Reti di calcolatori e Sicurezza -- Overview --- Part of these slides are adapted from the slides of the book: Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet, 2nd edition. Jim Kurose, Keith Ross Addison-Wesley, July 2002. (copyright 1996-2002 J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved) Introduction 1-1 Overview Cosa è una rete Cosa è Internet Componenti Servizi • Cosa è un protocollo • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented Network core Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 1-2 Overview Cosa è una rete Cosa è Internet Componenti Servizi • Cosa è un protocollo • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented Network core Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 1-3 Reti e Sistemi Distribuiti Cosa e’ una rete: Un insieme interconnesso di computer autonomi Differenza tra Reti e Sistemi Distribuiti L’esistenza di più computer è trasparente Introduction 1-4 Reti e Sistemi Distribuiti Cosa e’ una rete: Un insieme interconnesso di computer autonomi Differenza tra Reti e Sistemi Distribuiti L’esistenza di più computer è trasparente Introduction 1-5 Mainframe + terminali Introduction 1-6 Overview Cosa è una rete Cosa è Internet Componenti Servizi • Cosa è un protocollo • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented Network core Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 1-7 Internet: l’HW Milioni di dispositivi computazionali connessi in rete: hosts, endsystems router server workstation mobile ISP: Milano Pc, workstation, server PDA, cellulari, frigoriferi ISP: Catania Collegamenti Fibre ottiche, ponti radio, satellite router: compito di inoltrare pezzi di dati (pacchetti) lungo la rete Rete di Ateneo Introduction 1-8 Internet: SW Protocolli di comunicazione: meccanismi per la trasmissione dei messaggi TCP, IP, HTTP, FTP, PPP router server workstation mobile ISP Milano Internet: “network of networks” ISP Catania gerarchica Internet: standard RFC: Request for comments IETF: Internet Engineering Task Force Rete di Ateneo Pisa Introduction 1-9 Cos’è un protocollo? Protocolli umani: “pronto..” “pronto, sono Pippo, come stai?” … regole che governano la condotta delle persone (azioni - reazioni) nello scambio dei messaggi Protocolli di rete: calcolatori invece che persone tutte le attività di comunicazione in Internet sono governate da protocolli I protocolli definiscono il formato e l’ordine, dei messaggi inviati e ricevuti tra entità della rete e le azioni che vengono fatte per la trasmissione e ricezione dei messaggi Introduction 1-10 Cos’è un protocollo? Un protocollo umano e protocollo di rete di calcolatori ciao Connessione TCP richiesta ciao Connessione TCP risposta Sai l’ora? Get http://gaia.cs.umass.edu/index.htm Sono le 2 <file> tempo Introduction 1-11 Internet: una visione a servizi Infrastruttura di comunicazione che permette l’esecuzione di applicazioni distribuite: WWW, email, e-commerce, Information Retrieval, GIS, altro? Servizi: connectionless connection-oriented Nessuna garanzia sul tempo richiesto (ancora) Introduction 1-12 Internet: Sezione accesso alla rete hosts: Applicazioni e servizi di rete e.g., WWW, email Modello client/server Host (client) host rinvia una richiesta di servizio, host (server) fornisce il servizio e.g., WWW client (browser)/ server; email client/server peer2peer: Non ci sono server dedicati Interazione è simmetrica e.g.: FreeNet, GNUTELLA Introduction 1-13 Servizi orientati alla connessione Obiettivo: trasferimento di dati tra host handshaking: fase iniziale di inizializzazione “set up” dello stato TCP - Transmission Control Protocol Servizio orientato alla connessione di Internet TCP [RFC 793] Trasferimento di dati affidabile Ack+Ritrasmissione Controllo del flusso: Sender non deve trasmettere troppo velocemente (da affogare il receiver!) Controllo della congestione control: Sender non deve congestionare il traffico di rete (anche se il mittente riceverebbe pacchetti la rete (I router) non ce la fa) Introduction 1-14 Servizi non orientati alla connessione Obiettivo: trasferimento di dati tra host UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]: Trasferimento non affidabile Non sono previsti meccanismi per il controllo del flusso e della congestione TCP: HTTP (WWW), FTP (file transfer), Telnet (remote login), SMTP (email) UDP: Apps video/Audio, teleconferenze, telefonia su Internet Introduction 1-15 Esercizio divertente 2004:Chi conosce progetto SETIatHome? 