Appunti Tecnologie Digitali 2

Febbraio introduzione 22 2021?

Ado questaform la informationold Cosa sene're ee-Corsoscopo Tutti dell ' informationdella Societabase deli MondoOli esenitifonzionamentoSolcohoscenza distributeapplicationbaseInternet totalitci questaSono miSono programdellaai quasi ,Che scocmbiano tradati bro internetdei usandoComunicacionesseniti di.

Programma del corso

• Architettura I. Introduzione e principi base architetturagenerali component Oli- imechanisme ,,Come telecomthroughputle nellemisono Oli rete diprestazioni retiritardi uniaezionieuna :La di reteComunicaciones
• Applicatiuo livello 2. Architettura delle application clientdi peer-to-peerrete sewer: eEsempioliprotocolli HTTPclientapplication DNSsewere ,Cenni architecture peer-to-peerso/
• Trasporto 3. Livello di Igxralterizzazione tra trasporto ieffidiebile UDPdidel Servicio applicationComunicaciones nonprocessi , ,Trasporto tffideebile TCP,
• Livello rete 4. DiData live.tw IP iliindirizzi IPdiplane nettingsubairete tech inoltrogestione ichea : ,,,Control DHCPplane ARPICMP NAT: ,,,Cenni Internetinstraedamento inso
• Reti local livello 5. Collegamento dieiCollefamento broadcast multiple-time di locatepunto multiple retipunto intercomessioneaccessee 0 ,,standard Ethernet 802.3Standard WifiIEEE 802.11
• Miscellanea 6. cen Internet Thingsnelle ofretiesiwrezzani su I

Architettura e introduzione

Introduzione

Fornire conoscenze di base sul funzionamento di internet, cioè della rete tra calcolatoriche oggi è alla base della quasi totalità dei servizi di comunicazione.

Esistono diverse applicazioni, che si basano sullo stesso sistema di comunicazione, internet, come audio e video telefonia, video streaming, tv, browser, web, email, messaggistica online, social networks, mappe e navigazione, gaming,...

Internet è un ecosistema che permette la comunicazione tra tutte queste diverseapplicazioni e la sua funzione principale è quella di scambiare dati via remoto. Questafunzione può sembrare semplice, ma è il blocco funzionale che permette a internet difunzionare.

Internet è fondamentale non solo per i singoli privati, i cosiddetti utenti, ma è ancheusato come strumento fondamentale per l’ambito lavorativo. Tantissime applicazioni sonomigrate in cloud e il ruolo di chi sviluppa software è ormai strettamente collegato almondo di internet.

Tipicamente per la creazione di un’applicazione lo sviluppatore agisce in questo modo:

• 1. Scrivere le componenti server (logica alla base);
• 2. Inserirle in macchine virtuali, dunque racchiuderle in un ecosistema che permetta dispostarle facilmente nel mondo;
• 3. Tipicamente i server non sono mantenuti dalle singole persone, ma sono tutti in cloud, cioè delle grosse “aziende” che gestiscono i server per conto di altri, lo possiamoimmaginare come un palazzo pieno di computer, su cui si spostano i servizi;
• 4. Scrivere la parte di applicazione, le componenti client per le diverse piattaforme;
• 5. Inserirle nei relativi online store;
• 6. Aspettare che gli utenti scarichino le applicazioni.

Utilizzando la rete di internet lo sviluppatore crea l’applicazione e la distribuisce, tuttoquesto abilitato da Internet.

Capiamo dunque come sapere come funziona internet sia importante, dal nostro punto divista non dobbiamo sapere tutti i dettagli funzionali, ma se capiamo meglio comefunziona abbiamo una conoscenza migliore che permette di capire cosa è meglio o menofare.

Storia di Internet

Nasce da un’idea del professor Lionel Kleinrock dell’università di Stanford, che durante lasua tesi di dottorato, circa anni ’60, lavorò sui sistemi di scambio dati (linea telefonica altempo). Kleinrock ebbe l’idea di spezzettare l’informazione da scambiare in piccole partipiuttosto che in blocchi grandi. Per dimostrare questa idea ha costruito una rete chescambiasse informazioni: The Arpa Network. Inizialmente era una rete costituita daquattro terminali (Utah, Stanford, Santa Barbara, Los Angeles) collegati da lunghi cavi.

Questa rete fu l’embrione di ciò che è internet oggi e riuscì a dare forza all’idea di basedel professore. La nascita di internet, però, non è dovuta solo a lui, ma anche a tanti altriscienziati. Un esempio è costituito dal professor Lawrence Roberts, che progettòl’ARPAnet.

