Tesina sulla Rete

Dentro la Rete

20 anni dalla nascita del WEB

Nicole Gervasoni

di

“I.I.S. Galileo Galilei” di Crema

Classe 5LTA

Anno scolastico 2012/2013

Indice

Informatica

• La rete delle reti......................................................................................................... p. 1
• La nascita di Internet....................................................................................... p. 1
• La nascita del WEB.............................................................................. p. 2
• Le reti............................................................................................................... p. 3
• Configurazioni peer-to-peer e server-based......................................... p. 3
• Topologie di rete.................................................................................. p. 4
• Metodi di accesso................................................................................ p. 6
• Il modello OSI...................................................................................... p. 7
• Tipologie di rete................................................................................... p. 9

Storia

• La guerra fredda........................................................................................................ p. 1
• Campi di tensione.......................................................................................... p. 10
• Lo strutturarsi dei due blocchi........................................................................ p. 11
• Aree di crisi.................................................................................................... p. 12
• Blocco di Berlino................................................................................ p. 12
• Guerra in Corea................................................................................. p. 12
• Muro di Berlino................................................................................... p. 12
• Rivoluzione ungherese....................................................................... p. 13
• Crisi missilistica di Cuba..................................................................... p. 13
• Guerra in Vietnam.............................................................................. p. 13
• Il disgelo........................................................................................................ p. 14

Fisica

• L'elettromagnetismo............................................................................................... p. 15
• Il campo elettromagnetico.............................................................................. p. 15
• Le equazioni di Maxwell.................................................................................. p. 15
• La propagazione delle onde elettromagnetiche.............................................. p. 16
• Energia immagazzinata dal campo elettromagnetico...................................... p. 17
• Produzione e ricezione di onde elettromagnetiche......................................... p. 18
• Le antenne......................................................................................... p. 19
• La fisica del router.......................................................................................... p. 19

Inglese

• Ode to the West Wind............................................................................................. p. 20
• The Romantic Movement............................................................................... p. 22
• Percy Bysshe Shelley..................................................................................... p. 23
• Shelley’s poetry.................................................................................. p. 24
• The poem....................................................................................................... p. 25
• Analysis.............................................................................................. p. 25
• Comment........................................................................................... p. 27

Fonti

........................................................................................................................ p. 28

La rete delle reti

La nascita di Internet

A metà degli anni ‘60, durante la Guerra Fredda, il Dipartimento della Difesa degli USA affidò all’ARPA (Advanced Research Project Agency), il compito di realizzare un sistema di comunicazione innovativo che

1. Permettesse la comunicazione e lo scambio dei dati tra computer aventi diverse architetture hardware e differenti sistemi operativi;
2. Garantisse comunicazioni affidabili tra computer persino quando parti della rete erano danneggiate, come sarebbe potuto accadere nel caso di un conflitto mondiale.

Si puntava alla costruzione di un network invulnerabile ad un attacco nucleare.

Nel 1969 nacque ARPAnet, una rete formata da nodi completamente autonomi e capaci di comunicare tra loro con un’innovativa tecnica di trasmissione a pacchetti, dalla quale si sviluppò Internet.

Nello stesso anno venne creato il primo collegamento telefonico da computer a computer fra la UCLA e lo Stanford Research Institute, che furono così i primi due nodi di Internet. Si aggiunsero poi alla connessione le università di Santa Barbara e dello Utah, rispettivamente il terzo e quarto nodo. Il quinto nodo fu la BBN (Bolt, Beranek e Newman), una società di ingegneristica di Boston, che aveva implementato i primissimi protocolli di ARPAnet.

Per tutti gli anni Settanta ARPAnet continuò a svilupparsi in ambito universitario e

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governativo, ma dal 1974, con l'avvento dello standard di trasmissione TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), il progetto della rete prese ad essere denominato Internet.

Lo scopo iniziale passa in secondo piano grazie a periodi di maggiore distensione tra le due superpotenze, così la rete viene utilizzata prevalentemente dalle Università. Queste ultime, capita l'importanza del mezzo messo a loro disposizione, lo sfruttano a pieno ritmo con l'ausilio del protocollo FTP (File Transfer Protocol), per il trasferimento di file tra computer, e del sistema di posta elettronica. Il crescente utilizzo porta, nel 1983, alla creazione di due reti: la prima, prettamente militare, chiamata Milnet; la seconda denominata Internet, dal nome del protocollo principale, viene regalata dall'ARPA alle Università e inizia a diffondersi nelle altre sedi americane ed europee oltre che nei più vari Centri di Ricerca.