2004: Trovare una descrizione del protocollo di comunicazione su rete di seti e descriverlo Introduction 1-16 Overview Cosa è una rete Cosa è Internet Componenti Servizi • Cosa è un protocollo • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented Network core Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 1-17 Nucleo della rete Ragnatela di router La domanda fondamentale: Come avviene il trasferimento dei dati nelle reti? Commutazione di circuito: circuito dedicato per ogni chiamata (rete telefonica) Commutazione di pacchetto: i dati sono inviati in rete scomponendoli in “pezzi” Introduction 1-18 Commutazione di circuito Commutazione di pacchetto Introduction 1-19 Commutazione di circuito Allocazione delle risorse per la gestione della chiamata Banda di trasmissione Risorse dedicate Performance elevata Fase di inizializzazione Creazione circuito Introduction 1-20 Commutazione di circuito Le risorse di comunicazione di rete (bandwidth) sono suddivise in “parti” allocate alle Due soluzioni possibili frequency division (FDM) time division (TDM) chiamate Una parte della risorsa rimane inattiva (idle) se non viene utilizzata (no sharing) Introduction 1-21 Circuit Switching: TDMA and TDMA Example: FDMA 4 users frequency time TDMA frequency time Introduction 1-22 Packet Switching Dati sono suddivisi in packets Packet degli utenti A e B condividono le risorse di rete ogni packet utilizza la banda al massimo della sua capacità “resources used as needed” . Non è necessaria una allocazione iniziale di tutte le risorse Problematiche: Richiesta di risorse può essere superiore della disponibilità congestione: code “store and forward”: packet fanno un passo alla volta Trasmissione su un link Attesa al link successivo Introduction 1-23 Statistical Multiplexing 10 Mbs Ethernet A B statistical multiplexing C 1.5 Mbs queue of packets waiting for output link D E Le sequenze di pacchetti di A e B non hanno un pattern fisso statistical multiplexing. Introduction 1-24 Packet-switching: store-and-forward L R Takes L/R seconds to R transmit (push out) packet of L bits on to link or R bps Entire packet must arrive at router before it can be transmitted on next link: store and forward delay = 3L/R R Example: L = 7.5 Mbits R = 1.5 Mbps delay = 15 sec Introduction 1-25 Commutazione di pacchetto Vs Commutazione di messaggio Introduction 1-26 V alutazione Commutazione di pacchetto permette di avere un maggior numero di utenti Collegamento ad 1 Mbit Utente generico: 100Kbps se “attivo” Attivo solo 10% del tempo Commutazione di circuito: 10 utenti Commutazione di pacchetto: N utenti 35 utenti, probabilità di avere un numero di utenti attivi maggiore di 10 è minore di .004 1 Mbps link Introduction 1-27 Packet Switching: Message Segmenting Now break up the message into 5000 packets Each packet 1,500 bits 1 msec to transmit packet on one link pipelining: each link works in parallel Delay reduced from 15 sec to 5.002 sec Introduction 1-28 Datagram Vs Virtual circuit Introduction 1-29 Packet-switched networks: forwarding Goal: move packets through routers from source to destination we’ll study several path selection (i.e. routing)algorithms (chapter 4) datagram network: 1. destination address in packet determines next hop routes may change during session analogy: driving, asking directions virtual circuit network: 1. each packet carries tag (virtual circuit ID), tag determines next hop fixed path determined at call setup time, remains fixed thru call routers maintain per-call state Introduction 1-30 Network Taxonomy Telecommunication networks Circuit-switched networks FDM TDM Packet-switched networks Networks with VCs Datagram Networks • Datagram network is not either connection-oriented or connectionless. • Internet provides both connection-oriented (TCP) and connectionless services (UDP) to apps. Introduction 1-31 Overview Cosa è una rete Cosa è Internet Componenti Servizi • Cosa è un protocollo • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented Network core Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 1-32 How do loss and delay occur? packets queue in router buffers packet arrival rate to link exceeds output link capacity packets queue, wait for turn packet being transmitted (delay) A B packets queueing (delay) free (available) buffers: arriving packets dropped (loss) if no free buffers Introduction 1-33 Four sources of packet delay 1. nodal processing: check bit errors determine output link 2. queueing time waiting at output link for transmission depends on congestion level of router transmission A propagation B nodal processing queueing Introduction 1-34 Delay in packet-switched networks 3. Transmission delay: R=link bandwidth (bps) L=packet length (bits) time to send bits into link = L/R transmission A 4. Propagation delay: d = length of physical link s = propagation speed in medium (~2x108 m/sec) propagation delay = d/s Note: s and R are very different quantities! propagation B nodal processing queueing Introduction 1-35 Nodal delay d nodal d proc d queue d trans d prop dproc = processing delay typically a few microsecs or less dqueue = queuing delay depends on congestion dtrans = transmission delay = L/R, significant for low-speed links dprop = propagation delay a few microsecs to hundreds of msecs Introduction 1-36 Queueing delay (revisited) R=link bandwidth (bps) L=packet length (bits) a=average packet arrival rate traffic intensity = La/R La/R ~ 0: average queueing delay small La/R -> 1: delays become large La/R > 1: more “work” arriving than can be serviced, average delay infinite! Introduction 1-37 “Real” Internet delays and routes What do “real” Internet delay & loss look like? Traceroute program: provides delay measurement from source to router along end-end Internet path towards destination. For all i: sends three packets that will reach router i on path towards destination router i will return packets to sender sender times interval between transmission and reply. 3 probes 3 probes 3 probes Introduction 1-38 “Real” Internet delays and routes traceroute: gaia.cs.umass.edu to www.eurecom.fr Three delay measements from gaia.cs.umass.edu to cs-gw.cs.umass.edu 1 cs-gw (128.119.240.254) 1 ms 1 ms 2 ms 2 border1-rt-fa5-1-0.gw.umass.edu (128.119.3.145) 1 ms 1 ms 2 ms 3 cht-vbns.gw.umass.edu (128.119.3.130) 6 ms 5 ms 5 ms 4 jn1-at1-0-0-19.wor.vbns.net (204.147.132.129) 16 ms 11 ms 13 ms 5 jn1-so7-0-0-0.wae.vbns.net (204.147.136.136) 21 ms 18 ms 18 ms 6 abilene-vbns.abilene.ucaid.edu (198.32.11.9) 22 ms 18 ms 22 ms 7 nycm-wash.abilene.ucaid.edu (198.32.8.46) 22 ms 22 ms 22 ms trans-oceanic 8 62.40.103.253 (62.40.103.253) 104 ms 109 ms 106 ms link 9 de2-1.de1.de.geant.net (62.40.96.129) 109 ms 102 ms 104 ms 10 de.fr1.fr.geant.net (62.40.96.50) 113 ms 121 ms 114 ms 11 renater-gw.fr1.fr.geant.net (62.40.103.54) 112 ms 114 ms 112 ms 12 nio-n2.cssi.renater.fr (193.51.206.13) 111 ms 114 ms 116 ms 13 nice.cssi.renater.fr (195.220.98.102) 123 ms 125 ms 124 ms 14 r3t2-nice.cssi.renater.fr (195.220.98.110) 126 ms 126 ms 124 ms 15 eurecom-valbonne.r3t2.ft.net (193.48.50.54) 135 ms 128 ms 133 ms 16 194.214.211.25 (194.214.211.25) 126 ms 128 ms 126 ms 17 * * * * means no reponse (probe lost, router not replying) 18 * * * 19 fantasia.eurecom.fr (193.55.113.142) 132 ms 128 ms 136 ms Introduction 1-39 Packet loss queue (aka buffer) preceding link in buffer has finite capacity when packet arrives to full queue, packet is dropped (aka lost) lost packet may be retransmitted by previous node, by source end system, or not retransmitted at all Introduction 1-40 Overview Cosa è una rete Cosa è Internet Componenti Servizi • Cosa è un protocollo • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented Network core Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 1-41 Protocol “Layers” Networks are complex! many “pieces”: hosts routers links of various media applications protocols hardware, software Question: Is there any hope of organizing structure of network? Or at least our discussion of networks? Introduction 1-42 Why layering? Dealing with complex systems: explicit structure allows identification, relationship of complex system’s pieces layered reference model for discussion modularization eases maintenance, updating of system change of implementation of layer’s service transparent to rest of system e.g., change in gate procedure doesn’t affect rest of system layering considered harmful? Introduction 1-43 Internet protocol stack application: supporting network applications FTP, SMTP, STTP application transport: host-host data transfer TCP, UDP transport network: routing of datagrams from network source to destination IP, routing protocols