando non si ottiene l’indirizzo IP numerico della risorsa
  • Quando l’applicazione riceve la risposta crea una connessione TCP con la destinazione, usando l’indirizzo IP appena ricevuto

Server dei nomi locale:

dns.di.unito.it

Server del

dominio

dns.psych.unito.it

Client che fa richiesta:

shakespeare.di.unito.it

pacchetti ip
Pacchetti IP
  • Abbiamo visto che …
    • Un ruolo del protocollo TCP è di suddividere il messaggio in frammenti più brevi (pacchetti)
    • Il protocollo IP definisce l’informazione che deve essere aggiunto al pacchetto per realizzare il trasferimento nella rete
  • Come funziona il trasferimento dei pacchetti in Internet?
pacchetti ip1
Pacchetti IP
  • Trasferimento dei pacchetti:
    • Usiamo un’analogia (da Vincent Cerf, uno dei inventori di Internet): mandare un romanzo da Tahiti alla casa editrice a New York usando solo cartoline postali
pacchetti ip2
Pacchetti IP
  • Bisogna spezzare il romanzo in frammenti (ognuno di poche riga)
  • … numerare ogni cartolina (in modo tale che la sequenza corretta può essere ricostruita)
  • … scriverel’indirizzo della casa editrice (il destinatario) su ogni cartolina
  • … mettere le cartoline nella casella di lettere
  • Poi il servizio postale di Tahiti le invierà alla casa editrice
pacchetti ip3
Pacchetti IP
  • Non è detto che tutte le cartoline seguano lo stesso itinerario
    • Alcuni arrivano a New York via Hong Kong …
    • … alcuni arrivano a New York via Los Angeles, ecc.
  • Alla casa editrice, la numerazione delle cartoline permette la ricostruzione del romanzo
pacchetti ip4
Pacchetti IP
  • Pacchetto IP: contiene lo spazio per scrivere:
    • Informazione (una quantità limitata)
    • Un numero progressivo (identificatore)
    • L’indirizzo IP del destinatario
  • I pacchetti IP sono inviati attraverso Internet uno alla volta
  • Possono seguire percorsi diversi dallo stesso mittente e lo stesso destinatario
  • Giunti la destinazione sono reordinati secondo al numero identificatore
pacchetti ip5
Pacchetti IP
  • Un vantaggio della possibilità di seguire diversi percorso in rete:
    • Nel caso di congestioni in rete (potrebbe essere più efficiente seguire un percorso invece di un altro)
    • Nel caso di un guasto di un dispositivo di un percorso (in questa situazione, il percorso non è più disponibile)
  • Per visualizzare un percorso tra nostro computer e quello di un sito web: www.traceroute.org
collegare un computer a internet
Collegare un computer a Internet
  • Un computer è collegato ad Internet tramite un ISP (Internet Service Provider)
  • Tre modi principali per collegare un computer a Internet:
    • Accesso residenziale
    • Accesso aziendale o universitarie
    • Accesso senza fili
collegare un computer a internet1
Collegare un computer a Internet
  • Accesso residenziale:
    • Sono necessari dei dispositivi per poter usare la rete telefonica come mezzo di comunicazione tra computer: i modem

Segnale

digitale

MOdulazione

Modem

Computer

Segnale

analogico

(linea telefonica)

