Le reti e internet
Prima parte
Reti e internet
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1
Cos’è una rete
 E’ un insieme di nodi(computer,
cellulari,stampanti etc) e archi che li
collegano(cavo, etere, doppino
telefonico,fibra ottica, satelliti)
 Ha una struttura chiamata Grafo
 Serve a condividere risorse e a
comunicare
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Grafo
 Insieme di nodi e archi che li
collegano
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Segnale analogico
Questa è la rappresentazione continua di un suono.
Un segnale continuo è detto segnale analogico, cioè
analogo, simile al segnale reale.
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Segnale digitale
Se il segnale analogico viene misurato ad intervalli
regolari di tempo e sufficientemente frequenti, si crea un
segnale discontinuo detto digitale, cioè una serie di
numeri che rappresentano lo stesso suono.
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Segnale digitale
Se trasformo la sequenza di numeri
(che potrebbe essere, ad esempio,
2-4-6-8-10-10-8-6-4-2) in bit,
usando dunque solo 0 ed 1 per
trascriverla, posso trasmetterla più
facilmente da un computer ad un
altro, magari attraverso le linee
telefoniche.
L'altro computer dovrà essere in
grado di trasformarla nuovamente
nel “formato” originale.
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Le reti
Intuitivamente, una rete è un insieme di fili intersecati tra
loro.
Ogni intersezione è un nodo della rete.
In una rete di comunicazione, vengono trasferite informazioni
da un nodo all'altro.
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Le reti: comunicazione
Gli strumenti usati per trasmettere informazioni possono
essere monodirezionali, come la televisione – che
permette solo di ricevere informazioni – oppure
interattivi come Internet, che permette di inviare e
ricevere informazioni.
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RETI DI COMPUTER
Una rete o network di computer è costituita dal
collegamento di computer o gruppi di computer situati
più o meno lontani l’uno dall’altro allo scopo di
scambiare informazioni o rendere possibile la
cooperazione di più utenti.
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RETI DI COMPUTER
In base alla dimensione si distinguono:
 LAN – Local Area Network: “Rete di area locale”. Si tratta di reti che
collegano computer collocati a breve distanza fra loro; ad es. un’area
aziendale con diversi uffici i quali hanno computer collegati tra loro.
 MAN – Metropolitan Area Network: “rete di area metropolitana”.
Vengono collegati computer che si trovano
all’interno di una
determinata area urbana che può essere una città comprendente
anche zone limitrofe, più città o paesi vicini.
 WAN – Wide Area Network: ossia reti che coprono un’area vasta.
Quest’area “vasta” comprende di regola il territorio nazionale, fino ad
arrivare a collegare calcolatori collegati in diversi stati limitrofi.
 GAN – Global Area Network: E’ il livello più ampio, consiste nella
rete che collega computer collegati in tutto il mondo, anche via
satellite. Ad esempio la rete internet è di tipo GAN.
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Le reti: scopi
Una rete (network) di computer è dunque un insieme di
calcolatori collegati tra loro in maniera fisica (tramite
cavi, linee telefoniche, collegamenti satellitari, ecc.).
Due sono gli scopi principali delle reti:


la condivisione di risorse
i servizi di comunicazione
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Condivisione di risorse
In una rete, è possibile condividere diversi tipi di risorse, e i
computer che le forniscono prendono diversi nomi.


risorse fisiche: stampanti, dischi, nastri, ecc.
risorse di calcolo: programmi residenti sul computer
“remoto”
Un computer che condivide una stampante in rete viene detto print
server; se mette a disposizione dei programmi è un application
server; se condivide dei dischi è un file server.
E’ possibile condividere più tipi di risorse contemporaneamente.
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Servizi di comunicazione
Le possibilità di comunicazione offerte oggi dalle reti
sono molteplici, e hanno cambiato profondamente il
modo di utilizzare un calcolatore – sia in ambito
domestico che aziendale.