1 TCP è un protocollo che lavora a livello di trasporto, mentre IP lavora a livello di rete. TCP/IP indica un insieme di protocolli che contribuiscono a realizzare una rete che consente a sistemi diversi tra loro di comunicare attraverso la stessa. 1

La nascita del WEB

Il web fu inventato al CERN (Conseil Européenne pour la Recherche Nucléaire) dal fisico inglese Tim Berners-Lee nel 1989. Inizialmente, lo scopo del progetto, che Berners-Lee chiamò “World Wide Web”, era il reciproco scambio di informazioni tra i fisici delle diverse università nel mondo. Si crede che il ricercatore inglese fu colpito da come alcuni colleghi italiani usavano trasmettere informazioni tramite linea telefonica da un piano all'altro dell'istituto visualizzando informazioni tramite video.

Nonostante la presenza di altri sistemi in grado di condividere dati, il web ebbe la meglio

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su di essi per la sua semplicità e per la sua tecnologia royalty free.

Il 30 Aprile 1993, il giorno in cui venne rivoluzionato il mondo dell’informazione, il primo website, dedicato al progetto “World Wide Web” e allocato sul computer NeXT di Berners-Lee, descriveva le caratteristiche del web, come accedere ai documenti altrui e come creare un proprio server. Il NeXT, usato come web server, si trova ancora al CERN, mentre il primo sito web non esiste più all’indirizzo originale.

Il CERN ha iniziato quest’anno un progetto per recuperare il primo sito web.

1 Royalty-free è un termine che indica una tipologia di contratto fra due entità (agenzia ed utilizzatore o utente), che avviene quando la prima concede il diritto alla seconda di utilizzare una risorsa. Il termine royalty-free significa che una volta che la licenza è stata acquisita, l'utente può utilizzare la risorsa senza limiti di tempo e spazio senza dover sostenere ulteriori costi, naturalmente seguendo le linee guida della licenza stessa. (Fonte: Wikipedia) 2

Le reti

Una rete (network) è un insieme di computer e di dispositivi periferici collegati tra loro; questo collegamento consente ai computer di scambiarsi dati, di condividere risorse hardware e applicazioni.

Originariamente l’architettura di una rete di calcolatori era basata su un elaboratore centrale, mainframe, a cui veniva collegata una serie di terminali “stupidi”, workstation. Questi non avevano una propria capacità di elaborazione, ma sfruttavano quella del mainframe: ogni utente della rete aveva quindi accesso ad un numero limitato di operazioni.

Nel 1980 nacque il Personal Computer, una macchina dotata di un proprio microprocessore, che rendeva possibili alcune operazioni di calcolo in modo indipendente dall’elaboratore centrale. Inizialmente, però, l’unico modo per scambiare dati tra PC consisteva nell’utilizzo di floppy disk.

Con la creazione di microprocessori sempre più potenti, che avvicinavano la capacità di calcolo del PC a quella del mainframe, e con una sempre maggiore presenza dei PC nelle aziende nacque la necessità di creare una rete di computer. Essa era in grado di garantire tutte le funzionalità del primitivo sistema centralizzato senza doverne dipendere per l’elaborazione dei dati.

Configurazioni peer-to-peer e server-based

All’interno di una rete un computer può svolgere la funzione di client, di server o entrambe.

Il server è un computer che mette a disposizione le proprie risorse, le quali vengono utilizzate ed elaborate dai client.

• In una rete peer-to-peer ogni computer può funzionare sia da client che da server, ovvero richiede e fornisce risorse e informazioni. Questo però comporta una più difficile gestione della rete, in quanto ognuno può organizzare e gestire le proprie risorse come meglio crede. È quindi consigliata questa configurazione solo se:
  • Il numero di computer è limitato;
  • Non si prevedono future espansioni;
  • Non si ha l’esigenza di un’amministrazione centralizzata;
  • I computer sono dislocati in un’area limitata;
  • I computer sono tutti omogenei.
• In una rete server-based esiste almeno un computer che assolve i compiti del server mentre tutti gli altri funzionano come client. Questa centralizzazione di tutte le risorse sul server rende questa configurazione di rete più efficiente per quanto riguarda la gestione delle risorse, il grado di sicurezza e l’amministrazione della rete stessa. Questa tipologia di rete risulta vantaggiosa se:
  • Vi è un numero elevato di client;
  • Sono previste future espansioni;
  • È necessaria un’amministrazione centralizzata;
  • La sicurezza è fondamentale;
  • I client risiedono in una vasta area ed esistono anche utenti remoti;
  • Sono presenti computer di diversa concezione (PC e MAC). 3

Topologie di rete

La topologia è la particolare disposizione che i computer della rete assumono in relazione alle modalità con cui vengono collegati fisicamente tra di loro. Esistono tre topologie fondamentali: a bus, a stella e ad anello.

In una topologia a bus tutti i computer sono collegati in serie lungo un cavo coassiale attraverso cui scorre il segnale. Ogni macchina è connessa alla precedente ed alla successiva e le estremità del cavo sono chiuse da appositi terminatori.