link: data transfer between neighboring network elements link physical PPP, Ethernet physical: bits “on the wire” Introduction 1-44 Layering: logical communication Each layer: distributed “entities” implement layer functions at each node entities perform actions, exchange messages with peers application transport network link physical application transport network link physical network link physical application transport network link physical application transport network link physical Introduction 1-45 Layering: logical communication E.g.: transport take data from app add addressing, reliability check info to form “datagram” send datagram to peer wait for peer to ack receipt analogy: post office data application transport transport network link physical application transport network link physical ack data network link physical application transport network link physical data application transport transport network link physical Introduction 1-46 Layering: physical communication data application transport network link physical application transport network link physical network link physical application transport network link physical data application transport network link physical Introduction 1-47 Protocol layering and data Each layer takes data from above adds header information to create new data unit passes new data unit to layer below source M Ht M Hn Ht M Hl Hn Ht M application transport network link physical destination application Ht transport Hn Ht network Hl Hn Ht link physical M message M segment M M datagram frame Introduction 1-48 Overview Cosa è una rete Cosa è Internet Componenti Servizi • Cosa è un protocollo • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented Network core Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 1-49 Internet structure: network of networks roughly hierarchical at center: “tier-1” ISPs (e.g., UUNet, BBN/Genuity, Sprint, AT&T), national/international coverage treat each other as equals Tier-1 providers interconnect (peer) privately Tier 1 ISP Tier 1 ISP NAP Tier-1 providers also interconnect at public network access points (NAPs) Tier 1 ISP Introduction 1-50 Internet structure: network of networks “Tier-2” ISPs: smaller (often regional) ISPs Connect to one or more tier-1 ISPs, possibly other tier-2 ISPs Tier-2 ISP pays tier-1 ISP for connectivity to rest of Internet tier-2 ISP is customer of tier-1 provider Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier-2 ISP NAP Tier 1 ISP Tier-2 ISPs also peer privately with each other, interconnect at NAP Tier-2 ISP Tier-2 ISP Introduction 1-51 Internet structure: network of networks “Tier-3” ISPs and local ISPs last hop (“access”) network (closest to end systems) local ISP Local and tier3 ISPs are customers of higher tier ISPs connecting them to rest of Internet Tier 3 ISP Tier-2 ISP local ISP local ISP local ISP Tier-2 ISP Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier-2 ISP local local ISP ISP NAP Tier 1 ISP Tier-2 ISP local ISP Tier-2 ISP local ISP Introduction 1-52 Internet structure: network of networks a packet passes through many networks! local ISP Tier 3 ISP Tier-2 ISP local ISP local ISP local ISP Tier-2 ISP Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier-2 ISP local local ISP ISP NAP Tier 1 ISP Tier-2 ISP local ISP Tier-2 ISP local ISP Introduction 1-53 Situazione attuale in Italia? Eunet, primo fornitore di accessi in Italia Definizione di un backbone per le reti verso la fine degli anni ‘80 Introduction 1-54 La rete Garr-B •Back bone •linee blu a 2.5 Gbps •Linee rosse a 155 Mbps •Collegamenti Internazionali •MI-GEANT 2.5 Gbps •MI-GX 2.5 Gbps •RM-KQ 622 Mbps (in attivazione) •Collegamenti tra Backbone e POP di accesso •RM-AQ 2 x 34 Mbps Introduction 1-55 Collegamenti con la rete GARR Chieti-L’Aquila 4Mbps (ora di piu!) L’Aquila-Roma 64Mbps Introduction 1-56 Che cosa è Internet oggi Una vasta metarete (una rete di reti) di computer (hosts) Un insieme di oltre 100,000 reti capaci di trasportare dati utilizzando il protocollo TCP/IP Un servizio utilizzato da istituzioni di ogni tipo - commerciali, accademiche e governative per collaborare con colleghi per coordinare rapidamente complesse attività di livello mondiale per raccogliere e offrire informazione Un servizio utilizzato da professionisti di ogni tipo - specialmente nel campo della ricerca e sviluppo Un servizio utilizzato