posta elettronica
chat (testuale, audio, video)
messaggistica istantanea
spazi di lavoro condivisi (groupware)
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Topologia di una rete locale
 La tipologia di una rete locale indica come le
diverse stazioni sono collegate al mezzo
trasmissivo.
 La tipologia influenza il costo, le prestazioni, la
tecnica di accesso multiplo e l’affidabilità della rete
LAN.
 Le principali topologie di una rete locale sono:
 topologia a stella
 topologia ad anello
 topologia a bus o dorsale
 Reti ad albero
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Reti: topologie (stella)
Ogni dispositivo può accedere in modo indipendente al
canale. La topologia a stella prevede un hub o switch
al centro e in caso di guasto tutta la rete è
compromessa.
Centro stella
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Reti: topologie (stella)
La tipologia a stella presenta procedure di
instradamento del traffico molto semplici.
L’inserzione di nuove stazioni nella rete è molto
semplice
Adatta per mettere in comunicazioni chiunque con
chiunque altro. Da qualsiasi punto possono partire
informazioni diverse. Ovvero, se avete un telefono
potete telefonare dovunque sul pianeta.
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Reti: topologie (anello)
 La topologia ad anello prevede di collegare una stazione
con quella successiva mediante un collegamento puntopunto e l’ultima stazione con la prima in modo da
formare un anello chiuso.
Adatta per trasferire la stessa informazione a tutti, ad esempio
nella tv via cavo.
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Topologia ad anello
 Tutti i nodi della rete devono
cooperare alla comunicazione anche
se il messaggio inviato non li
coinvolge direttamente.
 Il guasto di un nodo provoca la
caduta dell’intera rete(si può
escludere il nodo bypassandolo)
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Reti: topologie (bus)
 Il bus è un mezzo trasmissivo broadcast, in cui
quando un sistema trasmette tutti gli altri ricevono.
BUS
In questo tipo di reti ogni nodo trasmette sul bus i propri dati che si
propagano andando a toccare tutti i nodi rimanenti. L'assenza di nodi di
controllo che instradino le informazioni richiede che siano i singoli nodi a
incorporare l'intelligenza necessaria per il controllo di flusso e il recupero
in caso di errori.
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Reti ad albero
computer1
Computer 2
Computer 5
Computer 3
Computer 4
Computer 6
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RAFFRONTO DI RESISTENZA AI GUASTI
Centro Stella
La rete continua a funzionare
La rete non funziona
La rete funziona solo parzialmente
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Reti: modelli
Il modello classico di condivisione
delle risorse è del tipo clientserver: un computer “possiede”
le risorse, e gli altri vi accedono.
Nel modello peer-to-peer,
ciascun computer può fungere
allo stesso tempo da client e da
server.
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Protocolli di comunicazione
Per comunicare è necessario condividere delle regole, come
quella di parlare uno alla volta e, ovviamente, di parlare la
stessa lingua.
Dal momento che è possibile trasmettere informazioni in
molti modi, dai segnali di fumo all'alfabeto morse, è
necessario formalizzare e diffondere le regole alla base di
questi sistemi di comunicazione prima di poterli utilizzare.
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Protocolli di comunicazione
1. Il protocollo è un accordo tra le parti che
comunicano
2. Riguarda le regole affinchè tutti possano
comprendere la comunicazione
3. Un tale insieme di regole costituisce un
protocollo di comunicazione.
Quanto al punto di vista tecnico, come abbiamo visto, il
modo in cui l'informazione viene trasmessa può variare
molto...
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Metodi per comunicare
Fino agli anni '70, ad esempio, il metodo usato per
comunicare usando i fili del telefono si chiamava
commutazione di circuito.
Il protocollo di comunicazione usato su Internet, invece, è
basato su un altro principio: la commutazione di pacchetto.
