Appunti reti di calcolatori e internet

MAN

Una MAN (Metropolitan Area Network) è una rete la cui dimensione fisica si colloca tra quella di una LAN e

quella di una WAN. Normalmente ricopre un’area di una città o l’intera città. Un buon esempio di rete MAN

è la parte della rete telefonica che offre connessioni DSL ad alta velocità verso internet, oppure quella

utilizzata per la TV via cavo che oggi viene usata per connessioni ad internet ad alta velocità.

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INTERCONNESSIONI DI RETI: INTERRETI

Oggi è difficile trovare reti LAN, MAN o WAN isolate, perché solitamente sono tutte collegate tra di loro

attraverso le interreti o internet. Ipotizzando che ci siano due sedi una in Italia e una in Inghilterra della

stessa azienda che utilizzano due topologie di rete differente. Il direttore dell’azienda vive stabilmente in

Francia e ha bisogno di accedere alle reti dell’azienda. Può farlo noleggiando le reti WAN messe a

disposizione dai fornitori di tale servizio. Perché ciò funzioni però sia l’abitazione del direttore che le sedi

devono avere un collegamento punto-punto con la dorsale WAN.

INTERNET

Abbiamo definito una internet (con la “i” minuscola) come una qualsiasi rete costruita collegando più reti

fra di loto. Esistono molte internet, ma quella principale è quella che collega milioni di computer in tutto il

mondo e che permette di navigare attraverso il World Wide web. Tale internet è chiamata Internet (con la

“I” maiuscola).

La rete internet è in continua evoluzione: nuove reti vengono aggiunte, reti esistenti si espandono e reti

vecchie vengono rimosse facendo cambiare in continuazione la topologia. Per connettersi ad internet oggi

si utilizzano i cosiddetti ISP (Internet Service Provider) che possono operare sia a livello nazionale che

internazionale e sono gestiti da compagnie private. Possiamo classificare gli ISP a seconda dell’area

geografica che il loro servizio copre.

A livello più altro troviamo gli ISP che connettono nazioni tra di loro.

All’interno di ogni nazione ci sono gli ISP nazional. Le reti gestite da tali compagnie vengono chiamate

dorsali e rappresentano l’asse portante della struttura di Internet.

Al di sotto degli ISP nazionali ci sono gli ISP regionali e locali che offrono il servizio di connessione agli utenti

finali. 8

PROTOCOLLI

Affinché la comunicazione tra varie reti funzioni sono necessari dei protocolli. Un protocollo definisce cosa

viene comunicato, come viene comunicato e quando deve avvenire la comunicazione. Gli elementi chiave

di un protocollo sono:

• Sintassi: La sintassi definisce il formato dei dati, cioè l’ordine in cui i vari dati devono essere

presentati. Per esempio un protocollo potrebbe richiedere che i primi 8 bit di dati spediti siano

l’indirizzo del mittente, i successivi 8 bit l’indirizzo del destinatario e il resto dei bit il messaggio

stesso.

• Semantica: La semantica definisce il significato della sequenza di bit. Come deve essere

interpretata una particolare sequenza di bit? E quale azione va eseguita in risposta a quella

sequenza di bit?

• Sincronizzazione: La sincronizzazione definisce aspetti della comunicazione, cioè quando i dati

devono essere spediti e a che velocità. Per esempio se un nodo sorgente produce 100 Mbps ma il

nodo destinatario può accettarne solo 1Mbps parte dei bit verranno persi.

STANDARD

Gli standard sono delle regole che consentono ai produttori di apparecchi per le connessioni di rete di

garantire l’interoperabilità.

Gli standard per la comunicazione si dividono in due categorie:

• De facto: Cioè gli standard che non sono stati approvati da nessun ente e che però vengono

utilizzati di fatto.

• De jure: Cioè gli standard che sono stati approvati da un’organizzazione ufficialmente riconosciuta.

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ORGANIZZAZIONI PER LA CREAZIONE DI STANDARD

Gli standard de facto nascono per iniziativa di un produttore o di un’organizzazione e dalla necessità di

avere uno standard. Gli standard de jure invece nascono sempre dalla necessità di avere uno standard, ma

nascono attraverso il lavoro di comitati scientifici, discussioni e partecipazione di agenzie governative.

Ci sono molte organizzazioni dedicate allo sviluppo di standard. Gli standard per le telecomunicazioni sono

pubblicati principalmente dalle seguenti organizzazioni:

• ISO (International Standard Organization);

• ITU-T (International Telecommunication Union – Telecommunication Standards);

• ANSI (American National Standard Institute);

• IEEE (Institute for Electrical and Electronic Engineers);

• EIA (Electronic Industries Association).

FORUM

Il mondo delle telecomunicazioni si muove più velocemente di quanto le agenzie riescano a fare per creare

degli standard. Ciò è dovuto anche alla lentezza con cui queste agenzie producono questi standard. Per cui

in spesso c’è la necessità di utilizzare dei forum per la discussione di problematiche da risolvere. È così che

nascono gli standard de facto.

AGENZIE DI CONTROLLO GOVERNATIVE

Hanno il compito di controllare gli standard realizzati con lo scopo di proteggere il cittadino. Tali agenzie

hanno autorità su cosa può essere fatto e cosa non può essere fatto con le telecomunicazioni.

