PARTE IV
Reti di calcolatori e Internet
Obiettivi della IV parte del corso
• Evoluzione dei sistemi di calcolo e
organizzazione del lavoro informatico in
azienda
• Reti di computer: aspetti tecnologici
– reti locali
– reti geografiche
• Internet
– tecnologia
– servizi
Informatica Generale
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Evoluzione dei sistemi di calcolo
• Local batch (elaborazione locale a lotti)
• Remote batch (elaborazione remota a lotti)
• Time sharing (ripartizione di tempo)
• Personal computing
• LAN (Local Area Network = rete locale)
• Internet, intranet, extranet
Informatica Generale
3
Local batch
• Organizzazione basata su mainframe
 solo grandi aziende
• Presenza in azienda di un “centro EDP”
• Schema di lavoro
management
programmatori
computer
perforatori
operatori
L’operatore gestisce una coda fisica di lavori da eseguire
Informatica Generale
4
Remote batch
• Organizzazione basata su terminali scriventi
(in seguito videoterminali) collegati
(eventualmente via modem) al mainframe
• Centro EDP ridotto
• Schema di lavoro
management
programmatori
computer
Il computer gestisce una coda elettronica di lavori
• Primi problemi di sicurezza
Informatica Generale
5
Time sharing
• Prima organizzazione veramente interattiva
• Schema di lavoro
Programmatore/utente
Mainframe o
minicomputer
• Tempo di attesa dipende da #utenti collegati
• Persistono i problemi di programmazione e
aumentano i problemi di sicurezza
Informatica Generale
6
Batch vs time sharing
P1
P2
P3
Quanti di tempo
(time slice)
Tempo
Informatica Generale
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Terminali intelligenti
• Problema con i terminali “stupidi” (dumb):
guasto (alle linee o al computer centrale) 
impossibilità di lavorare
• Terminali intelligenti hanno capacità di
calcolo locali (sono precursori dei PC)
• Esempio: operazioni locali presso sportello
bancario
• Migliorano i servizi ma non le procedure
informatiche
Informatica Generale
8
Personal computing (anni ‘80)
• Cambia il rapporto fra management e centro
EDP
• Migrazione di applicazioni dal mainframe
(o minicomputer) al PC
– elaboratori di testi
– fogli elettronici
• Il “grosso” delle procedure aziendali rimane
sul mainframe
Informatica Generale
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Problemi del personal computing aziendale
• Isolamento dei decisori (manager che
elabora in modo diretto le proprie
informazioni)
• Difficile interscambio di informazioni
• Uso inefficiente delle risorse
– stampanti
– licenze software
Informatica Generale
10
Reti locali (1 fase, seconda metà anni ‘80)
a
• PC collegati fra loro e al computer
aziendale centrale
• Condivisione di risorse fisiche
• Inizia l’era dell’automazione d’ufficio
– Fogli elettronici ed elaboratori di testi
– Posta elettronica
– Programmi per la gestione dei progetti
• PC come terminale intelligente per il
computer aziendale
Informatica Generale
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Reti locali (2 fase, anni ‘90)
a
• Computer centrale sostituito da uno o più
server
– file server (repositorio di file e database)
– terminal server (esegue parte delle
applicazioni)
• Architettura delle applicazioni
– client (gira sul PC)
– server (gira sul server)
Informatica Generale
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Vantaggi di LAN + modello client-server
• Il controllo ritorna completamente nelle
mani dell’amministratore del sistema
– aggiornamenti coerenti
– specializzazione dei client
– protezione
• Maggiore economicità
– costo licenze
– manutenzione software
Informatica Generale
13
Fase attuale: LAN + modello client-server
+ reti geografiche
• LAN collegate su scala geografica
Router
LAN1
LAN3
Router
Router
LAN2
• Rete proprietaria oppure intranet
• Possibilità di trasferimento dati fra cliente e
fornitore
Informatica Generale
14
Finalità di una rete (riepilogo)
• Condivisione di risorse (dispositivi fisici,
dati, programmi)
• Comunicazione fra utenti (posta elettronica)
• Maggiore affidabilità (capacità di
elaborazione locale)
• Maggiore economicità (attraverso la
condivisione e i minori costi di
manutenzione e aggiornamento software)
• Trasferimento e pubblicazione dati
Informatica Generale
15
Reti di calcolatori: definizioni
• Local Area Network: i computer risiedono
in uno stesso edificio o in un gruppo di