da organizzazioni specializzate nella raccolta e fornitura di informazioni Introduction 1-57 Come è organizzata Non ha proprietari È governata dalla Internet Society, ISOC (Internet SOCiety) • 7000 soci individuali (100 italiani) • 250 soci organizational (3 italiani) un gruppo di volontari che Promuove lo sviluppo armonico Pianifica l’evoluzione Mantiene gli standard Introduction 1-58 Internet Governance ICANN - Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (si chiamava IANA) Organizzazione americana con sede in California Protocolli Indirizzi IP Nomi a Dominio Root Server System Introduction 1-59 Le “Supporting Organizations” di ICANN Protocol SO IAB (Internet Architecture Board) IETF (Internet Engineering Task Force) Address SO RIPE-NCC (Reseaux IP Europeenne - Network Control Center) ARIN (American Registry for Internet Numbers) APNIC (Asian Pacific Network Information Center) Introduction 1-60 Overview Cosa è una rete Cosa è Internet Componenti Servizi • Cosa è un protocollo • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented Network core Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 1-61 Netiquette Spirito collaborativo e regole di comportamento (netiquette) Non sprecare risorse (es. la banda di trasmissione) Non fare niente che possa danneggiare la rete (es. Virus) Rispetto della privatezza, della proprietà Non inviare propaganda non richiesta (spamming) Intercettare le comunicazioni (sniffing) Uso non autorizzato di risorse protette (cracking) Agire sotto mentite spoglie (spoofing) Introduction 1-62 Access networks and physical media Q: How to connection end systems to edge router? residential access nets institutional access networks (school, company) mobile access networks Keep in mind: bandwidth (bits per second) of access network? shared or dedicated? Introduction 1-63 Residential access: point to point access Dialup via modem up to 56Kbps direct access to router (often less) Can’t surf and phone at same time: can’t be “always on” ADSL: asymmetric digital subscriber line up to 1 Mbps upstream (today typically < 256 kbps) up to 8 Mbps downstream (today typically < 1 Mbps) FDM: 50 kHz - 1 MHz for downstream 4 kHz - 50 kHz for upstream 0 kHz - 4 kHz for ordinary telephone Introduction 1-64 Residential access: cable modems HFC: hybrid fiber coax asymmetric: up to 10Mbps upstream, 1 Mbps downstream network of cable and fiber attaches homes to ISP router shared access to router among home issues: congestion, dimensioning deployment: available via cable companies, e.g., MediaOne Introduction 1-65 Residential access: cable modems Diagram: http://www.cabledatacomnews.com/cmic/diagram.html Introduction 1-66 Cable Network Architecture: Overview Typically 500 to 5,000 homes cable headend cable distribution network (simplified) home Introduction 1-67 Cable Network Architecture: Overview cable headend cable distribution network (simplified) home Introduction 1-68 Cable Network Architecture: Overview server(s) cable headend cable distribution network home Introduction 1-69 Cable Network Architecture: Overview FDM: V I D E O V I D E O V I D E O V I D E O V I D E O V I D E O D A T A D A T A C O N T R O L 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Channels cable headend cable distribution network home Introduction 1-70 Company access: local area networks company/univ local area network (LAN) connects end system to edge router Ethernet: shared or dedicated link connects end system and router 10 Mbs, 100Mbps, Gigabit Ethernet deployment: institutions, home LANs happening now LANs: chapter 5 Introduction 1-71 Wireless access networks shared wireless access network connects end system to router via base station aka “access point” wireless LANs: 802.11b (WiFi): 11 Mbps wider-area wireless access provided by telco operator 3G ~ 384 kbps • Will it happen?? WAP/GPRS in Europe router base station mobile hosts Introduction 1-72 Home networks Typical home network components: ADSL or cable modem router/firewall/NAT Ethernet wireless access point to/from cable headend cable modem router/ firewall Ethernet (switched) wireless laptops wireless access point Introduction 1-73 Physical Media Bit: propagates between transmitter/rcvr pairs physical link: what lies between transmitter & receiver guided media: signals propagate in solid media: copper, fiber, coax Twisted Pair (TP) two insulated copper