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TCP-IP(
Transmission Control Protocol – Internet Protocol
)
Ogni “informazione” viene divisa in parti numerate, ovvero
pacchetti che contengono l'indirizzo del computer dal quale
stanno partendo (mittente) e l'indirizzo del destinatario.
Quando i pacchetti arrivano, il computer-destinatario controlla
che ci siano tutti, se ne manca qualcuno lo richiede nuovamente
ed infine ricostruisce l'informazione – che può essere un'immagine,
una pagina web, un'e-mail.
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Dispositivi di rete
1.
2.
3.
4.
5.
Hub e repeater
Bridge e Switch
Router
Gateway
Firewall
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Dispositivi di rete:
HUB e Repeater
Hub
:(letteralmente in inglese fulcro, mozzo,
elemento centrale) rappresenta un
concentratore, ovvero un dispositivo di rete
che funge da nodo di smistamento dati di una
rete di comunicazione dati organizzata
prevalentemente con una topologia a stella.
Repeater :Permette di connettere due
diverse reti tra loro (Replica il segnale tra le
reti)
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Dispositivi di rete: SWITCH e
ROUTER
Bridge e switch:Collegano
host e reti diverse tra loro
Instradano i messaggi verso la destinazione
stabilita
Router:
Identificano il mittente e il
destinatario dei messaggi localizzandoli tramite
l’indirizzo IP, permettono di instradare i
messaggi verso Host o la rete desiderata
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Internet
La parola Internet vuole dire letteralmente "Interconnected Networks”.
Internet (pr. Ìn-ter-net, composto del latino inter, "fra" e dell'inglese
net, "rete") è percepita come la più grande rete telematica mondiale, e
collega alcune centinaia di milioni di elaboratori per suo mezzo
interconnessi. In realtà è nata nelle intenzioni dei suoi inventori come
"la" rete delle reti. Nell'arco di alcuni decenni è oggi divenuta la rete
globale.
Per molti è la più grande invenzione dell'ultimo secolo. Per altri è
solo uno strumento di lavoro. Per tutti, però, internet è il media di
futuro. Il mezzo più importante - e influente - del mondo, in grado
di rimodellare il nostro approccio alla comunicazione.
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All’inizio era ARPANET (1969)
Tutto inizia con Arpanet, un progetto nato alla fine degli
anni 60 negli Stati Uniti e che aveva lo scopo di mettere in
comunicazione tra loro i centri di ricerca universitari,
disseminati per tutto il paese, dove si svolgevano ricerche
finanziate dal dipartimento della difesa statunitense.
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Crescita di ARPANET (anni 70-80)
I siti originali di ARPANET erano in realtà solo quattro. Nei
successivi dieci anni la rete si è sviluppata al ritmo di un
computer ogni tre settimane.
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NSFnet DIVENTA INTERNET
Con il tempo, Arpanet divenne sempre più uno strumento di
lavoro della comunità scientifica. Ciò indusse il
Dipartimento della Difesa statunitense ad abbandonare il
progetto. ARPANET finì per essere assorbita dalla rete
NSFnet, della National Science Foundation, che in seguito
assunse il nome di "Internet".
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Il World Wide Web
Nel 1992 presso il CERN di Ginevra il ricercatore Tim
Berners-Lee definì il protocollo HTTP (HyperText
Transfer Protocol), un sistema che permette una
lettura ipertestuale, non-sequenziale dei documenti,
saltando da un punto all'altro mediante l'utilizzo di
rimandi (link o, più propriamente, hyperlink).
Il primo browser con caratteristiche simili a quelle
attuali, il Mosaic, venne realizzato nel 1993. Esso
rivoluzionò profondamente il modo di effettuare le
ricerche e di comunicare in rete. Nacque così il
World Wide Web.
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Il World Wide Web (1992)
Nel World Wide Web (WWW), le risorse disponibili sono
organizzate secondo un sistema di librerie, o pagine,
a cui si può accedere utilizzando appositi programmi
detti browser con cui è possibile navigare
visualizzando file, testi, ipertesti, suoni, immagini,
animazioni, filmati.