Negli anni ’70 la ricerca, il lavoro su questa rete fu incentrata sulla creazione dei primiprotocolli di rete, cioè le regole per scambiare informazioni da un terminale all’altro. Dal ’72 vengono costruiti altri nodi, raggiungendo un numero di quindici terminali, tramite iquali i ricercatori si scambiavano messaggi, costituendo un piccolo prototipo per lo scambiodi posta elettronica. Nel frattempo, nell’università delle Hawaii fu creato il primo prototipodella prima rete wireless (via radio), mettendo le basi per l’odierno wifi. Nel 1976 nasceEthernet, una tecnologia via cavo che permette di scambiare informazioni.

Negli anni ’80 iniziano a crearsi i prototipi di protocolli ancora oggi usati, come il SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), TCP/IP, protocollo fondamentale che sostituisce NCP, DNS,protocollo che permette di tradurre un nome in indirizzi IP. Fino alla fine degli anni ’80 silavora sui miglioramenti dei protocolli e si arriva a +100.000 host collegati. È importantericordare che in questo momento storico le applicazioni erano brutte, costituite da scrittebianche su schermo nero, utilizzabili tramite la scrittura in codice.

Negli anni ’90 Tim Berners-Lee inventa il web, creando un modo di interagire con i serverpiù user-friendly: viene inventato il primo browser, chiamato Mosaic (poi Netscape). Allafine del secolo si fa un enorme passo in avanti per la consacrazione di internet comestrumento per l’umanità: la commercializzazione del web.

Negli anni 2000 si ha una vera e propria esplosione di internet. Arrivano le killerapplications (messaggistica istantanea, scambio file P2P anche illegalmente). La sicurezzasulla rete diventa un problema, si apre una serie di ricerche per rendere internet unposto sicuro, nascono metodi di crittografia degli scambi, protetti da dei codici.

A partire dal 2010 fino ad oggi con l’avvento degli smartphones, internet diventa mobile, iservizi di telefonia si trasferiscono definitivamente su internet e aumentanoesponenzialmente gli utenti connessi.

Architettura base, concetti componenti e

Che cos’è Internet?

Internet è un’infrastruttura fisica fatta di componenti, cioè computer collegati da cavi ealtri macchinari, come router, e switch. Sopra di questa struttura fisica sta un’architetturalogica di rete, fatta di protocolli e regole che permettono scambi tra le diverse entità einfine abbiamo un servizio di comunicazione usato dalle applicazioni e i protocolli dicomunicazione tra le componenti del sistema. Ci interessa capire come funzional’architettura logica e il servizio di comunicazione.

Componenti fisiche

Le componenti fisiche sono entità connesse tra loro, che in gergo tecnico sono chiamate hosto terminali, tramite nodi di rete chiamati router o nodi. Questi host sono tipicamente servero componenti di altro tipo, come router e switch. Essi sono collegati in maniere diverse,tramite collegamenti o link, che possono essere cavi di rame, fibra ottica, ma anche viaradio, in maniera wireless. Quando uniamo questi componenti diamo forma ad una rete, chepuò essere di diverso tipo, come rete mobile cellulare, rete domestica, rete aziendale/campus. Diverse reti sono interconnesse tra loro.

Tutti i dispositivi collegati (host) possono ricevere e inviare informazioni, ma possono averecaratteristiche diverse tra loro, possono essere dispositivi personali, oggetti intelligenti,....

Meccanismi di collegamento

Più dispositivi possono essere collegati via cavo, ma anche questo tipi di interconnessionenon sono tutti uguali. Quelli che vanno per la maggiore sono quelli in fibra ottica, chepermette il trasferimento a grandissima velocità. Un’altra tipologia è costituita dai cavi inrame, come doppini e cavi coassiali, che permettono velocità molto inferiori e che possonodare difficoltà di accesso a servizi di streaming. Un metodo alternativo di collegamento è viaantenne radio; ad oggi 4G e 5G hanno velocità paragonabili a collegamenti via cavo in fibraottica.

Ci interesserà caratterizzare un collegamento tra due host in termini di velocità ditrasmissione, detto rate di trasmissione, ovvero quanti bit per secondo possono essereinseriti all’interno del canale. La velocità di trasmissione è paragonabile al diametro di untubo che trasporta acqua. Un ulteriore parametro interessante è la lunghezza delcollegamento, in quanto determina la latenza. Questi due parametri determinano la qualitàdei collegamenti.

