Introduzione al funzionamento di
Internet
progetto "Internet dall'uso all'abuso“
24/09/2011
Autore: Emanuele Ballarini
contatto e-mail: [email protected]
sommario
• La teoria della comunicazione di Shannon e
Weaver
• Le pile protocollari ISO/OSI vs TCP/IP
• Cos’è internet?
• Dalla macchina all’applicazione: TCP e UDP
• Cenni sulla sicurezza informatica (discorsivo)
Il modello di Shannon e Weaver
la teoria matematica della comunicazione
• fondamento di tutte le moderne telecomunicazioni ma
si adatta bene a descrivere la comunicazione umana
• elementi cardine sono: l’alfabeto (codifica), il canale, il rumore,
il mittente e il destinatario
• i tipi di codifica possono essere analogica o digitale
La codifica analogica
•
•
•
•
Il codice è “analogo” al fenomeno fisico descritto
Il codice ha infiniti valori di alfabeto
Vantaggi: codice più fedele al fenomeno
Svantaggi: forte sensibilità al rumore, consumo di
banda (frequenziale)
• Nel campo umano la codifica analogica è la
sensazione che un evento suscita in noi: un corpo
caldo, freddo, un colore indescrivibile a parole
La codifica digitale (1)
La codifica digitale (2)
• Il codice è assume valori finiti ossia l’alfabeto ha
un numero finito di simboli
• Vantaggi: minore sensibilità al rumore, minor
consumo di banda (frequenziale), minor consumo
di potenza in trasmissione
• Svantaggi: soggetto ad errore di quantizzazione
• Nel campo umano la codifica digitale è simile al
linguaggio che ci permette di descrivere le cose
ma perdendone le sfumature più piccole
Dalla trasmissione dei bit alle applicazioni: le
pila ISO/OSI
• Open System Interconnect è uno standard che nasce nel 1978
dall’ International Standard Organization
• Ha come difetti l’elevata complessità data dal numero e dalla rigidità dei livelli
Dalla trasmissione dei bit alle applicazioni: le
pila TCP/IP
•Ha dalla sua una maggiore semplicità e flessibilità
•Nasce negli anni 70 dai ricercatori della rete ARPANET del ministero della
difesa Americano (DARPA Defence Advanced Research Project)
•È un modello più che uno standard
Link layer: Il sottolivello fisico (PHY)
• Per livello fisico si intende la trasmissione dei dati sul
canale fisico: cavo di rame, onde radio, fibra ottica
• I dati vengono trasmessi usando una codifica digitale,
sul mezzo fisico viene trasmessa una sequenza di bit
• Include specifiche per i ricetrasmettitori (transceiver)
e per i cavi usati
Link layer: Il sottolivello di accesso al mezzo
fisico (MAC)
Il livello di accesso:
• permette ad apparati che condividono lo stesso mezzo
fisico di colloquiare gestendo la trasmissione e la
ricezione dei dati sui mezzi fisici
• permette di controllare la presenza di errori nei dati
ricevuti
• alcuni standard definiscono un minimo di controllo di
flusso che trova però la sua naturale sede nel livello di
trasporto
• a questo livello appartengono gli standard della famiglia
ethernet (IEEE802.3), della famiglia WI-FI (IEEE 802.11)
La trama MAC di Ethernet
Cos’è internet?
• Internet è una
interconnessione di reti di
tecnologia diversa
WI-FI
ETHERNET
10/100/1000
ADSL
Dentro il router di casa
Ethernet/wi-fi
ADSL
(PPPoA)
RETE
PROVIDER
L’Internet Protocol (IP)
•Nel 1981 Jon Postel, il papà di Internet scrive
l’RFC 791 intitolata “Internet Protocol” una
specifica per il “DARPA Internet Project”, il
progetto comincia ad uscire dall’interesse militare
e entra completamente in ambito universitario
•Le RFC (Request For Comments) sono gli
standard aperti di Internet, il mondo open ha
vinto sul mondo degli standard OSI. Le RFC sono
disponibili su http://www.ietf.org/rfc.html
•Il protocollo internet (versione 4) si basa su
indirizzi IP di 4 byte (circa 4 miliardi di indirizzi)
visualizzati sulle macchine come quattro valori
decimali (da 0 a 255) intramezzati da punti (es.
192.168.1.100)
•L’IP versione 6 è il futuro del protocollo internet,
prevede un indirizzamento a 128 bit (circa 3,4 *
10^38 indirizzi)
Osserviamo la configurazione IP
IP pubblici e IP privati
• Gli indirizzamenti IP si dividono in pubblici e privati
• Gli indirizzi privati possono essere usati solo all’interno di una rete
privata gestita da un ente unico
• Nessuno può accedere ad una rete privata dall’internet pubblica
• Gli indirizzi privati possono essere usati a piacere
• Gli indirizzi pubblici vengono assegnati dalla Internet Assigned
Numbers Authority (IANA http://www.iana.org/) attraverso i
Regional Internet Registries (RIPE per l’europa) che assegnano e
controllano il corretto utilizzo delle risorse
• Nel momento in cui una macchina con IP privato vuole raggiungere
una macchina con IP pubblico serve una Network Address
Translation (NAT)
La busta IP
Dentro l’apparecchio di casa e verso il resto della rete:
il percorso dei dati
192.168.1.11
192.168.1.12
Ethernet/wi-fi
ADSL
MAC
PPPoA
DATI
DATI
192.168.1.10
IP IP
MACMAC
ETH ETH
192.168.1.1
RETE
PROVIDER
l’instradamento dei dati nel “Big Internet”
Ehi vicino
Da me puoi raggiungere
209.85.148.105 con 2 salti
ISP3
DATI
IP
ISP2
Ehi vicino
Da me puoi raggiungere
209.85.148.105 con 1 salto
ISP1
Dalla macchina all’applicazione: il livello di
trasporto
•Il livello di trasporto fornisce un interfaccia verso l’applicazione
•I principali protocolli sono Transmission Control Protocol (TCP,
RFC 793 ) e User Datagram Protocol (UDP, RFC 768)
•Il TCP è un protocollo adatto alla trasmissione di dati, instaura
una connessione tra una macchina e l’altra su una specifica
porta, implementa il controllo di flusso della connessione per
permettere una trasmissione affidabile dei dati
•L ‘UDP è un protocollo adatto alla trasmissione di contenuti
multimediali , non implementa il controllo di flusso perché la
sua caratteristica è il basso impegno per il sistema operativo e
per la rete
La busta TCP
La busta UDP
Dalla macchina all’applicazione: il livello di
trasporto
Web Server
TCP 80
IPTV
SMTP
UDP 1080
TCP 25
DATI
TCP80
IP
Sistema Operativo
applichiamo i concetti alla navigazione web
http://www.google.it/
•Porta TCP 80
•Protocollo di
comunicazione
http
•Nome di dominio
che fa riferimento
ad una serie di
indirizzi IP
Guardiamo dentro la rete
• Per poter osservare i dati come escono dalla nostra
scheda di rete e capire meglio ciò che è stato
spiegato sopra si può utilizzare un “packet sniffer”
• Il più utilizzato è Wireshark, gratuitamente
scaricabile e utilizzabile (http://www.wireshark.org/)