La facilità d'utilizzo connessa con l'HTTP e i browser, in
coincidenza con una vasta diffusione del Personal
Computer, hanno aperto l'uso di Internet ad una
massa di milioni persone, anche al di fuori
dell'ambito strettamente informatico, con una
crescita in progressione esponenziale.
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Internet
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Internet: dettaglio
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Internet
Non è dunque una rete
omogenea, ma è un
agglomerato di reti e singoli
computer collegati liberamente
tra loro utilizzando le risorse
delle reti telefoniche
pubbliche delle diverse
nazioni, i ponti radio e le
dorsali oceaniche (c.d.
backbone).
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Internet
Internet può essere vista come una rete logica di enorme
complessità, appoggiata a strutture fisiche e collegamenti di
vario tipo (fibre ottiche, cavi coassiali, collegamenti satellitari,
doppino telefonico, link su radiofrequenza (WiFi), su ponti
radio, su raggi laser e su onde convogliate su condotte
elettriche o addirittura idrauliche) che interconnette un agente
umano o automatico ad un altro agente tramite, praticamente,
qualsiasi tipo di computer o elaboratore elettronico oggi o in
futuro esistente o immaginabile.
Ogni dispositivo connesso direttamente ad Internet si chiama host o
end system mentre la struttura che collega i vari host si chiama
link di comunicazione.
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Come ci si collega
Collegamento temporaneo mediante linea commutata
Quando volete mettere un telefono in casa, sapete già che
le linee telefoniche sono reti di reti di fili che coprono la
terra.
Internet usa gli stessi cavi in modo diverso, cioè fa viaggiare
bit anziché la vostra voce.
Le aziende che decidono di venderci o “regalarci” il
collegamento ad Internet si chiamano Internet Service
Provider (ISP). Praticamente noi affittiamo il collegamento
al loro computer, dal quale siamo collegati con tutti gli altri
computer che insieme sono Internet.
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Cosa dobbiamo avere
Un computer, un modem, i programmi per collegarci ad Internet.
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Cosa dobbiamo avere
Il modem si mette fra il computer e la presa del telefono
di casa, si compra nei negozi di informatica e costa circa
da 20 a 300 Euro.
Serve a trasformare il segnale del computer nella forma
adatta alla linea telefonica e per questo viene detto
modulatore/demodulatore.
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Come avviene il collegamento
Per stabilire il collegamento alla rete il nostro computer
"telefona", mediante il modem, ad un particolare nodo
della rete, l’Internet Service Provider (ISP).
La procedura di collegamento viene eseguita da un
apposito programma di accesso, che utilizza un
protocollo denominato Point to Point Protocol (PPP).
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La procedura di collegamento
Ogni qual volta desideriamo usare Internet, dunque,
dovremo avviare questo programma, che si occuperà
di effettuare la telefonata al provider, inviare i
nostri dati di riconoscimento, e gestire il traffico di
dati da e verso la rete.
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Cosa bisogna sapere
La cosa più importante da sapere è che quando vi collegate
ad Internet state, normalmente, usando il telefono di casa,
quindi pagate l'azienda telefonica. In Italia le tariffe sono
diverse a seconda della tipologia della telefonata (dipende
dal numero che chiamate) ed a seconda dell'orario!!!
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Tipi di connessione - PSTN
Connessione analogica con velocità che arriva a 56
Kbps.
È il tipo di connessione ancora più utilizzata, perchè
non comporta modifiche all'impianto telefonico
comune.