DEModulazione

Segnale

digitale

Modem

Computer

accesso residenziale
Accesso residenziale
  • ISP - per esempio: tiscali.it, aruba.it
  • Il classico collegamento via modem:
    • Il modem del computer dell'utente deve essere connesso alla rete telefonica (usando un spinotto identico a quello usato per i normali apparecchi vocali)
    • Per accedere ad Internet, il modem deve comporre il numero del provider
    • Il provider anche ha un computer (permanentemente) connesso ad Internet tramite un modem
    • Una connessione tra il computer del utente e il computer del provider è creato
accesso residenziale1
Accesso residenziale
  • Il computer del provider abilita l'invio e la recenzione di informazione in Internet al computer dell'utente
  • Per esempio, quando l'utente clicca su un link in una pagina web:
    • La richiesta per accedere alla nuova pagina passa dal computer dell'utente a quello del provider
    • ... poi dal computer del provider al web server remoto che gestisce la pagina richiesta
    • ... poi il web server manda la pagina al computer del provider
    • ... poi il computer del provider manda la pagina al computer dell'utente
accesso residenziale2
Accesso residenziale
  • Modem dial-up:
    • Usa la stessa linea utilizzata per le normali chiamate telefoniche
    • Frequenza può raggiungere 56 Kbps (Kilobit per secondo)
    • Sempre meno diffuso:
      • Negli Stati Uniti, in 2000, 74% del accesso residenziale ad Internet era realizzato tramite modem dial-up
      • In 2006, il percentuale è diventato 36%
accesso residenziale3
Accesso residenziale
  • Negli ultimi anni sono diffuse tecnologie come ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)
    • Un esempio di accesso residenziali a banda larga
    • Velocità (asimmetrico):
      • Verso l'utente: tipicamente circa 10 Mbps (Megabit per secondo)
      • Verso l'ISP: tipicamente circa 1 Mbps
    • Progettato per brevi distanze tra i modem residenziali e quelli dell'ISP
      • Permette una frequenza di trasmissione più alta rispetto a quella dei modem dial-up tradizionali
accesso residenziale4
Accesso residenziale
  • ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)
    • Usa tre bande di frequenza non sovrapposte: un canale verso l'utente, un canale verso l'ISP, un canale telefonico ordinaria a due vie
collegare un computer a internet2
Collegare un computer a Internet
  • Accesso aziendali o universitarie (LAN):
    • I computer sono collegati sotto forma di rete locale (LAN, Local Area Network)
    • Ethernet è comunemente usato nelle LAN: versione Ethernet di 2006 ha una velocità di 10 Gbps
    • Intranet: un nome per la rete locale di un'organizzazione
    • Tramite un computer chiamato gateway, una rete locale (e quindi tutti i computer che contiene) può essere connesse ad Internet
collegare un computer a internet3
Collegare un computer a Internet
  • Accesso senza fili:
    • Rete senza fili (wireless): una variante di un LAN
    • Un computer chiamato hub è fisicamente collegato a Internet (forse tramite altri computer e dispositivi nella LAN)
    • Il hub è capace di ricevere e trasmettere (in broadcast) segnali, solitamente in radiofrequenza
    • I computer mobili (portali, PDA, ecc.) anche sono in grado di ricevere e trasmettere sulla stessa frequenza
    • Il protocollo usato dalle reti senza fili funzione come Ethernet (che è anche un protocollo di "broadcast")
      • Per esempio, IEEE 802.11 (velocità della versione di 2003: 54 Mbps)
il www
Il WWW
  • WWW (World Wide Web): tutti i web server (che hanno il ruolo di inviare file ai browser) e i loro file
  • I file normalmente sono le pagine web, ma anche possono essere file di audio, filmati ecc.
  • Distinzione tra Internet e il WWW:
    • Internet: cavi e router che collegano i computer che hanno un indirizzo IP
    • WWW: un servizio di Internet fornito dal sottoinsieme di quei computer (i web server)
il www1
Il WWW
  • Una richiesta per visualizzare una pagina web: tramite uno Universal Resource Locator (URL)
    • Per esempio:
    • Tre parti principali:
      • Protocollo: http:// indica al computer come gestire i file
      • Nome del server: www.di.unito.it, che è il nome simbolico dell'indirizzo IP del web server della pagina richiesta
      • Percorso della pagina: /~sproston/Psicologia/0607/magistrale0607.html identifica il file e la sua posizione nel file system del web server

http://www.di.unito.it/~sproston/Psicologia/0607/magistrale0607.html

il www2
Il WWW
  • Le pagine sono rappresentate (memorizzate, spedite) sotto forma di sorgente
    • Sorgente: una descrizione di come la pagina deve apparire all'utente
    • Non è il caso che le pagine sono rappresentate come un grafico
    • I file di descrizione in generale richiedono meno spazio (rispetto alla rappresentazione grafico di una pagina)
    • Il browser può adattare la visualizzazione di una pagina
    • Per leggere il sorgente di una pagina: scegliere Visualizza dalla barra dei menu del browser, poi Sorgente o HTML
    • Sorgente tipicamente scritto nel linguaggio HTML (Hypertext Markup Language)