Informatica - le reti e Internet

Classificazione delle reti

Le reti possono classificarsi secondo vari criteri. Quelli più comuni sono: l'architettura di connessione e l'estensione (geografica).

Per quanto riguarda la prima categoria, distinguiamo le reti in:

• Reti a banda larga o broadcast
• Reti punto a punto

Le reti broadcast si caratterizzano per avere un singolo canale di comunicazione condiviso da tutte le macchine della rete. Il computer mittente invia i dati specificando il nome del destinatario. Tutti i computer non interessati lo ignorano mentre quello cui è destinato il messaggio lo riceve. Questa topologia di rete è caratteristica delle reti locali (vedi dopo).

Nelle reti punto a punto i componenti della rete sono collegati a coppie tra loro. Se si devono trasmettere dati tra due macchine non adiacenti, si sfruttano le connessioni esistenti tra le altre macchine fino ad ottenere la connessione desiderata. Questa topologia di rete è caratteristica delle...

Fino ad un ambito metropolitano. WAN (Wide Area Network o reti geografiche) reti estese in un ambito territoriale molto vasto (nazione o continente). Un insieme di reti connesse tra loro è chiamata internetwork o più succintamente internet (da non confondersi con Internet – con la I maiuscola - che è il nome proprio di una internet estesa a livello mondiale).

IL LIVELLO FISICO

Il mezzo fisico più utilizzato nelle reti di computer è costituito dal filo di rame del telefono (doppino telefonico). Su questo canale, che nella versione più semplice, si compone di una coppia di cavi senza schermatura, possono essere trasmessi segnali analogici (quelli della normale linea telefonica) o digitali (linea ADSL). Le velocità trasmissive del doppino in modalità analogica sono circa di 50 kbps (kilobit per secondo) mentre quelle ADSL sono di circa 640 kbps (dalla rete al utente) e 128 (viceversa). In altre versioni abbiamo più coppie ed una schermatura.

segnaleanalogico in segnale digitale e viceversa. E’ necessario per la connessione alla linea telefonica. Se invece dobbiamo connettere tra loro piu’ computer in una LAN si ricorre ad altri dispositivi.

Il piu’ semplice di questi e’ l’hub utilizzato per collegare poche macchine tra loro. Quando invece si devono connettere tra loro un numero maggiore di macchine, si utilizzano gli switch.

Le connessioni di computer con le apparecchiature viste finora hanno delle limitazioni in termini di distanze massime e di numero di sistemi collegabili. Qualora si raggiunga uno dei precedenti limiti si parla di rete locale estesa i cui segmenti, che rispettano i limiti imposti, saranno interconnessi attraverso un bridge.

Qualora si debbano collegare reti eterogenee si ricorre al router. Questo apparecchio infatti e’ capace di collegare reti con protocolli di comunicazione diversi come nel caso di collegamenti di reti locali (che sono reti broadcast) a reti geografiche (reti

La storia di Internet

Agli inizi degli anni '70, il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti aveva realizzato una rete capace di funzionare in caso di attacco nucleare chiamata ARPANET. La diffusione delle reti ad onde radio e satellitari, impose l'ampliamento del protocollo alla cui realizzazione parteciparono diverse università che per questo finirono con l'utilizzare ARPANET. Nacque così il protocollo TCP/IP espressamente progettato per gestire la comunicazione internetwork. Nel volgere di pochi anni, anche a seguito del numero sempre maggiore di reti che confluivano in ARPANET, TCP/IP (Trasmission Control Protocol/Internet Protocol), diventò il protocollo ufficiale per la connessione a questa rete (1983). L'adesione di altre importanti reti (EARN una rete accademica europea, BITNET una rete di mainframe IBM, ed altre) ha portato ARPANET a diventare la rete attualmente conosciuta con il nome di Internet. Fino ai primi anni '90,

Internet era largamente impiegata solo da organismi universitari o governativi e da ricercatori dell'industria. Una nuova applicazione, il WWW (World Wide Web), modificò questo stato di cose e portò numerosi utenti, non appartenenti alle categorie anzidette, ad utilizzare la rete. Questa applicazione, nata da un'idea di alcuni fisici del CERN (Consiglio Europeo per l'energia Nucleare), portò, in un momento successivo (1993) alla realizzazione di Mosaic il primo dei programmi di navigazione (progenitore di Netscape e di Explorer). Tale realizzazione si deve al NCSA, un ente pubblico statunitense per le applicazioni di supercalcolo.

