Slides dal corso di Strumenti e applicazioni del Web di R.Polillo per il corso di laurea magistrale in Teoria e tecnologia della comunicazione - Università di Milano Bicocca Lezione del 5 marzo 2014

1. Edizione 2013-14
Università degli Studi di Milano Bicocca
Dipartimento di Informatica, Sistemistica e Comunicazione
Corso di Strumenti e applicazioni del Web
2. Introduzione a
Internet
Roberto Polillo

2. 2
Queste slides fanno parte del corso “Strumenti e applicazioni del Web”. Il
sito del corso, con il materiale completo, si trova in
www.corsow.wordpress.com . Data la rapida evoluzione della rete, il corso
viene aggiornato ogni anno.
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R.Polillo - Marzo 2014
Queste slides

3. Reti di computer
R.Polillo - Marzo 2014
3
HOST
Perché
"ospita" le
applicazioni

4. R.Polillo - Marzo 2014
4
Reti di computer
Le reti possono
essere collegate
fra loro
HOST ROUTER
Perché
"instradano" i
messaggi

5. Internet: una rete di reti
R.Polillo - Marzo 2014
5

6. Internet: una unica rete virtuale
a
b
c
d
e
f
R.Polillo - Marzo 2014
6
HOST

7. R.Polillo - Marzo 2014
7
Internet: una unica rete virtuale
HOST
ROUTER

8. Protocollo di comunicazone
Regole e formati per lo scambio di messaggi fra due
entità comunicanti
R.Polillo - Marzo 2014
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A B
Esempio:
Chiedere una informazione a un
passante

9. Protocollo di comunicazone
Regole e formati per lo scambio di messaggi fra due
entità comunicanti
R.Polillo - Marzo 2014
9
A B
Esempio:
Spedire una lettera per posta
Informazioni
per il recapito
Sas jhgjhg
hjgjhg hggh
kjkl
Lettera

10. Protocollo di comunicazone
Regole e formati per lo scambio di messaggi fra due
entità comunicanti
R.Polillo - Marzo 2014
10
A B
Fra computer: dati
Intestazione (header)

11. Protocollo di comunicazone
Regole e formati per lo scambio di messaggi fra due
entità comunicanti
R.Polillo - Marzo 2014
11
A B

12. Due tipi di protocolli
R.Polillo - Marzo 2013
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Peer-to-peer
(P2P):
Richesta
Risposta
Server Client
Richesta
Risposta
Client-Server:
Ogni interlocutore può svolgere
di volta in volta ruoli diversi
(con interlocutori diversi)

13. Esempio
a
b
c
d
e
f
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13
Browser
(client)
Web
server

14. Due tipi di reti
 Commutazione di circuito (circuit switching)
Es. la rete telefonica tradizionale
 Commutazione di pacchetto (packet switching)
Es. Internet
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14

15. Commutazione di circuito
a
b
c
d
e
f
R.Polillo - Marzo 2014
15
Viene stabilito un
collegamento dedicato per
tutta la durata della
comunicazione

16. Commutazione di pacchetto
a
b
c
d
e
f
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- Nessun collegamento dedicato
- Il messaggio viene suddiviso in
pacchetti che vengono inoltrati
individualmente e possono
seguirepercorsi diversi

17. R.Polillo - Marzo 2014
17
Instradamento: esempio
BOOM
Ogni pacchetto può seguire un cammino diverso
Resilienza
della rete

18. Trasmissione dei messaggi su Internet
• Ogni "data stream" viene spezzettato in pacchetti i
("datagram"), corredati di informazioni per la loro
trasmissione, fra cui l'indirizzo di mittente e destinatario
R.Polillo - Marzo 2014
18
DatagramData
stream
Header: destinatario, mittente, ecc.
• Ogni pacchetto viene inviato singolarmente e può
seguire strade diverse dagli altri

19. Internet: filosofia di progettazione
 Protocolli gerarchici
Le funzioni di trasporto, instradamento e
trasmissione sono separate, e indipendenti
dall'applicazione
 Principio di end-to-end
Le funzioni applicative vengono svolte ai nodi
della rete, e non all'interno della rete stessa
 Principio di best effort delivery
La rete tratta i pacchetti nel modo migliore
possibile, indipendentemente dal loro contenuto,
mittente o destinatario
R.Polillo - Marzo 2014
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20. Internet: la gerarchia dei
protocolli
R.Polillo - Marzo 2014
20
HOST HOSTROUTER ROUTER
Applicazione
Trasporto
Internet
Network
Internet
Network
Internet
Network
Applicazione
Trasporto
Internet
Network
Protocollo
dell'applicazione
TCP: Transmission Control
Protocolo
IP: Internet
Protocolo