edifici adiacenti (es. un campus)
• Metropolitan Area Network: i computer
risiedono nella stessa area urbana
• Wide Area Network: i computer possono
risiedere anche in continenti diversi
• Internetwork: collegamento di reti diverse
(l’esempio paradigmatico è Internet)
Informatica Generale
16
Trasmissione dati
• Sistema di comunicazione di messaggi
Sistema di trasmissione
Sorgente
Trasmettitore
Destinatario
Canale
Ricevitore
• Tipo di messaggio e tipo di canale possono
essere differenti (analogici o digitali)
• Problema fondamentale: efficienza e
affidabilità
Informatica Generale
17
Messaggi e segnali
• Consideriamo solo messaggi digitali:
…1001110101…
 segnale digitale:
0  0 volt
…
… 1  5 volt
 segnale analogico:
0  1180 Hz
1  980 Hz
• Conversione analogico/digitale
 modem
Informatica Generale
18
Canale di comunicazione
• Tipo di mezzo
– guidato
– non guidato
• Velocità di trasmissione (bit/sec)
• Attenuazione
 necessità di ripetitori
• Problemi di interferenza
 maggiori nei mezzi non guidati
(pensare alla radio)
Informatica Generale
19
Principali mezzi e relative velocità
• Doppino telefonico (fino a 100Mbit/sec)
– reti locali
• Cavo coassiale (fino a 500Mbit/sec)
– TV via cavo
• Fibra ottica (oltre 2 Gbit/sec)
– reti locali e geografiche
– telecomunicazioni (TV e telefono)
• Onde elettromagnetiche (ordine Tbit/sec)
– comunicazioni via satellite
Informatica Generale
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Caratteristiche della comunicazione
• Tecnica di trasmissione
– sincrona o asincrona
• Tipo di collegamento
– half duplex o full duplex
• Multiplexing
– a divisione di tempo o di frequenze
– modulazione di frequenza
• Tipo delle linee
– dedicate o commutate
Informatica Generale
21
Topologia delle reti
• Bus
W
W
W
W
S
P
P
Terminatore
• Stella
W
W
Informatica Generale
W
Hub
P
W = workstation
S = server
P = stampante
S
P
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Topologia delle reti (2)
• Anello
W
W
W
S
P
P
• Irregolare
P
P
P
P
P
Informatica Generale
P
P
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Reti geografiche (punto a punto)
• Topologia irregolare
LAN2
Router
LAN1
Router
LAN5
Router
Router
LAN4
Router
LAN3
Router
LAN6
Router
LAN7
• Router:
Attacchi modem
Informatica Generale
Attacchi
rete
24
Instradamento dei messaggi
• Commutazione di circuito
– attivazione del cammino
– comunicazione dati
– disattivazione del cammino
• Commutazione di pacchetto
– messaggio diviso in “pacchetti” di
dimensione limitata
– i pacchetti viaggiano in modo indipend.
– messaggio “ricomposto” dal destinatario
• In entrambi i casi deve essere presente un
algoritmo di “routing”
Informatica Generale
25
Struttura dei pacchetti
1Kbyte
Controllo
Fine pacchetto
Informatica Generale
Parte utile
del messaggio
Mittente
Inizio pacchetto
Destinatario
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Classificazione delle reti geografiche
Rete
Interna
Esterna
Chiusa
Aperta
Proprietaria
Non
proprietaria
Informatica Generale
Non
proprietaria
(Internet)
Proprietaria
(AoL)
27
Reti locali
• Canale digitale
• Trasmissione di tipo “broadcast”
– no nodi intermedi di instradamento
– hardware/software rice-trasmittente
– una solo stazione trasmittente (ad ogni
dato istante)
• Metodi di accesso
– CSMA/CD
– token ring
Informatica Generale
28
Architettura della comunicazione
• Protocolli di comunicazione
– molteplici livelli di cooperazione (dai
segnali alla cooperazione fra utenti finali)
– modello “a strati”
• Lo standard ISO-OSI (semplificato): 5 strati
– fisico
– collegamento dati
– rete
– trasporto
– applicazione
Informatica Generale
29
Il modello ISO-OSI
Applicazione
Applicazione
Trasporto
Trasporto
Rete
Rete
Rete
Rete
Data link
Data link
Data link
Data link
Fisico
Fisico
Fisico
Fisico
Host
Router
Router
Host
protocollo
Informatica Generale
servizi
30
Il modello ISO-OSI (2)
• Livello fisico: trasmissione dei singoli bit
• Livello data-link: strutturazione in frame,
implementazione di un canale “affidabile”
• Livello di rete: instradamento dei pacchetti
• Livello di trasporto: trasferimento dati fra le
applicazioni
• Livello di applicazione: applicazioni di rete
(posta elettronica, file transfer, hypertext
transfer, …)
Informatica Generale
31
Il software di rete al lavoro
Dati dell’utente
Dati app. Dati dell’utente
TCP Dati app.