IL LIVELLO TRASPORTO E APPLICAZIONI

Abbiamo visto in precedenza la schematizzazione di un generico sistema di comunicazione. Avevamo suddiviso questo sistema in tre livelli notando che tale numero dipendeva dai modelli di riferimento. Nel caso del protocollo TCP/IP i livelli sono quattro in quanto il livello trasporto (dello

Lo schema generico viene ulteriormente suddiviso in due. Il protocollo TCP/IP si tratta di un insieme di protocolli aperti (il termine "aperto" è opposto a "proprietario" ossia indipendente da un singolo produttore di software) ed il suo nome deriva da due di questi (i più importanti). È organizzato in quattro livelli evidenziati nella figura seguente assieme ai (2) protocolli più significativi di ciascuno. Anche qui, come nel caso del sistema generico, i livelli sono ordinati gerarchicamente tra loro e indipendenti, cosa che permette di cambiare gli elementi di un livello senza influire su quelli che si trovano al di sopra o al di sotto. Così, p.e., la sostituzione di una scheda di rete.

(1) Secondo R. Caillau uno degli scienziati che svilupparono l'idea originale, "Il World Wide Web è nato essenzialmente dalla convergenza di tre elementi che esistevano già: il computer, le reti, l'ipertesto. Noi

Non abbiamo fatto altro che integrare questi elementi per migliorare, inizialmente, la comunicazione fra i lavoratori del CERN".(2) E' qui il caso di evidenziare che, se non diversamente stabilito, tutti i dati trasmessi con questo protocollo viaggiano in "chiaro" ossia non sono soggetti a trasmissione crittografata!!!. Per ottenere una trasmissione non in chiaro è necessario ricorrere a protocolli specifici di cui parleremo in seguito. Con una diversa, comporta semplicemente di cambiare i programmi che ne controllano il funzionamento (driver), senza modifiche nei livelli superiori.

Applicazioni HTTP FTP Telnet DNS SMTP

Trasporto TCP UDP

Rete IP

Fisico Programmi di gestione delle schede di rete (driver), schede di rete

Abbiamo già discusso sufficientemente degli aspetti generali del livello fisico. Una sola considerazione. Il protocollo a questo livello impiega un identificatore della scheda di rete chiamato MAC Address (vedi prossimo paragrafo).

Il livello Rete

Si occupa degli aspetti che riguardano la ricerca di un percorso capace di raggiungere il destinatario (Internet è una rete punto a punto con percorsi non unici). Per risolvere questo problema a ciascuna macchina è associato un numero (di 32 bit) che la identifica univocamente chiamato indirizzo IP. L'indirizzo IP è normalmente rappresentato da quattro numeri, ciascuno compreso tra 0 e 255, separati tra loro da un punto, p. e. (3)128.17.75.20.

Il livello Trasporto si caratterizza principalmente per assicurare una trasmissione affidabile (cioè che vada a buon fine, sempre che si possa trasmettere). A questa funzione presiede il protocollo TCP. La trasmissione dei dati su Internet può essere assimilata all'invio di un libro utilizzando solamente delle cartoline (quindi un supporto di capacità limitata). È evidente che tutto il libro non può essere contenuto in una cartolina, così si utilizzeranno più cartoline.

Ciascuna contenente al più qualche riga del libro. Mano a mano che si completa una cartolina questa viene spedita e, allo scopo di evitare confusione, essa sarà identificata con un numero progressivo. Le cartoline, una volta pervenute al destinatario, anche in tempi e non necessariamente nello stesso ordine di spedizione, potranno essere riassemblate secondo l'ordine giusto (se qualche cartolina viene persa si procede ad una sua ulteriore spedizione). Nella realtà le cartoline sono formate con pacchetti di dati ed il destinatario è conosciuto attraverso il suo numero IP.

Anche il vostro computer, se dispone di una connessione Internet, ha un indirizzo IP ed un MAC Address. Per poterli conoscere (Windows XP/2000), dovete selezionare la sequenza:

Start -> Tutti i programmi (Programmi) -> Accessori -> Prompt dei comandi

Quindi digitare il comando ipconfig /all e premere il tasto Invio. A questo punto avrete una serie di dati.