Web Design and technologies

Web design e tecnologie

Lezione 1-2: Internet e il World Wide Web

Breve storia del World Wide Web

Cos'è internet? Non è il web, è la più grande rete mondiale di dispositivi interconnessi. Nasce negli USA nel 1969 ad opera del Department of Defense Advanced Research Projects Agency NET (DARPANET) -> nata per scopi militari. Sulla rete internet ci sono diversi servizi -> FTP (file transfer protocol), telnet (terminal emulation), news, web.

I computer sono nati nel 1961, erano delle macchine estremamente complesse, che occupavano intere stanze -> per funzionare avevano bisogno di decine di tecnici specializzati. Erano frequenti i malfunzionamenti e problemiBug (in inglese scarafaggio), perché uno dei problemi erano gli scarafaggi che danneggiavano i fili.

Storia di Internet

• Nel 1961 Licklider introduce il concetto di rete (internet) di calcolatore, computer interconnessi.
• Nel 1966 vengono gettate le basi per la rete ARPANET e lo scopo è uno scopo militare o spaziale, perché negli USA questi erano due ambiti in cui non si badava a spese, si potevano fare grandi investimenti, anche senza grandi ritorni economici.
• Nel 1973 Khan e Cerf iniziano la definizione della futura lingua di Internet: il protocollo TCP/IP (parametri che permettono al dispositivo collegato a internet di funzionare) -> creatori rete internet. Un PROTOCOLLO è un linguaggio che permette a due o più parti di comunicare tra di loro.
• Nel 1983 oltre al DARPANET, negli USA esistono già diverse reti usate da diverse comunità (es. reti universitarie che collegano diverse università), però ogni rete utilizzava un protocollo diverso, parlavano lingue diverse.
• Nel 1985 viene creata NSFnet, una rete che collega tra loro le varie università statunitensi e anch'essa adotta il protocollo TPC/IP.
• Fine anni '80 si va verso la rete internet come la conosciamo oggi -> nascono diverse reti negli USA e tutte parlano il protocollo TPC/IP, in quanto è un protocollo che funziona molto bene ARRIVA IL WORLD WIDE WEB, servizio che rende la rete internet famosa anche tra le persone comuni.
• Nel 1989 (concepito), nel 1990 (sviluppato) Tim Berners-Lee e Robert Cailliau, del CERN di Ginevra, (considerati inventori web) presentano la proposta di realizzare un sistema di comunicazione basato su ipertesti. Il web è stato concepito al CERN di Ginevra perché il capo dei due, che erano due informatici, li ha chiamati e ha detto ad entrambi di avere un problema al CERN, ossia come fare a condividere un documento con gli altri dipendenti del CERN, la posta elettronica già esisteva, è molto più antica del web, non esistevano i pdf, ma diversi programmi di scrittura, quindi il fatto di poter leggere il documento poteva essere un problema -> loro hanno pensato un sistema per cui i documenti fossero pubblicati su un server del CERN in cui tutti i dipendenti del CERN potevano vedere quei documenti scientifici pubblicati meccanismo degli ipertesti esisteva già, quello che hanno fatto è applicare questo concetto di ipertesti alla rete internet, cioè il fatto di collegare diversi contenuti sulla rete tra di loro, o meglio di concedere l'accesso ad un contenuto che sta da qualche parte nel CERN di Ginevra per potervi accedere immediatamente. L'idea di Tim Berners-Lee è stato poi ritenutamigliore, quindi si dà a lui la nascita del web. Dopo qualche anno tale invenzione diventa un'invenzione mondialeIl web è nato in Europa, per motivi di ricerca scientifica.
• Nel 1991 (viene implementato) lo Stanford Linear Accelerator Center in California diventa il primo server web negli USA.
• Nel 1992 il CERN rende disponibile un browser web gratuito -> vari laboratori di ricerca nel mondo entrano in rete.
• Nel 1993 a ottobre ci sono già più di 200 server web (200 siti).
• Nel 1994 nasce la Mosaic Communications Corporation, che diventerà in seguito Netscape (browser) -> è stata la prima azienda nata per il web e che si è sviluppata sul web.
• Nel 1995 viene messo sul mercato Windows 95 e internet e il web incominciano a entrare nelle case della gente comune (non è la prima versione di Windows) -> Internet Explorer diventa il browser più utilizzato dai navigatori.

