2 - introduzione a internet (1/2) - 17/18
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Università degli Studi di Milano BicoccaDipartimento di Informatica, Sistemistica e Comunicazione
Corso di Strumenti e applicazioni del Web
2. Introduzione a Internet (I)
Giuseppe Vizzari
Edizione 2017-18
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Queste slide
2
Queste slide fanno parte del corso “Strumenti e applicazioni del Web”. Il sito del corso, con il materiale completo, si trova in https://gvizzari.hopto.org/wp/. Data la rapida evoluzione della rete, il corso viene aggiornato ogni anno.
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Reti di computer
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HOST
Perché "ospita" le
applicazioni
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Reti di computer
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Le reti possono essere collegate
fra loro
HOST ROUTER Perché "instradano" i messaggi
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Internetworking: reti di reti
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Cresce la dimensione e la complessità: dalle reti locali (local area network
- LAN) a quelle metropolitane
(metropolitan area network - MAN) e
geografiche (wide-area network - WAN)
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Internet: un’unica rete virtuale
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a
b
c
d
e
f
HOST
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Internet: un’unica rete virtuale
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HOST
ROUTER
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Protocollo di comunicazione
Insieme di regole (di norma descritte formalmente) definite per permettere la comunicazione tra due o più entità.
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A B
Esempio:Chiedere a un passante se sa che ora è…
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Protocollo di comunicazione
Regole e formati per lo scambio di messaggi fra due entità comunicanti
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A B
Esempio:Spedire una lettera per posta
Informazioni per il recapito
Lorem ipsum dolor sit amet…
Lettera
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Protocollo di comunicazione
Regole e formati per lo scambio di messaggi fra due entità comunicanti
A B
Fra computer: datiIntestazione (header)
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Protocollo di comunicazione
Regole e formati per lo scambio di messaggi fra due entità comunicanti
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A B
Un frame reale (Ethernet):
!!??!!##%%!!??
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Due tipi di protocolli
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Peer-to-peer (P2P):
RichiestaRisposta
Server Client
Richiesta
Risposta
Client-Server:
Ogni interlocutore può svolgere di volta in volta ruoli diversi(con interlocutori diversi)
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Esempio
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a
b
c
d
e
f
Browser (client)
Web server
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Due tipi di reti
• Commutazione di circuito (circuit switching)Es. la rete telefonica tradizionale• Commutazione di pacchetto (packet switching)
Es. Internet
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Commutazione di circuito
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a
b
c
d
e
f
Es.: 1952
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Commutazione di pacchetto
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a
b
c
d
e
f
• Nessun collegamento dedicato• Il messaggio viene suddiviso in
pacchetti che vengono inoltrati individualmente e possono seguire percorsi diversi
• Naturalmente andranno ri-assemblati correttamente!
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Instradamento: esempio
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BOOM
Ogni pacchetto può seguire un cammino diverso
Resilienza della rete
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Trasmissione dei messaggi su Internet
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• Ogni "data stream" viene spezzettato in pacchetti i ("datagram"), corredati di informazioni per la loro trasmissione, fra cui l'indirizzo di mittente e destinatario
DatagramData stream
Header: destinatario, mittente, ecc.
• Ogni pacchetto viene inviato singolarmente e può seguire strade diverse dagli altri
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Internet: filosofia di progettazione
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Protocolli “layered” (gerarchici, a strati)Le funzioni di trasporto, instradamento e trasmissione sul mezzo “fisico” sono separate, e indipendenti dall'applicazione
Principio di end-to-end Le funzioni applicative vengono svolte ai nodi della rete, e non all'interno della rete stessa
Principio di best-effort delivery La rete tratta i pacchetti nel modo migliore possibile, indipendentemente dal loro contenuto, mittente o destinatario
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La "stupidità della rete"
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Internet
L'intelligenza applicativa sta fuori dalla rete
"Just deliver the bits, stupid!"
David Isenberg, "The rise of the stupid network", 1998
"In a world of dumb terminals and telephones, networks had to be smart. But in a world of smart terminals, networks have to be dumb."