Informatica Generale
TCP
Livello dell’applicazione
Livello
di trasporto
(modulo TCP)
32
Il software di rete al lavoro (2)
IP TCP Dati app.
H
IP TCP Dati app.
Livello fisico
Informatica Generale
IP TCP
Livello
T data link
(scheda)
Livello
di rete
(modulo IP)
Livello
data link
(scheda)
Livello fisico
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I protocolli TCP/IP
• TCP/IP = Transmission Control Protocol/
Internet Protocol
• Suite di protocolli impostata sui 5 livelli
ISO-OSI
• Fa parte della “dotazione” dei principali
SO (Unix e Windows)
• È supportato dai costruttori di router
• È il protocollo di Internet
Informatica Generale
34
L’indirizzamento in Internet
• Livello di rete di TCP/IP (Internet Protocol)
• Schema di indirizzamento basato su 32 bit
 IP number di 32 bit in ogni pacchetto
• IP number
Rete
Host
1 oppure 2 oppure 3 byte
• Indirizzo di rete definito da una “authority”
globale
• 3 classi di reti: A, B e C
Informatica Generale
35
Classi di reti
• Classe A: indirizzo di rete su un byte
– ci possono essere fino a 224 host
– primo byte: 0xxxxxxx
• Classe B: indirizzo di rete su due byte
– ci possono essere fino a 216 host
– primi byte: 10xxxxxx xxxxxxxx
• Classe C: indirizzi di rete su tre byte
– ci possono essere fino a 256 host
– primi byte: 110xxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx
Informatica Generale
36
Ancora sugli indirizzi Internet
• Rappresentazione decimale
– 4 numeri (uno per byte), separati da .
– 131.114.4.32, 195.32.43.254
• Rappresentazione simbolica
– sequenza di identificatori separati da .
– osiris.di.unipi.it, fecfg.isnet.it
• Domain Name Server: effettua la
conversione simbolico-numerica
Informatica Generale
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Le reti di ricerca in Italia
• Comprendono università ed enti pubblici di
ricerca (come CNR, ENEA e INFN)
• Per le università gli indirizzi sono del tipo:
<organo>.uni<città>.it
Esempio: di.unipi.it
• I numeri di IP sono attribuiti dal GARR
(Gruppo Armonizzazione Reti di Ricerca),
con sede a Pisa
Informatica Generale
38
Il protocollo TCP
• Divide il messaggio ricevuto dal livello di
applicazione in pacchetti
• Aggiunge informazioni che permettono al
ricevente:
– di ordinare correttamente i pacchetti (che
possono arrivare in tempi e per strade
differenti)
– verificare l’integrità dei dati
• Ritrasmette eventuali pacchetti persi o con
dati corrotti
Informatica Generale
39
Che cos’è Internet?
• Una rete (geografica) che collega un
numero enorme di reti (locali o geografiche)
LAN
Gateway
Reti geografiche
• La caratteristica fondamentale è l’uso di un
linguaggio comune (i protocolli TCP/IP)
Informatica Generale
40
Aspetti organizzativi di Internet
• Non esiste un ente proprietario di Internet
 garante “morale” (The Internet
Society)  commissioni ed enti di
coordinamento
 diritti solo sulla
parte di struttura posseduta
• Può essere utilizzata per qualunque scopo:
ricerca, militare, commerciale, non-profit,...