wires Category 3: traditional phone wires, 10 Mbps Ethernet Category 5 TP: 100Mbps Ethernet unguided media: signals propagate freely, e.g., radio Introduction 1-74 Physical Media: coax, fiber Coaxial cable: two concentric copper conductors bidirectional baseband: single channel on cable legacy Ethernet broadband: multiple channel on cable HFC Fiber optic cable: glass fiber carrying light pulses, each pulse a bit high-speed operation: high-speed point-to-point transmission (e.g., 5 Gps) low error rate: repeaters spaced far apart ; immune to electromagnetic noise Introduction 1-75 Physical media: radio signal carried in electromagnetic spectrum no physical “wire” bidirectional propagation environment effects: reflection obstruction by objects interference Radio link types: terrestrial microwave e.g. up to 45 Mbps channels LAN (e.g., WaveLAN) 2Mbps, 11Mbps wide-area (e.g., cellular) e.g. 3G: hundreds of kbps satellite up to 50Mbps channel (or multiple smaller channels) 270 msec end-end delay geosynchronous versus LEOS Introduction 1-76 Overview Cosa è una rete Cosa è Internet Componenti Servizi • Cosa è un protocollo • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented Network core Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 1-77 Internet History 1961-1972: Early packet-switching principles 1961: Kleinrock - queueing theory shows effectiveness of packetswitching 1964: Baran - packetswitching in military nets 1967: ARPAnet conceived by Advanced Research Projects Agency 1969: first ARPAnet node operational 1972: ARPAnet demonstrated publicly NCP (Network Control Protocol) first hosthost protocol first e-mail program ARPAnet has 15 nodes Introduction 1-78 Internet History 1972-1980: Internetworking, new and proprietary nets 1970: ALOHAnet satellite network in Hawaii 1973: Metcalfe’s PhD thesis proposes Ethernet 1974: Cerf and Kahn architecture for interconnecting networks late70’s: proprietary architectures: DECnet, SNA, XNA late 70’s: switching fixed length packets (ATM precursor) 1979: ARPAnet has 200 nodes Cerf and Kahn’s internetworking principles: minimalism, autonomy no internal changes required to interconnect networks best effort service model stateless routers decentralized control define today’s Internet architecture Introduction 1-79 Internet History 1980-1990: new protocols, a proliferation of networks 1983: deployment of TCP/IP 1982: SMTP e-mail protocol defined 1983: DNS defined for name-to-IPaddress translation 1985: FTP protocol defined 1988: TCP congestion control new national networks: Csnet, BITnet, NSFnet, Minitel 100,000 hosts connected to confederation of networks Introduction 1-80 Internet History 1990, 2000’s: commercialization, the Web, new apps Early 1990’s: ARPAnet decommissioned 1991: NSF lifts restrictions on commercial use of NSFnet (decommissioned, 1995) early 1990s: Web hypertext [Bush 1945, Nelson 1960’s] HTML, HTTP: Berners-Lee 1994: Mosaic, later Netscape late 1990’s: commercialization of the Web Late 1990’s – 2000’s: more killer apps: instant messaging, peer2peer file sharing (e.g., Naptser) network security to forefront est. 50 million host, 100 million+ users backbone links running at Gbps Introduction 1-81 Sommario Internet: un po’ di Storia Introduction 1-82 L’evoluzione di Internet rete sperimentale Darpa - Arpanet 1967 rete per la ricerca NSF - Internet (National Science Foundation) 1984 infrastruttura Internet globale 1991 Introduction 1-83 Il 4 Ottobre 1957 Il 4 Ottobre 1957, viene messo in orbita dall’Unione Sovietica lo Sputnik, il primo satellite artificiale della storia, battendo sul tempo gli U.S.A Gli Stati Uniti creano l’ARPA, Advanced Research Project Agency, per ristabilire il primato scientifico nel campo militare Nasce una scommessa bellica, che quasi inevitabilmente rivoluziona il modo di comunicare: Internet Introduction 1-84 L’inizio e motivi della nascita Il DOD, Department of Defense, incarica l’ARPA di costruire una rete telematica tra le basi militari dislocate sul territorio nazionale Tra il 1968 ed il 1969 l’ARPA collega 4 università diverse, ognuna con un IMP, cioè con un Interface Message Processor, usando la linea telefonica L'impianto diviene attivo il 2 settembre 1969 e nasce così ARPANET Introduction 1-85 ARPANET comunicazione tra città e basi militari dopo un conflitto nucleare funzionamento anche dopo la scomparsa di alcuni nodi