Principi guida nello sviluppo di Internet

Quando si è usciti dall'ambito strettamente militare e quando è arrivata la rete l'obbiettivo era:

• Quello di creare la tecnologia necessaria per condividere risorse tra computer di diverso tipo.
• Sviluppare metodi che garantiscono una comunicazione affidabile, anche in presenza di interruzioni nella rete.
• Supportare lo sviluppo della ricerca e dell'insegnamento (quando è arrivato il web).

Principali tipologie di reti

• Reti LAN (Ethernet): è una rete che ha un'estensione limitata (es. rete all'interno di un locale, di un campus universitario, rete che collega diverse zone aziendali della stessa azienda) è una rete locale, che permettono la condivisione di dati e periferiche all'interno di un'area limitata.
• Reti WAN: è una rete geografica che collega tra loro computer anche molto lontani (es. posti in diverse località di una nazione).
• Rete Internet: è la rete delle reti -> connette tra di loro le varie WAN.

Il protocollo TCP/IP

(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) è il linguaggio che permette a reti diverse di comunicare tra di loro. È indipendente dalle tecnologie -> tutto deve funzionare indipendentemente dai dispositivi, dalla rete Ethernet, WAN, internet. È un open standard, cioè non è proprietà di nessuno, è gratuita, il che ne ha favorito una grandissima diffusione (viene usato ancora ora, è stato migliorato nel corso degli anni). Si basa su un modello a quattro strati (ISO-OSI semplificato) -> l'ISO è un modello di standardizzazione, che standardizza come sono fatte le reti. Modello ISO che descrive una rete secondo diversi livelli concettuali -> il TCP/IP prende questo modello dell'ISO e lo semplifica da 7 livelli a 4 livelli. Ossia i dati che arrivano a me utente attraverso la rete o i dati che escono dal mio dispositivo collegato a internet che devono viaggiare attraverso questi 4 livelli del TCP/IP.

• Livello delle applicazioni: gestisce i servizi per l'utente, livello che dialoga con il browser web -> riceve il codice della pagina web che permette al browser di visualizzare la pagina web, quindi gli dà i caratteri che costituiscono il codice. Oppure se io ho inserito i miei dati in un form e poi ho premuto il bottone di invio, i caratteri che costituiscono il mio nome escono dal mio browser e vanno al livello applicazioni.
• Livello di trasporto: gestisce l'organizzazione dei dati ai fini della trasmissione -> io ho inserito in un form il mio nome e ho premuto il bottone di invio, questi dati che ho inserito devono essere inviati ad un server -> ciò che esce dal mio programma a chi vengono dati questi dati? Vengono dati al livello di trasporto, perché questi dati devono essere impacchettati nel modo giusto perché possano viaggiare nella rete internet -> prende i dati che devono uscire e li impacchetta per essere invitati, se invece i dati devono entrare, ciò che entra arriverà in pacchetti e allora li spacchetta per spacchettarli in quei caratteri che verranno mostrati sullo schermo.
• Livello di rete: gestisce l'indirizzamento e l'instradamento dei dati -> se pensiamo all'uscita dei dati, es. voglio inviare il mio nome al server, se questi dati sono stati impacchettati nel modo giusto, questi dati devono sapere l'indirizzo del ricevente, perché se non sanno dove andare come fanno ad andare, devo dirgli quindi dove andare e come raggiungere la sua destinazione.
• Livello fisico: gestisce l'uso dei cavi o della rete wireless e l'invio di segnali fisici -> dialoga direttamente con la parte hardware del mio dispositivo -> dialoga con la scheda di rete del mio computer e mi fa uscire dei bit che sono trasferiti in segnali elettrici e raggiungeranno la destinazione. La rete può essere col cavo o con la rete wireless.

Es: faccio una ricerca con Google, scrivo Università di Pavia e premo invio -> quell'università di Pavia viene presa dal livello delle applicazioni che lo passa al livello di trasporto che prende i byte, che costituiscono la stringa università di Pavia e li impacchetta in un certo modo; poi lo passa al livello di rete, gli mette l'indirizzo del server di Google che sta in California e gli dice come raggiungerlo; infine il livello di rete prende questi pacchetti con l'indirizzo e l'informazione di come raggiungere la sua destinazione e li butta fuori, sulla rete internet, quindi sui cavi fisici, sui cavi elettrici che arrivano a destinazione. Viceversa per l'ingresso: il server di Google genera la pagina di risposta con i risultati. La pagina di risposta che sono dei byte, che entrano attraverso la mia scheda di rete ed entrano quindi nel livello fisico, quindi sono dei segnali elettrici dei byte che vengono passati al livello di rete, li passa al livello di trasporto che li spacchetta e poi li passa al livello delle applicazioni che li fa diventare dei caratteri, codici HTML e CSS, in modo che il browser sia in grado di visualizzarli.