George Gilder, in The Coming of the Fibersphere, 1992
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Un'altra rete stupida: la rete elettrica
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Alla rete non interessa che cosa le collegate e per quale scopo
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Il problema della qualità del servizio (QoS)• L'instradamento viene effettuato sulla base di informazioni
locali: il router che trasmette potrebbe non essere a conoscenza di problemi di congestione nel percorso
• Ogni pacchetto ricevuto da un router viene accodato; se la coda è piena (la memoria è sempre finita), viene scartato e deve essere ritrasmesso
• Questo crea problemi nel caso in cui sia necessario garantire un determinato livello di qualità del servizio (es. nella telefonia su internet, che richiede bassa latenza e bassa variabilità dei tempi di arrivo dei pacchetti)
• Varie tecniche permettono un certo controllo della QoS (es.: "Deep Packet Inspection")• Potenziale uso sensato: privilegio la comunicazione voce
scartando “frame” di comunicazione video o pacchetti in un trasferimento di file 22
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Il problema “con” qualità del servizio (QoS)• Un potenziale uso discutibile di tecniche di controllo
della QoS è il privilegiare la comunicazione di chi paga un servizio premium • Vedi alla voce Net-Neutrality
• Approfondiremo il tema già nella prossima lezione, ma non solo…
• … ma telegraficamente, anticipiamo qualcosa:• Il traffico prevalente in rete è relativo ai video…
• I proventi di questo genere di traffico vanno ai cosiddetti Content Provider (e.g. YouTube, quindi Google)
• Questo formato è il più oneroso in termini di “banda”…• I costi per consentire una buona fruizione di questi contenuti sono a
carico dei Network Provider
• Gli interessi sono chiaramente contrastanti e la situazione va governata…
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Internet: la “pila” dei protocolli
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Applicazione
Trasporto
Internet
Rete Fisica
Internet
Rete Fisica
Internet
Rete Fisica
Applicazione
Trasporto
Internet
Rete Fisica
Protocollo applicativo
TCP: Transmission Control Protocol
IP: Internet Protocol
HOST HOSTROUTER ROUTER
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Protocolli di comunicazione: modello ISO/OSILivello Definizione Contesto
7 Applicazione Interfaccia di comunicazione con i programmi (Application program interface).
6 Presentazione Formattazione e trasformazione dei dati a vario titolo, compresa la cifratura e decifratura.
5 Sessione Instaurazione, mantenimento e conclusione delle sessioni di comunicazione.
4 Trasporto Invio e ricezione di dati in modo da controllare e, possibilmente, correggere gli errori.
3 Rete Definizione dei pacchetti, dell'indirizzamento e dell'instradamento in modo astratto rispetto al tipo fisico di comunicazione.
2 Collegamento dati (data link)
Definizione delle trame (frame) e dell'indirizzamento in funzione del tipo fisico di comunicazione.
1 Fisico Trasmissione dei dati lungo il supporto fisico di comunicazione.
IP
TCP
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Come è fatto un indirizzo IP
• IPv4 32 bit → 4 byte → 4 interi fra 0 e 28-1 = 255Es.: 192.128.0.205Indirizza 4.294.967.296 (232) nodi: troppo pochi!
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• IPv6 128 bit → 16 byte → 8 interi fra 0 e 216-1
Es.: ab12:34cf:0000:0000:45ae:1234:def4:0000 indirizza 2128 nodi
La transizione è in corso
Nel 2016 IPv6 ha compiuto 20 anni e raggiunto il 10% di adozione, secondo misure fatte da Googlehttp://arstechnica.com/business/2016/01/ipv6-celebrates-its-20th-birthday-by-reaching-10-percent-deployment/
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Assegnazione degli indirizzi IP
• Gli indirizzi IP possono essere assegnati ai nodi in modo statico o dinamico
• L’assegnamento statico richiede un minimo di competenza tecnica sui protocolli di rete e la conoscenza della rete locale alla quale ci si collega
• tipicamente questa modalità non è considerata adeguata a utenti normali, ma è sensata in organizzazioni dotate di personale di supporto tecnico dedicato
• Per un’assegnazione dinamica è necessario che nella rete locale sia disponibile un nodo che ospiti un apposito programma detto server DHCP ("Dynamic Host Configuration Protocol)…
• … che è dotato di una tabella degli indirizzi IP disponibili localmente
• … e che li assegna, in modo temporaneo, a chi ne fa richiesta nella rete locale
• Se avete in casa un router ADSL che vi permette di collegarvi in WiFi avete certamente un server DHCP (nel router stesso)
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Un servizio utile
PingUna utility che invia un messaggio di controllo a un nodo della rete, chiedendogli di rispondere – poi misura il tempo intercorso dalla richiesta alla risposta
Esempiohttp://www.monitis.com/traceroute/
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Lavoro individuale
• Visitate http://www.warriorsofthe.net/ (ci sono degli spoiler della seconda lezione su Internet, ma vale la pena di vederlo e già che ci siete vi portate avanti)
• Compilate il form di iscrizione al corso, se non lo avete già fatto!
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