Appunti Tecnologie Digitali 2

Febbraio

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ARCHITETTURA

E

INTRODUZIONE

IN

1. TRODUZIONE

Fornire conoscenze di base sul funzionamento di internet, cioè della rete tra calcolatori

che 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 diverse

applicazioni e la sua funzione principale è quella di scambiare dati via remoto. Questa

funzione può sembrare semplice, ma è il blocco funzionale che permette a internet di

funzionare.

Internet è fondamentale non solo per i singoli privati, i cosiddetti utenti, ma è anche

usato come strumento fondamentale per l’ambito lavorativo. Tantissime applicazioni sono

migrate in cloud e il ruolo di chi sviluppa software è ormai strettamente collegato al

mondo 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 di

spostarle 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 possiamo

immaginare 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, tutto

questo abilitato da Internet.

Capiamo dunque come sapere come funziona internet sia importante, dal nostro punto di

vista non dobbiamo sapere tutti i dettagli funzionali, ma se capiamo meglio come

funziona abbiamo una conoscenza migliore che permette di capire cosa è meglio o meno

fare.

STORIA INTERNET

2. DI

Nasce da un’idea del professor Lionel Kleinrock dell’università di Stanford, che durante la

sua tesi di dottorato, circa anni ’60, lavorò sui sistemi di scambio dati (linea telefonica al

tempo). Kleinrock ebbe l’idea di spezzettare l’informazione da scambiare in piccole parti

piuttosto che in blocchi grandi. Per dimostrare questa idea ha costruito una rete che

scambiasse informazioni: The Arpa Network. Inizialmente era una rete costituita da

quattro 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 base

del professore. La nascita di internet, però, non è dovuta solo a lui, ma anche a tanti altri

scienziati. Un esempio è costituito dal professor Lawrence Roberts, che progettò

l’ARPAnet.

Negli anni ’70 la ricerca, il lavoro su questa rete fu incentrata sulla creazione dei primi

protocolli 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 i

quali i ricercatori si scambiavano messaggi, costituendo un piccolo prototipo per lo scambio

di posta elettronica. Nel frattempo, nell’università delle Hawaii fu creato il primo prototipo

della prima rete wireless (via radio), mettendo le basi per l’odierno wifi. Nel 1976 nasce

Ethernet, 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 si

lavora sui miglioramenti dei protocolli e si arriva a +100.000 host collegati. È importante

ricordare che in questo momento storico le applicazioni erano brutte, costituite da scritte

bianche 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 server

più user-friendly: viene inventato il primo browser, chiamato Mosaic (poi Netscape). Alla

fine del secolo si fa un enorme passo in avanti per la consacrazione di internet come

strumento per l’umanità: la commercializzazione del web.

Negli anni 2000 si ha una vera e propria esplosione di internet. Arrivano le killer

applications (messaggistica istantanea, scambio file P2P anche illegalmente). La sicurezza

sulla rete diventa un problema, si apre una serie di ricerche per rendere internet un

posto 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, i

servizi di telefonia si trasferiscono definitivamente su internet e aumentano

esponenzialmente gli utenti connessi.

ARCHITETTURA BASE

CONCETTI

COMPONENT

3. I E

,

Che cos’è INTERNET?

Internet è un’infrastruttura fisica fatta di componenti, cioè computer collegati da cavi e

altri macchinari, come router, e switch. Sopra di questa struttura fisica sta un’architettura

logica di rete, fatta di protocolli e regole che permettono scambi tra le diverse entità e

infine abbiamo un servizio di comunicazione usato dalle applicazioni e i protocolli di

comunicazione tra le componenti del sistema. Ci interessa capire come funziona

l’architettura logica e il servizio di comunicazione.

COMPONENTI FISICHE

Le componenti fisiche sono entità connesse tra loro, che in gergo tecnico sono chiamate host

o terminali, tramite nodi di rete chiamati router o nodi. Questi host sono tipicamente server

o 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 via

radio, in maniera wireless. Quando uniamo questi componenti diamo forma ad una rete, che

può 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 avere

caratteristiche diverse tra loro, possono essere dispositivi personali, oggetti intelligenti,....

MECCANISMI DI COLLEGAMENTO

Più dispositivi possono essere collegati via cavo, ma anche questo tipi di interconnessione

non sono tutti uguali. Quelli che vanno per la maggiore sono quelli in fibra ottica, che

permette il trasferimento a grandissima velocità. Un’altra tipologia è costituita dai cavi in

rame, come doppini e cavi coassiali, che permettono velocità molto inferiori e che possono

dare difficoltà di accesso a servizi di streaming. Un metodo alternativo di collegamento è via

antenne radio; ad oggi 4G e 5G hanno velocità paragonabili a collegamenti via cavo in fibra

ottica.

Ci interesserà caratterizzare un collegamento tra due host in termini di velocità di

trasmissione, detto rate di trasmissione, ovvero quanti bit per secondo possono essere

inseriti all’interno del canale. La velocità di trasmissione è paragonabile al diametro di un

tubo che trasporta acqua. Un ulteriore parametro interessante è la lunghezza del

collegamento, in quanto determina la latenza. Questi due parametri determinano la qualità

dei 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 arrivare

a destinazione; questi nodi possono essere nodi di accesso, switch o router, che permettono

di metterci in collegamento con altri terminali, ma che non utilizziamo direttamente come

ARCHITETTURA

E

INTRODUZIONE

ELEMENT INTERNET

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