Reti a commutazione di circuiti

Reti in cui la linea è di uso esclusivo di chi sta comunicando (es. linea telefonica tradizionale e collegamento di periferiche a computer) -> meccanismo per cui se una linea è occupata da due comunicanti che si stanno parlando nessun altro può usarla. Se pensiamo alla rete internet questo meccanismo non è praticabile, perché sono moltissimi i dispositivi collegati alla rete e quindi non è possibile avere delle linee ad uso esclusivo.

Reti a commutazione di pacchetto (TCP/IP)

Trucco ingegnoso secondo cui i dati non sono inviati in blocco, ma suddivisi in pacchetti (di dimensione fissa 1500 byte) i dati vengono impacchettati -> ogni pacchetto contiene le informazioni necessarie per l'identificazione della sua destinazione (sul pacchetto viene messo l'indirizzo del destinatario). Pacchetti diversi possono seguire percorsi diversi ed essere ricevuti in ordine diverso da quello di invio, dipendentemente dal traffico della rete internet. Il fatto che pacchetti diversi possano fare percorsi diversi porta al fatto che l'ordine di ricezione da parte del ricevente possa essere diverso rispetto all'ordine di invio, ma poco importa perché i pacchetti sono numerati (una volta ricevuto li mette in ordine) la stessa linea può essere occupata da molti perché anche se devo inviare 1 giga di file non è che occupo la linea per inviare 1 giga di file, ma invio il primo pacchetto e anche altri potranno inviare i loro pacchetti, in questo modo in contemporanea la rete può essere usata da tanti comunicatori, da tanti dispositivi che sono in internet. Altro vantaggio è che se una sessione di invio si interrompe, può essere ripresa in seguito (efficienza e affidabilità) -> se un pacchetto va perso e il ricevente lo sta aspettando, il ricevente attraverso il protocollo TPC/IP dice al mittente "mi rinvii il pacchetto 34" e il mittente lo rinvia, non deve essere rinviato 1 giga di file.

Indirizzi IP

Ogni dispositivo collegato a internet ha un indirizzo associato, cioè deve essere identificabile sulla rete internet (es. computer, frigorifero, lavatrice ecc). Gli indirizzi IP sono formati da 4 byte, compresi tra 0 e 225, separati da un punto (es. 213.45.152.218).

Tre classi di indirizzi IP

• Reti di classe A: anni '70, c'erano nel mondo pochissime reti e allora all'inizio si è deciso di usare questi 4 byte utilizzano solo il primo byte per identificare la rete, ma restano poi il 2°, 3°, 4° byte per identificare le macchine all'interno di ciascuna rete. All'inizio potevo avere 256 reti e all'interno di ciascuna rete potevo metterci 16.777.214 macchine.
• Reti di classe B: Una volta raggiunte e superate le 256 reti si sono introdotti gli indirizzi di reti di classe B. utilizzano i primi due byte per identificare la rete e gli altri due byte per identificare le macchine all'interno di ciascuna rete. Si è deciso di distinguere le reti di classe A, dalle reti di classe B attraverso il valore del primo byte, se il primo byte va da 1 a 127 allora è una rete di classe A, se è da 128 a 255 (191 quando sono state introdotte le reti di classe C) allora è una rete di classe B -> 16.386 reti, ognuna con 65.534 macchine.
• Reti di classe C: ben presto però le reti sono diventate più di 16.384 e sono state quindi introdotte le reti di classe C, in cui i primi 3 byte identificano la rete e l'ultimo byte soltanto identifica le macchine Se il primo byte va da 192-223 allora è una rete di classe C (a 224 a 255 sono indirizzi speciali utilizzati per scopi speciali) -> 2.097.152 reti, ognuna con 254 machine. Attualmente esistono indirizzi di classe C quando si liberano.