Il segnale prodotto da un nodo raggiunge tutti gli altri computer della rete, ognuno dei quali cattura il segnale se ne è il destinatario, altrimenti lo ignora. Questa topologia viene definita quindi passiva, poiché il segnale attraversa il cavo senza alcuna rigenerazione da parte dei terminali che incontra. Si potrebbero verificare dei problemi di contesa e collisione dei segnali, considerato che tutti i nodi condividono lo stesso segmento di cavo. È quindi necessario introdurre un protocollo che regoli la trasmissione dei dati.

In una topologia a stella (star) ogni stazione della rete è connessa per mezzo di un cavo dedicato, a un concentratore centrale, detto hub. Esso, oltre a concentrare i cavi di ogni stazione, funge da ripetitore di segnale garantendo quindi la diffusività della rete.

Se un cavo si guasta o viene disconnesso, un computer soltanto risulta scollegato dalla rete. Se si guasta il concentratore cade l’intera rete, ma i problemi di cablaggio sono facili da individuare e riparare e molto meno frequenti che in una rete a bus su cavo coassiale. 4

In una topologia ad anello (ring) le stazioni sono collegate in serie attraverso un cavo chiuso su se stesso a formare un anello. Il segnale viaggia attraverso tutte le stazioni in senso orario. Questo comporta la caduta dell’intera rete nel caso si guastasse una stazione. Viene quindi più spesso utilizzata una topologia ad anello cablato a stella, cioè le stazioni oltre a essere collegate in serie sono collegate a stella ad un apparato concentratore chiamato MAU (Multistation Access Unit).

Prima di poter comunicare e trasmettere dati, ogni stazione deve catturare un segnale particolare detto “token”. L’anello è una topologia attiva in quanto ogni stazione rigenera il segnale in transito.

La scelta tra le diverse topologie viene fatta in base alle distanze da coprire, alla banda necessaria ed ai costi che si è in grado di sostenere. Nella tabella seguente sono riassunti i principali vantaggi e svantaggi delle tre topologie.

Metodi di accesso

Quando più calcolatori devono scambiare dati utilizzando un supporto fisico comune, diventa indispensabile definire delle regole standard che stabiliscano in modo univoco i tempi e i modi con cui i computer devono accedere al supporto fisico. Fondamentalmente un metodo di accesso deve risolvere i problemi di contesa del caso.

I metodi più comunemente utilizzati sono:

• CSMA/CD
• Token Passing

Il CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection) è un metodo di accesso casuale che prevede il controllo delle collisioni che avvengono su una rete di tipo

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Ethernet.

Esso prevede che una stazione che deve trasmettere un messaggio si accerti che sul mezzo di trasmissione non ne stia viaggiando già un altro. Il messaggio viene inviato solo se il mezzo risulta libero. Può tuttavia accadere che due stazioni inviino contemporaneamente il proprio messaggio, generando ugualmente una collisione. In tal caso, le altre stazioni ignorano i messaggi sovrapposti, mentre le stazioni che hanno generato la collisione restano in attesa di trasmettere per un periodo di tempo determinato da un numero casuale, generato da un algoritmo che tra l’altro ha lo scopo di ridurre il tempo di attesa per l’accesso al mezzo di trasmissione.

Il Token Passing è un metodo deterministico di accesso al mezzo, mediante il quale non si dovrebbero verificare collisioni. Ogni stazione può infatti trasmettere solo se in possesso del token, il pacchetto standard che circola nell’anello.

Esso prevede che un messaggio (token) circoli continuamente sull’anello. Il token può assumere lo stato ‘libero’ oppure ‘occupato’. Quando passa davanti a una stazione che deve trasmettere, e il suo stato è libero, la stazione lo preleva, lo contrassegna come occupato, aggiunge il messaggio e lo fa circolare nuovamente sull’anello. Le stazioni interessate prelevano il messaggio e il token. Aggiungono quindi al token delle informazioni che specificano se il messaggio è stato ricevuto correttamente o meno, e sempre con lo stato di occupato lo rimettono in linea. Quando il token arriva alla stazione trasmittente, questa preleva il messaggio, pone il token nello stato di libero e lo invia nuovamente sull’anello.

Con questo metodo è inoltre possibile assegnare priorità differenti alle singole stazioni.

Sono possibili due tipi di errore:

• Il pacchetto non viene riconosciuto e continua a circolare nell’anello;
• Il token viene rimosso dall’anello.

Una volta scoperto l’errore, nel primo caso viene eliminato il pacchetto danneggiato mentre nel secondo viene generato un nuovo token.

1 Ethernet è un protocollo standard di schede e cavi per il collegamento veloce fra computer in rete locale (LAN). 6

Il modello OSI

L’OSI (Open System Interconnection) è uno standard emanato dall’ISO (International Standards Organization) con il compito di descrivere le modalità con cui vengono elaborati i dati da un computer di rete partendo dal livello più basso (connessione fisica) per arrivare a quello più vicino all’utente finale (applicazione).