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Tipi di connessione - ISDN
Connessione digitale. La differenza tra le connessioni PSTN e ISDN
deriva dalla modalità di trasmissione: per il PSTN è asimmetrica
mentre per l'ISDN è simmetrica. La banda disponibile per l'ISDN è
di 8 Kbytes/s, sia in trasmissione che in ricezione; in modalità
analogica invece, considerando una connessione 56kbps, la
velocità è di 33600 bps in trasmissione e di 56000 bps (questa
velocità non viene mai raggiunta perchè il segnale analogico non è
mai completamente pulito) in ricezione (ad es. download di files e
ricezione delle e-mail).
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Tipi di connessione - ISDN
L'accesso ISDN viene preferito anche per quest'ultimo motivo:
essendo digitale il segnale è pulito, senza rumori di fondo,
consentendo sempre una connessione alla massima velocità.
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Tipi di connessione - ADSL
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) è, almeno in
Italia, la più recente frontiera della connessione a Internet:
sfruttando il normale doppino telefonico in rame, si
ottengono velocità più che doppie rispetto alla connessione
digitale.
L'ulteriore vantaggio di un collegamento ADSL è la comodità
di poter contemporaneamente utilizzare la linea telefonica.
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Tipi di connessione - ADSL
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Collegamento permanente
Il nostro computer è connesso direttamente ad Internet
mediante una linea dedicata unicamente e costantemente
a questa funzione.
Alcuni dei calcolatori permanentemente connessi ad
Internet sono potenti supercomputer, posseduti dai centri
di calcolo di grandi università, centri di ricerca ed
aziende; altri sono normali personal computer.
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Reti: connessioni
Un modem analogico
Uno switch a 32 porte
Una scheda di rete
Un modem ADSL
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Indirizzi Internet
Il nome è formato di più parti divise da punti, ed è
solitamente scritto in minuscolo; ad esempio in
“www.unisi.it”, “unisi” sta per “Università di Siena”
e “it” è il suffisso che indica l’Italia.
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Indirizzi IP(INTERNET PROTOCOL)
 SEQUENZA DI 4 BYTE SEPARATI DA UN PUNTO
 CIASCUN BYTE PUO’ ASSUMERE UN VALORE TRA
000 E 255
 ES:000.203.198.001
 IL NUMERO IDENTIFICA UN NODO DELLA RETE
 CAMPO RETE(IDENTIFICA LA RETE)
 CAMPO HOST(IDENTIFICA IL COMPUTER
ALL’INTERNO DELLA RETE)
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INDIRIZZI IP:LE CLASSI
 A 1 BYTE PER I CAMPO RETE E 3 BYTE PER
IL CAMPO HOST
DA 1.0.0.0 A 127.255.255.255
 B 2 BYTE PER IL CAMPO RETE E 2 BYTE
PER IL CAMPO HOST
DA 128.0.0.0 A 191.255.255.255
 C 3 BYTE PER IL CAMPO RETE E 1 BYTE
PER IL CAMPO HOST
 D DA 192.0.0.0 A 223.255.D DA 224.0.0.0
A 255.255.255.255
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LE CLASSI
 A tanti computer (host) connessi alla
medesima rete riservati alle grandi
aziende ce ne possono essere al
massimo 128 in tutto il mondo!!!
 B (max 16000 reti) con circa 65000
host
 C circa 2 milioni di reti con max 255
host ciascuna
 D solo indirizzi di rete
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I PROTOCOLLI
 Agli utenti di internet viene assegnato
un indirizzo di classe C con il quale
potremmo connettere ben 255
dispositivi diversi anche se ne usiamo
solo 1
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IL ROUTER
 SMISTA I MESSAGGI TRA LE DIVERSE
RETI CONNESSE AD INTERNET
 PASSA SEMPRE ATTRAVERSO IL
ROUTER PRINCIPALE(ISP)
CERCANDO IL PERCORSO
PIU’CONVENIENTE PASSANDO DA U
ROUTER ALL’ALTRO
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CLIENT E SERVER
CLIENT
Richiesta url
SERVER
Pagine del sito
BROWSER
 risposta
WEB
risposta
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