• Può essere utilizzata da qualunque tipo di
computer
Informatica Generale
41
I servizi di Internet
• Organizzazione tipo client-server
• Ogni computer connesso in rete può essere
client o server per un determinato servizio
• Servizi
– posta elettronica
– file transfer
– terminale remoto
– utilità varie
– World Wide Web
Informatica Generale
42
La posta elettronica
• Scambio di messaggi
SMTP
Rete
SMTP &
POP
POP
• Liste di interesse
Rete
Informatica Generale
43
Il programma di posta elettronica
Informatica Generale
44
Il programma di posta elettronica (2)
Informatica Generale
45
Il programma di posta elettronica (3)
Informatica Generale
46
Trasferimento file (file transfer protocol)
• Downloading & uploading
ftp
Rete
FTP client
FTP server
• Anonymous ftp
• Ftp shell e attuali interfacce grafiche
• Integrazione nei browser
Informatica Generale
47
Ftp shell
Informatica Generale
48
Ftp con interfaccia grafica
• Connessione
Informatica Generale
49
Ftp con interfaccia grafica (2)
• Trasferimento file
Informatica Generale
50
Terminale virtuale (telnet)
• Terminale alfanumerico di host remoto
telnet
Rete
Terminale remoto
host
• Accesso a catologhi di biblioteche o di
banche dati in genere
Informatica Generale
51
Programma di emulazione
Informatica Generale
52
Programma di emulazione (2)
Informatica Generale
53
Utilità varie
• Ping (verifica se un host è raggiungibile e
attivo)
Informatica Generale
54
Utilità varie (2)
• Traceroute (determina il cammino
effettivamente intrapreso dai pacchetti)
Informatica Generale
55
World Wide Web
• Modello di “navigazione” in documenti
ipertestuali distribuiti
• Documento ipertestuale
– testo
– immagini e filmati
– suoni
– programmi
– collegamenti (link)
Informatica Generale
56
World Wide Web (2)
• Protocollo HTTP (HyperText Transfer
Protocol)
http
Rete
WEB browser
WEB server
• WEB server e client supportano altri servizi
– ftp e gopher
– posta elettronica
Informatica Generale
57
World Wide Web (3)
• Identificazione uniforme delle risorse
(URL=Uniform Resource Locator)
– Tipo di protocollo(http,ftp,…)
– Host (indirizzo IP)
– Directory nel file system dell’host
– Documento multimediale
http://www.fecfg.isnet.it/economia/ec/default.htm
– Linguaggio HTML (HyperText Markup
Language)
Informatica Generale
58
I motori di ricerca
• Problema del recupero di informazione
(Information Retrieval)
• Milioni di documenti multimediali (“pagine
WEB”)
– autorevolezza
– rilevanza
• Ricerca per parole chiave
• Ricerca in tassonomie di argomenti
Informatica Generale
59
I motori di ricerca (2)
• Funzionamento dei motori di ricerca
– indexing dei documenti
– uso dei link
– aggiornamento
– linguaggio per le ricerche
• Pagine inesistenti
• Chi paga i costi?
 pubblicità
Informatica Generale
60
Pagine WEB e collegamenti ipermediali
Informatica Generale
61
Pagine WEB e collegamenti ipermediali (2)
Informatica Generale
62
Pagine WEB e collegamenti ipermediali (3)
Informatica Generale
63
Pagine WEB e collegamenti ipermediali (4)
Informatica Generale
64
Pagine WEB e collegamenti ipermediali (5)
Informatica Generale
65
Pagine WEB e collegamenti ipermediali (6)
Informatica Generale
66
Pagine WEB e collegamenti ipermediali (7)
Informatica Generale
67
Pagine WEB e collegamenti ipermediali (8)
Informatica Generale
68
Modello di connessione
• Calcolatore isolato
ISP
C
Rete
• Rete locale
C
C
Informatica Generale
C
C
R
69
Costi e problemi
• Contratto con l’ISP (Internet Service
Provider)
 costo fisso
• Costo della linea
– commutata (si pagano canone e tempo di
collegamento)
– dedicata (si paga un canone più elevato)
• Problemi di efficienza
 larghezza di banda
Informatica Generale
70
Connessione al provider in windows
Informatica Generale
71
Connessione al provider (2)
velocità
Informatica Generale
72