GLI STANDARD INTERNET

Uno standard internet è uno standard adottato per il funzionamento di internet e al quale hanno aderito

(ovviamente) tutti coloro che lavorano per il funzionamento di internet.

Per creare un nuovo standard per internet si fa una proposta chiamata Internet draft. Tale proposta ha un

“tempo di vita” di 6 mesi. Se viene approvata dalle organizzazioni allora l’internet draft viene pubblicato e

diventa un RFC (Request Of Comment). Ogni RFC viene identificato con un numero e da questo momento

tutto ciò che è descritto nell’RFC può essere utilizzato e migliorato per raggiungere il livello di maturità

necessario per far diventare la proposta un vero standard Internet. 10

MODELLI PER LE RETI

Le reti sono composte sia da hardware che da software. L’hardware ci consente di spedire fisicamente i bit

da un nodo all’altro, mentre il software fornisce i servizi che un utente si aspetta da una rete. Una rete è

suddivisa in vari strati che analizzeremo per capirne il funzionamento.

Nello strato più basso c’è la trasmissione dei dati.

Per capire meglio il funzionamento di una rete a strati possiamo fare un esempio. Immaginiamo di dover

spedire una lettera utilizzando il servizio postale.

In questa figura abbiamo un mittente, un destinatario e un trasportatore che ha il compito di trasportare

fisicamente la lettera spedita al destinatario. Possiamo individuare una gerarchia di compiti:

IL MITTENTE

Le attività che il mittente deve svolgere sono:

• Strato superiore: Il mittente scrive la lettera e scrive sulla busta il nome del destinatario e il

proprio. Dopodichè inserisce la busta in una cassetta postale;

• Strato centrale: La lettera viene prelevata dalla cassetta e portate nell’ufficio postale;

• Strato inferiore: La lettera verrà consegnata dall’ufficio postale ad un trasportatore che avrà il

compito di trasportare fisicamente la lettera ad un altro ufficio postale. (Durante la fase di

trasporto la lettera può passare per più uffici postali o per più trasportatori, aerei, navi ecc).

DESTINATARIO

Le attività da svolgere per il destinatario sono invece:

• Strato inferiore: Il trasportatore consegna la lettera all’ufficio postale del destinatario;

• Strato centrale: La lettera viene portata nella cassetta postale del destinatario;

• Strato superiore: Il destinatario prende la lettera dalla cassetta, la apre e la legge.

Secondo questo schema ci sono tre passi da compiere per il mittente e tre per il destinatario. È inutile dire

che questi passi vanno eseguiti secondo un certo ordine. Il destinatario non può leggere la lettera prima

che il trasportatore glie l’abbia consegnata. Analogamente succede con le reti. Un importante osservazione

sta nel fatto che ogni strato utilizza i servizi offerti dallo strato inferiore ed offre servizi per lo strato

superiore. Prima degli anni 90 il modello più utilizzato per la comunicazione, ma proposto solo in teoria, era

il modello OSI (Open Systems Interconnection). Anche se molti credevano che alla lunga sarebbe diventato

il modello utilizzato per le reti, la suite TCP/IP è diventata l’architettura utilizzata per le reti.

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IL MODELLO OSI

L’ISO (International Standard Organization) è un’organizzazione internazionale che si occupa di definire

standard che vengono accettati a livello internazionale. Il modello OSI (Open systems Interconnection) è

uno degli standard proposto dall’ISO. Lo scopo del modello OSI è quello di mettere in comunicazione

sistemi diversi senza richiedere cambiamenti all’hardware e al software. È composto da sette strati, ognuno

dei quali definisce un particolare aspetto necessario per far muovere i dati sulla rete.

ARCHITETTURA A STRATI

I sette strati del modello OSI sono:

1. Fisico;

2. Collegamento;

3. Rete;

4. Trasporto;

5. Sessione;

6. Presentazione;

7. Applicazioni.

Nel cammino da A a B il messaggio può passare attraverso vari nodi intermedi. In questi nodi intermedi

sono coinvolti solamente i primi tre strati. 12

Ogni strato definisce un insieme di funzioni che si occupa di aspetti specifici della comunicazione.

L’architettura che ne risulta è completa e flessibile ma soprattutto permette una completa interoperabilità.

I processi su due nodi che comunicano a un dato strato sono detti peer.

PEER-TO-PEER

La comunicazione tra due peer è detta peer-to-peer. Nello strato fisico la comunicazione è diretta perché i

dati viaggiano direttamente sul mezzo trasmissivo. Negli altri strati, per il mittente l’informazione passa via

via nello strato sempre più inferiore, mentre per il destinatario risalgono nello strato sempre più superiore.

Quando i dati vengono inviati, passano ai livelli sottostanti e ogni volta vengono aggiunte delle informazioni

che serviranno per far funzionare il protocollo peer-to-peer relativo a quello strato. Quando invece

vengono ricevuti i dati risalgono ed ogni volta vengono rimosse le informazioni precedentemente inserite

dal mittente.

INTERFACCE A STRATI

Gli strati comunicano tra di loro utilizzando un’interfaccia. Ogni interfaccia definisce l’informazione che uno

strato deve fornire allo strato superiore. Ciò rende la rete modulare. Modifiche all’implementazione non

creano problemi a patto che non venga modificata l’interfaccia. Come