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Informatica
Lezione 9
Scienze e tecniche psicologiche dello sviluppo e dell'educazione (laurea triennale)
Anno accademico: 2007-2008
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Tipi di comunicazione
• Comunicazione sincrona: il mittente e il destinatario sono attivi nello stesso momento– Per esempio, una
conversazione telefonica
• Comunicazione asincrona: l’invio e la ricezione hanno luogo in istanti diversi– Per esempio, una cartolina
• Comunicazione broadcast: un singolo mittente e molti destinatari– Per esempio, la radio, la TV
• Comunicazione multicast: un singolo mittente e un numeri limitato di destinatari:– Per esempio, le riviste
• Comunicazione point-to-point: un singolo mittente e un singolo destinatario– Per esempio, il telefono
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Tipi di comunicazione
• Internet può essere considerato come un mezzo di comunicazione universale– Asincrona point-to-point: per esempio, la posta
elettronica– Sincrona point-to-point: per esempio, Instant
Messaging, Voice over IP– Multicast: per esempio, gruppi di piccola o media
dimensione possono comunicare nelle chat– Broadcast: per esempio, le pagine web
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Componenti di Internet
Host (o sistema terminale)
Commutatore di pacchetto
Modem
Stazione base
Collegamento satellitare
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Componenti di Internet
Rete aziendale
ISP locale
ISP distrettuale
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Componenti di Internet
• Host (o sistema terminale):– Tradizionalmente, un PC, un workstation, o un computer più
potente– Sempre più connessi i sistema terminali come portatili, PDA,
televisori, telefoni cellulari, automobili, elettrodomestici, ecc.
• Collegamenti (communication link):– Di vari tipi: cavi (di rami, fibre ottiche ecc.), onde
elettromagnetiche (collegamenti senza fili, satellitari ecc.)
• Commutatori di pacchetto:– I computer vengono connessi in un modo indiretto tramite
dispositivi di instradamento– Prendono informazioni da uno dei collegamenti e ritrasmettono
su un altro collegamento (verso la destinazione finale)
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Componenti di Internet
• ISP (Internet Service Provider):– Potrebbe essere istituzionale (per esempio, le compagnie
telefoniche), aziendale, universitari ecc.– Contiene un insieme di collegamenti e commutatori di
pacchetto– Fornisce ai sistemi terminali vari tipi d’accesso ad Internet
• Per esempio, dial-up a 56 Kbps via modem, a banda larga, senza fili ecc.
– Fornisce anche ai fornitori di contenuti l’accesso a Internet• Per esempio, per connettere un sito web a Internet
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Client/server
• I host possono essere identificati come client e/o server
• Client: il computer che richiede servizi da un altro computer– Normalmente: i PC, PDA, ecc.
• Server: il computer che fornisce un servizio a un client– Normalmente: computer potenti
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Client/server
• Esempi di server (in una rete locale):– Server gestore dei dati (file server): gestisce la
memorizzazione e la condivisione di dati– Server di stampa (printer server): gestisce le stampanti
disponibili nella rete – Server di comunicazione: permette l’accesso ad altre reti
locali o ad Internet
• Esempio di server (in Internet):– Web server: risponde alle richieste per accedere a una
pagina web– Server di posta elettronica: riceve e memorizza email,
permette la lettura della casella di posta elettronica
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Client/server
• Tipicamente, in un certo (lungo) intervallo di tempo:– un host può essere client di molti server– un host può essere server di molti client
• Per esempio: un client può richiedere tanti siti web, un web server può fornire una pagina web a tanti client
Server
Server
Server
Server
Server
Server
Client
Client
Client
Client
Client
Client
ClientClient
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Client/server
• Nel contesto di software per le reti:– Programma client: un programma eseguito da un host che
richiede e riceve un servizio da un programma server in esecuzione su un altro host
– Programmi Peer-to-peer (P2P): un programma P2P sul host funziona sia come client che come server
• Un host in questo caso viene chiamato peer• Un host agisce come client quando richiede un documento da
un altro peer• … agisce invece come server quando invia un file a un altro
peer• Esempio: la telefonia Internet (Voice over IP), condivisione dei
file (file sharing)
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I protocolli
• I protocolli controllano l’invio e la ricezione di informazione in Internet, e nelle reti in generale– Usati dai sistemi terminali, i commutatori di pacchetto e altre parte
di Internet
• Dal testo “Internet e Reti di Calcolatori” di Kurose e Ross:– “Un protocollo definisce il formato e l’ordine dei messaggi scambiati
tra due o più entità in comunicazione, così come le azioni intraprese in fase di trasmissione e/o di ricezione di un messaggio o di un altro evento”
• I principali protocolli in Internet: nome collettivo di TCP/IP– TCP: Transmission Control Protocol
– IP: Internet Protocol
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I protocolli
• Un analogia:
Tempo Tempo
Ciao
Ciao
Sai l’ora?
