Università degli Studi di Milano BicoccaDipartimento di Informatica, Sistemistica e ComunicazioneCorso di Strumenti e applicazioni del Web

2. Introduzione a Internet (I)Giuseppe Vizzari

Edizione 2016-17

Queste slide

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Queste slide fanno parte del corso “Strumenti e applicazioni del Web”. Il sito del corso, con il materiale completo, si trova in strumentiapplicazioniweb.wordpress.com. Data la rapida evoluzione della rete, il corso viene aggiornato ogni anno. Il presente materiale è pubblicato con licenza Creative Commons “Attribuzione - Non commerciale - Condividi allo stesso modo – 3.0” (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/it/deed.it ):

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Reti di computer

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HOST

Perché "ospita" le

applicazioni

Reti di computer

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Le reti possono essere collegate

fra loro

HOST ROUTER Perché "instradano" i messaggi

Internet: una rete di reti

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Internet: un’unica rete virtuale

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ab

c

de

f

HOST

Internet: un’unica rete virtuale

7

HOST

ROUTER

Protocollo di comunicazioneInsieme 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…

Protocollo di comunicazioneRegole 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

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Lettera

Protocollo di comunicazioneRegole e formati per lo scambio di messaggi fra due entità comunicanti

A B

Fra computer: datiIntestazione (header)

Protocollo di comunicazioneRegole e formati per lo scambio di messaggi fra due entità comunicanti

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A B

Un frame reale (Ethernet):

!!??!!##%%!!??

Due tipi di protocolli

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Peer-to-peer (P2P):

RichiestaRisposta

Server ClientRichiesta

Risposta

Client-Server:

Ogni interlocutore può svolgere di volta in volta ruoli diversi(con interlocutori diversi)

Esempio

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ab

c

de

f

Browser (client)

Web server

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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ab

c

de

f

Es.: 1952

Commutazione di pacchetto

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ab

c

de

f

• Nessun collegamento dedicato• Il messaggio viene suddiviso in

pacchetti che vengono inoltrati individualmente e possono seguire percorsi diversi

• Naturalmente andranno ri-assemblati correttamente!

Instradamento: esempio

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BOOM

Ogni pacchetto può seguire un cammino diverso

Resilienza della rete

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

Internet: filosofia di progettazione

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Protocolli gerarchiciLe funzioni di trasporto, instradamento e trasmissione 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

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

Un'altra rete stupida: la rete elettrica

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Alla rete non interessa che cosa le collegate e per quale scopo

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

• Potenziale uso discutibile: privilegio la comunicazione di chi paga un servizio premium (vedi alla voce Net-Neutrality) 22

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/

DHCP

• Gli indirizzi IP vengono assegnati ai nodi, su loro richiesta, da appositi programmi detti server DHCP ("Dynamic Host Configuration Protocol)…• … che mantengono delle tabelle di indirizzi IP disponibili

localmente• … e li assegnano in modo statico o dinamico

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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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