nessun nodo di controllo possibile obiettivo di un attacco Commutazione di pacchetto o packet switching tutti i nodi della rete con pari importanza e capacità di inviare, smistare e ricevere messaggi messaggi suddivisi in pacchetti di lunghezza fissa ogni pacchetto contiene il mittente, il destinatario ed il messaggio, con un percorso non predeterminato Introduction 1-86 Funzionamento di ARPANET Ogni singolo pacchetto è un’entità a se stante, dotata di una serie di informazioni Dopo una serie di passaggi tra i vari nodi, tutti i pacchetti inviati da A giungono al nodo G, e ricomposti nel messaggio originale Qualunque sia lo stato della rete, c’è una via alternativa per giungere alla propria destinazione Introduction 1-87 All’inizio ... Settembre 1969: University of California Los Angeles (UCLA), Dicembre 1969: ARPANET (Advanced Research Projects Agency) University of California Santa Barbara (UCSB), University of Utah Stanford Research Institute (SRI). Introduction 1-88 ARPANET Settembre 1971 Ottobre 1980 Introduction 1-89 Miriade di *net ... usenet (1979) 1981, NSF costruisce CSNET, Computer Science Network rete del Department of Energy rete della NASA, National Aeronautics and Space Administration HEPNET, High Energy Physics Network che riuniva i ricercatori della fisica delle alte energie MFNET, Magnetic Fusion Energy Network BITNET, Because It's Time Network, una rete con tecnologia IBM per lo scambio di messaggi tra le università Introduction 1-90 Miriade di *net ... eunet (1982) milnet, earnet, Fidonet (1983) junet, janet (1984) nsfnet = Internet Backbone (1986) Introduction 1-91 Gli anni ‘80: Nascita di NSFNET, la prima vera grande dorsale di Internet Connessioni con l’Europa Dorsale comune, con allacciate diverse reti regionali identificate in seguito come Regional Network Provider JANET, Joint NORDUNET 1987: 64 kbps 1989: 128 kbps Nel 1987 connessione diretta con ARPANET con protocolli comuni Academic Network JVNCNET, John von Neumann Center Network 15 giugno 1987 NSF pubblica un bando d’appalto per la realizzazione di una nuova dorsale con i protocolli TCP/IP Introduction 1-92 Gli anni ‘80: Nascita di NSFNET, la prima vera grande dorsale di Internet LaAppalto prima vera grande dorsale quinquennale di 57,9 milioni di dollari concesso a: IBM, MCI e Merit Network Nuova dorsale o backbone con nome NSFNET, linee ad alta velocità T1 (1,5 Mbit per secondo) Preclusa al traffico commerciale, come definito nel documento AUP, Accetable User Policy La rete entra fisicamente in funzione nel luglio 1988 e resta attiva fino al luglio 1989, rimpiazzata da una nuova dorsale 1990, DOD dichiara ARPANET obsoleta e ufficialmente smantellata Introduction 1-93 NSFNet 1988: CA, DK, FI, FR, IS, NO, SE 1989: AU, DE, IL, IT, JP, MX, NL, NZ, PR, UK 1990: AR, AT, BE, BR, CL, GR, IN, IE, KR, ES, CH 1991: HR, CZ, HK, HU, OL, PT, SG, ZA, TW, TN 1992: AQ, CM, CY, EC, EE, KW, LV, LU, MY, SK, SI, TH, VE 1993: BG, CR, EG, FJ, GH, GU, ID, KZ, KE, LI, PE, RO, RU, TR, UA, AE, VI 1994: ... Introduction 1-94 Dal 1991 ... Introduction 1-95 … al 1997 Introduction 1-96 Un po’ di numeri ... Introduction 1-97 … e gli hosts ... Introduction 1-98 Gli anni ‘90: il World Wide Web Il World Wide Web 1992 istituita l’Internet Society con presidente Vinton Cerf Il CERN di Ginevra, ovvero il Consiglio Europeo per la Ricerca Nucleare introduce il WWW, il world wide web 1992, il NCSA, presso la University of Illinois, rilascia l’interfaccia utente Mosaic Il linguaggio HTML e il protocollo HTTP A partire dal 1994 il web trasforma Internet in un fenomeno di massa non più accessibile esclusivamente ad università ed enti di ricerca Introduction 1-99 NCSA Mosaic Introduction 1-100 Il www ... Introduction 1-101 navigatori internet nel mondo Introduction 1-102 Lingua della popolazione on-line Introduction 1-103 Penetrazione Internet in Europa Introduction 1-104 Accessi Internet in Italia 1999-2004 Introduction 1-105 Quota di web buyers nei paesi europei Introduction 1-106 L'E-commerce in Italia Introduction 1-107 Introduction: Summary Covered a “ton” of material! Internet overview what’s a protocol? network edge, core, access network packet-switching versus circuit-switching Internet/ISP structure performance: loss, delay layering and service models history You now have: context, overview, “feel” of networking more depth, detail to follow! Introduction 1-108