Alcuni byte servono per creare degli indirizzi speciali Indirizzi privati ognuna delle tre classi (A, B, C) ha degli indirizzi speciali, utilizzabili solo nella rete locale a più dispositivi corrisponde lo stesso indirizzo pubblico, visibile all'esterno -> lo scopo è che dato che non bastano il trucco è quello di creare delle reti che abbiano un'unica connessione, quindi un unico indirizzo verso l'esterno, ma poi localmente hanno diversi indirizzi. Tutti i dispositivi collegati allo stesso router wireless hanno lo stesso indirizzo IP, perché è il router che è collegato ad internet quindi dall'esterno i pacchetti che entrano ed escono hanno lo stesso indirizzo che è quello del router.

• Classe A -> primo byte vale 10.x.x
• Classe B -> primo byte vale 172.16.x.x
• Classe C -> primo byte vale 192.168.x.x (es. 192.168.0.1 ; 192.168.0.2)

Gli indirizzi IP standard (IPv4) non bastano più, cioè gli indirizzi classe A, B, C. IPv6: usa 128 bit anziché 32 -> 2¹²⁸ dispositivi indirizzabili protocollo  rappresentazione esadecimale, una rappresentazione dei numeri in base 16, che oltre alle cifre da 0 a 9, utilizza anche le lettere da A a F. Nel giro di qualche anno si passerà completamente al protocollo IPv6.

Gateway (o router) in una LAN

Es. rete locale dell'Unipv (non il router che abbiamo a casa, ma è una rete locale). Quando il protocollo IP riceve i dati da inviare ad un certo indirizzo, controlla la rete:

• Se è la rete locale, invia i dati alla macchina specificata -> il protocollo IP riconosce che la macchina è della mia stessa rete e invia direttamente quei dati. Lo riconosce attraverso l'indirizzo, perché hanno lo stesso indirizzo di rete.
• Se è una rete esterna, (come accade nella maggioranza dei casi) invia i dati a un computer speciale della rete locale detto GATEWAY o router -> il gateway è un punto di passaggio, di ingresso e di uscita, è quel computer che fa da tramite tra la rete locale e l'esterno, cioè la rete internet, il che vuol dire che tutti i pacchetti che escono dalla rete locale passano dal GATEWAY, e tutti i pacchetti che entrano nella mia rete locale passano per il gateway.

Il Gateway è importante perché fa arrivare i pacchetti alla loro destinazione, e quindi i gateway hanno una lista di indirizzi di altri router per le reti che conoscono, più un indirizzo per quelle che non conoscono -> i dati vengono inviati al router competente ed a questo eventualmente attraverso altri router al computer di destinazione. L'assegnazione degli indirizzi di rete dipende da un organismo internazionale che delega la gestione degli indirizzi nei vari paesi a organismi locali.

Internet come rete di router

Il computer (you) sulla sinistra siamo noi quando navighiamo su internet e siamo collegati ad internet. Quello verde sulla destra è il ricevente, il server -> es. facciamo una ricerca su Google e quindi inviamo a Google la stringa di ricerca, quello che voglio cercare viene ricercato. Ciò che sta in mezzo sono i Gateway o router della mia rete locale, perché è lo smistatore di pacchetti che entrano ed escono dalla mia rete locale. Il ricevente, il router verde, sarà il router della sua rete locale -> tutti questi router rappresentano i nodi della rete e se devo andare da un punto all'altro le strade sono tante, non c'è una sola strada.

Quali sono i criteri dei pacchetti per scegliere una strada e non un'altra? Dipende dal traffico, i sistemi di instradamento da un punto all'altro, dei sistemi sofisticati che fanno seguire ai pacchetti la strada più conveniente, quindi non necessariamente la strada più corta, ma quella più veloce.

Dorsali (backbone)

Sono delle WAN, quindi delle reti molto grosse e sono i collegamenti geografici velocissimi (in fibra ottica) in Italia ci sono due dorsali (quindi due WAN):

• La rete italiana della ricerca è la rete GARR (gruppo di armonizzazione reti ricerca) -> la prima WAN creata in Italia ed è la rete della ricerca, che collega tra loro le università italiane, i centri di ricerca ecc -> è collegata direttamente al CERN di Ginevra, (perché pur il web essendo un servizio di internet, nel momento in cui il web è nato il CERN è diventato oltre che un centro di ricerca nucleare, uno dei maggiori centri di ricerca di internet e del web e quindi gli è stato creato un nodo di smistamento dei pacchetti molto importante per l'Europa) e da qui alle altre dorsali europee e americane.
• La rete commerciale italiana, la rete interbusiness che affitta collegamenti (gestita da Telecom). -> es. se un'azienda vuole collegarsi direttamente alla rete internet, ossia senza un provider.