21. La "stupidità della rete"
R.Polillo - Marzo 2014
21
Internet
L'intelligenza
applicativa sta
fuori dalla rete
"Just deliver the bits,
stupid!"
David Isenberg,
"The rise of the stupid network",
1998
"In a world of dumb terminals and telephones, networks had to be smart.
But in a world of smart terminals, networks have to be dumb."
George Gilder, in The Coming of the Fibersphere,
1992

22. Un'altra rete stupida: la rete elettrica
R.Polillo - Marzo 2014
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Alla rete non
interessa che
cosa le
collegate e per
quale scopo

23. Il problema della qualità del servizio (QoS)
 L'instradamento viene effettuato sulla base di
informazioni locali, secondo il criterio first-in-first-out,
 Ogni pacchetto viene accodato; se la coda è piena, viene
scartato e deve essere ritrasmesso
 Questo crea problemi nel caso in cui sia necessario
garantire un determinato livello di qualità del servizio (es.
nella telefonia su internet, che richiede bassa latenza e
bassa variabilità dei tempi di arrivo dei pacchetti)
 Varie tecniche permettono un certo controllo della QoS
(es.: "Deep Packet Inspection")
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24. R.Polillo - Marzo 2014
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Indirizzamento: indirizzo IP
123.55.12.247
Ogni nodo della rete Internet è individuato da indirizzo IP
(IP= Internet Protocol)

25. Come è fatto un indirizzo IP
 IPv4
32 bit → 4 byte → 4 interi fra 0 e 28
-1 = 255
Es.: 192.128.0.205
Indirizza 4.294.967.296 (232
) nodi: troppo pochi!
R.Polillo - Marzo 2014
25
 IPv6
128 bit → 16 byte → 8 interi fra 0 e 216
-1
Es.: ab12:34cf:0000:0000:45ae:1234:def4:0000
indirizza 2128
nodi
La transizione è in corso

26. DHCP
 Gli indirizzi IP vengono assegnati ai nodi, su loro
richiesta, da appositi programmi detti server DHCP
("Dynamic Host Configuration Protocol)…
 … che mantengono delle tabelle di indirizzi IP
disponibili localmente
 … e li assegnano in modo statico o dinamico
R.Polillo - Marzo 2014
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27. Esempio
 http://whatismyipaddress.com
 http://www.visualroute.it/strumenti/dnslookup.as
p
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28. R.Polillo - Marzo 2014
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Instradamento: tavole di routing
HOST
ROUTER

29. DNS (Domain Name System)
 Per facilitarci la vita, possiamo associare ad ogni
indirizzo IP un nome simbolico, più facilmente
memorizzabile
 La corrispondenza viene conservata localmente
da programmi detti DNS Server, che la
comunicano su richiesta
R.Polillo - Marzo 2014
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30. Domain Name Space
R.Polillo - Marzo 2014
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Top level
domains
support.microsoft.com
Second level
domains
Hosts
Managed by
Microsoft
google

31. DNS: come funziona
R.Polillo - Marzo 2014
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Un video (in inglese):
http://bit.ly/14nb1O2

32. ICANN
 Internet Corporation for Assigned Names and Numbers:
http://www.icann.org/
 Organizzazione privata non profit, basata a Los Angeles,
sotto il controllo dell'US Department of Commerce
 Include IANA (Internet Assigned Numbers Authority)
 Assegnazione di blocchi di indirizzi IP ai Regional Internet
Registries) e gestione dei dominii di primo livello
 Diverse proposte per togliere lo IANA dal controllo
USA
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33. New generic top-level domain (gTLD)
 A partire dal 2013 sono attivati nuovi tdomini di
primo livello domains (molto costosi) proposti
dagli utenti
 Esempi:
.aero
.museum
.travel
.xxx
 www.en.wikipedia.org/wiki/List_of_nternet_top_level_domains
R.Polillo - Marzo 2014
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34. Regional Internet Registries
 African Network Information Centre
 American Registry for Internet Numbers
 Asia-Pacific Network Information Centre
 Latin America and Caribbean Internet Addresses
Registry
 Réseaux IP Européens Network Coordination Centre
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35. Sintesi della lezione
 Internet è una rete di reti, a commutazione di pacchetto
 Utilizza un insieme gerarchico di protocolli
 La rete è "stupida": l'intelligenza applicativa sta fuori dalla
rete
 I nodi della rete sono individuati da un indirizzo IP,
assegnati (staticamente o dinamicamente) dai server
DHCP
 Il DNS associa indirizzi IP a nomi mnemonici strutturati
attraverso server distribuiti
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36. Per approfondire
 Indirizzo IP: http://it.wikipedia.org/wiki/Indirizzo_IP
 TCP/IP: http://it.wikipedia.org/wiki/Suite_di_protocolli_Internet
 DNS: http://it.wikipedia.org/wiki/Domain_name_system
 Una introduzione molto introduttiva:
 http://nexa.polito.it/nexafiles/ComeFunzionaInternet.pdf
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