Quando volgiamo collegarci da un terminale all’altro non esiste un collegamento diretto,dunque per arrivarci è necessario passare da una serie di nodi di rete che ci fanno arrivarea destinazione; questi nodi possono essere nodi di accesso, switch o router, che permettonodi metterci in collegamento con altri terminali, ma che non utilizziamo direttamente come

Architettura e introduzione element Internet

1. Dia. Architettura componentseBase

Itfondamentale trasportopermute dell information'che eChe Internet ? G- to• 'é 3 aaralterizzanoaspettic.beSonocos :

COMPONENT FISICHE1. HOST Terminate• di finalesistemi inuigradoSono informationericeuere. lorotein i applicationare= :per: ,hannotutti it diversecocralteristiche moltosoftware applicativeeseguono ma .IntelligentDisposition OggeltiServer Fisici personate •• ..•LINK COLLEGAMENTI moltoOli• natura FiOliCanale possono SicaessenecomuniSono coition': e e= hannoFibraliuersa oloppini radiooltiae cowicoassiali anche• ... ,, , ,tecnologia trasmissione dell ' uewcita-iditrasmis.sidi information onee ebit differentat Secondo .ROUTERNodi localeNODI switchOlidi NODI• eocltrirete chiamati pointreti modem. excess= .. .,,I ROUTERNODI di dimensioninformativeUnita-questprincipate retedi i ;proprio so' operanoSono .ePACCHETTIbitfinite sepuenzedi i .,

2. Architettura rete

E- ""it collegatiModo quest pezzi izzatiWiin Sono organe .INTERNETACCESS Con riferimento OliallFa collegamentitermine '• apparatiinsiemetoA sigoes0 e: Oli' utenteche permeltono occceedere oldall delFornitoreat puntoprimo suoEsistono internetretioliaccessodiverse classinternet Storiaifseroizio :.. ,DIALUP Olccessoolirelto telefonicarouteroil mediant1 Circuitopoteuaquindichiamareeusareillelefonoinsie.menon si2 Asymmetric SubscriberADSL Digital Line2 .Assi lametricsmetrics 't di uploadveloceperche assiera- a-Nonolddownload date le risorseseniti si piousanoe .tras utilize separatormissive del rcsorsaServicio masi oncevoce a 'Itoit ADSLfisicamenle filo stessodati cheeseiper eraan ,, frepuenza bassadifferentbande di alta date-usaoa voce == , .FIBRA OTTICA Sostitozione Fibra3 telefonica oltiae.ciladoppinoold con dovetipi idi dovedivers arriva diSono ' Seconda eaSi to trasmissioneparte veloceperche- pioUsa e-.RETERETI AccessWIRELESS LAN4 CELLULAR 5 wirelesscondiuisoI 0laconnessionetra terminateper Stazioneoutroutere raver sobase MAXWIWIFI e-o.dove cabkeggiodifficile ile-INTERNET InternetRETIUN / tantereal1- di retié• NSIEME DI puzzlein a-: unOwes risoolti2haintercom to importantesse :.AAAA tecnologiaOgni utilize hella differentreteoperator propriaarepoo Perchewirelessreti routercablatecio-abbiasensocidevonoes.se-.. . ., , permeltonodelle la tra diverseregole gesteComunicacioneschereTecnologia InternetIP Protocol-.L wmpostadatanleretigeste.ieInternet' intera rete mondiale daB e- odlegarleinsiemediverse cheoperator accordancei si. per .ServiceInternetISP Provider- teenQuin le hellodogie diverseobverse oh dominierete composteddi Slessorrancher'portion : maSono atechnologie SoHo linkche internretiobverse gestiscono nodiamenteipropripossonoesistere e- .,,Es te 'base allclassification itiis estensionereti geografiaeinuna e :LAN Local Area Network•{ MAN Metropolitan Areapossonousarelecnobg.ie Networkdiverse • NetworkWideWan Area.-"?Gestion "Ogni routeOlispezzonee Oli die- competent unaadella ISPUnitaOlasing - 3SERVER PROTOCOLCOHUNICAZIONE COMUNI3. DI E CAZIONILI DI

Server protocol comunicazione comuni

In Internetfine seroizioditrasportovista- esserpoo oncomehesopportanodiuersiseniziolicomoniaezione.ci'tfisiohe architetturacomponent eProtocol Comuniaezione idekhiidei Oli insiemequcndi quindiSono on, targetinuiareericeoeremessaggi.ciformaHare diuersiregole per Sono,qualita che allegation OliverOli Asi oldseniti senizioSecondauengono .rcchiedeolel equalita-oliff@renti.2UFebbraio20211.bognono

Commutazione

Cara Internetpermelteoli aepireHeristiaeche trasportoitaouiene in' comea ?Come funziona Internet Dom '- tutto ilintern• allche dianda Seguraa- corso .

Principio fondamentale

Oggi 'lStataoliit MENTALE10 informationizzata reteSmiueoliamo inuiene• come organ unaee .Le• tipiretiolicomunicoitione Oli duepossono essene :

COMMUTAZI "CircuitoCIRCUITO " Orienteddedicate Correction1 ONE chiamataDI per -C' fisso terminateqoakosaidi stative traqoindie- iUoglionoone comuni carePACCHETTOCOMMOTAZIONE "2 Dati " lesscorrectionDI inuiati retein messaggiconE- Fapio-flessib.ie riferimento deiperche si- messaggiaPDUUtpacchettoizzatiorgan a ooha Tipo trasportare