2:00
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I protocolli
Tempo Tempo
Richiesta di connessione TCP
Get http://www.di.unito.it/sproston
<file>
Risposta di connessione TCP
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I protocolli
• Il protocollo usato quando si invia una richiesta per una pagina web:– Nostro computer invia la richiesta per una
connessione al server web (il computer che fornisce la pagina web)
– Il server web risponde con un messaggio di risposta di connessione
– Nostro computer invia il nome della pagina che vuole prelevare tramite il messaggio “Get”
– Il server web restituisce la pagina (<file>) a nostro computer
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I protocolli
• Un protocollo “monolitico” che realizzi tutte le funzionalità necessarie per la comunicazione tra elaboratori in rete è difficile da realizzare
• Inoltre, se cambia qualche componente della rete, si deve modificare l’intero protocollo
• Per ridurre la complessità di progettazione la maggior parte dei protocolli è organizzata come una serie di livelli– Il numero dei livelli, il loro nome, le
funzionalità differiscono da una rete ad un’altra
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I protocolli
Francese
Francesea inglese
Inglese Inglese
Inglese a tedesco
Tedesco
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I protocolli
• Nei protocolli di comunicazione nelle reti si ipotizzano dei livelli e– Il livello n di un dispositivo in
rete comunica (virtualmente) con il livello n di un altro dispositivo
• In realtà nessun dato viene trasferito da un livello n ad un altro (n>1) ma passa ad un livello sottostante– Un protocollo di livello n
svolge le sue funzioni usando i servizi forniti dal livello n-1 e fornisce i servizi al livello n+1
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I protocolli
• Per ogni coppia di livelli adiacenti esiste una interfaccia
• Al di sotto del livello più basso c’è il mezzo fisico che serve per il trasferimento dei dati
• Un livello di protocollo può essere implementato via software, hardware, o in modo combinato
• Possibili svantaggi del uso dei livelli:– La possibilità che un livello duplichi le funzionalità di quello
inferiore– Un livello può richiedere informazioni presenti solo in un
altro livello
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I protocolli Internet: TCP/IP
• La famiglia di protocolli TCP/IP - cinque livelli:
Applicazione
Trasporto
Rete
Collegamento
Fisico
Applicazione
Trasporto
Rete
Collegamento
Fisico
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I protocolli Internet: TCP/IP
IP
TCP UDP
HTTP FTP SMTP TELNET DNS… …
Livello di applicazione
Livello di trasporto
Livello di rete
Livello di collegamento
Livello fisico
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I protocolli Internet: TCP/IP
• I protocolli del livello di applicazione:– Ruolo: vari funzioni, relativi ai programmi
applicativi di Internet usati dagli utenti– Per esempio:
• SMTP: Simple Mail Transfer Protocol• FTP: File Transfer Protocol• TELNET• HTTP: HyperText Transfer Protocol• DNS: Domain Name System
– Creano messaggi di vari tipi (per esempio, messaggi di richiesta per la visualizzazione di una pagina web, un messaggio che contiene un’email/una pagina web, ecc.)
Applicazione
Trasporto
Rete
Collegamento
Fisico
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I protocolli Internet: TCP/IP
• I protocolli del livello di trasporto:– Ruolo: trasferimento dei messaggio dal livello di
applicazione dall’origine alla destinazione (da un host a un altro)
– In Internet, due protocolli di trasporto:• TCP (Transmission Control Protocol):
– Garantisce il trasferimento dei messaggi– Controlla il flusso in rete (fa il confronto della velocità
tra il mittente e il destinatario)– Frazione il messaggio in frammenti più brevi
(pacchetti)
• UDP: non fornisce nessuna garanzia di consegna di un messaggio (tipicamente usati per la telefonia Internet e la videoconferenza)
Applicazione
Trasporto
Rete
Collegamento
Fisico
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I protocolli Internet: TCP/IP
• I protocolli del livello di rete:– Ruolo: trasferimento dei pacchetti dall’origine alla
destinazione (da un host a un altro)– Due principali componenti:
• Protocollo IP: definisce l’informazione che deve essere aggiunto al pacchetto per realizzare il trasferimento nella rete
• Protocolli per instradamento: determinano i percorsi che i pacchetti devono seguire nella rete
– Internet è una rete di reti: ognuna può scegliere il proprio protocollo di instradamento
– Livello spesso chiamato livello IP
Applicazione
Trasporto
Rete
Collegamento
Fisico
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I protocolli Internet: TCP/IP
• I protocolli del livello di collegamento:– Ruolo: trasferimento dei pacchetti da un
nodo della rete al successivo – Alcuni protocolli del livello di collegamento
garantiscono la consegna affidabile – Un pacchetto potrebbe essere gestito da
differenti protocolli lungo il suo percorso dall’origine alla destinazione
– Esempi: Ethernet, PPP (protocollo punto-a-punto)
Applicazione
Trasporto
Rete
Collegamento
Fisico
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I protocolli Internet: TCP/IP
• Ethernet: diffuso per le reti locale, in cui un numero di computer condividono un mezzo di comunicazione– Quando un computer vuole comunicare, verifica che il
mezzo di comunicazione sia libero e invia il segnale– Se invece si accorge che un altro computer sta
trasmettendo, aspetta– Se si verifica un conflitto (due o più computer hanno
inviato i loro messaggi contemporaneamente) i computer coinvolti:
• si fermano• aspettano per un tempo T casuale• riprovano la trasmissione
• Lo stesso tipo di gestione di conflitti: anche in reti senza fili (IEEE 802.11)
Applicazione
Trasporto
Rete
Collegamento
Fisico
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I protocolli Internet: TCP/IP
• I protocolli del livello fisico:– Ruolo: trasferire i singoli bit da un nodo
(host, commutatore ecc.) nella rete a un altro
– Sono dipendenti dall’effettivo mezzo trasmissivo del collegamento
• Per esempio, possiamo avere protocolli diversi per tipi di cavi diversi, per collegamenti satellitari diversi, ecc.
Applicazione
Trasporto
Rete
Collegamento
Fisico