Reti di Calcolatori

Reti di calcolatori
Introduzione al corso
Samuel Rota Bulò
DAIS
Università Ca’ Foscari di Venezia
Introduzione
Informazioni generali
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Docente: Samuel Rota Bulò
@mail: [email protected]
Homepage:
http://www.dsi.unive.it/~srotabul/reti2013.html
Ricevimento: da concordare previa email
Durata: 30 ore lezioni + 30 ore tutorato
Lezioni: sabato
Esame: scritto
Introduzione
Libro di testo
Introduzione
Rete di calcolatori
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RETE di calcolatori: insieme di dispositivi indipendenti interconnessi
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due dispositivi sono connessi se capaci di scambiare informationi
Introduzione
Utilità di una rete
❚ Per le aziende:
– condivisione di risorse
– maggior affidabilità
– riduzione di costi
– scalabilità
– potente mezzo di comunicazione
❚ Per le persone:
– accesso a informazioni
– potente mezzo di comunicazione
– intrattenimento
❚ Aspetti sociali, etici e politici
Introduzione
Alcuni numeri relativi agli USA nel 2010
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Introduzione
89 milioni di persone accedono ad internet con dispositivi mobili
99 milioni di aziende hanno un sito .com
162 milioni di americani acquistano online
41 milioni di americani cercano prodotti e servizi online
FedEx muove 3.4 milioni di pacchi al giorno
UPS muove 15 milioni di pacchi al giorno
78 milioni di persone leggono notizie online
39 milioni di persone guardano un video ogni giorno
66 milioni di persone leggono un blog e 16 milioni di persone scrivono
in un blog
Facebook attrae 500 milioni di visitatori al mese
molte aziende Fortune 500 hanno una pagina Facebook
e-commerce e la pubblicità via internet continuano ad espandersi:
guadagni di Google > $25 miliardi nel 2009
la pubblicità via internet cresce del 10% all'anno
fonte: Management Information Systems. K.C Laudon & J.P. Laudon, 2012
Esempio di comunicazione
Introduzione
Esempio di
interazioni fra terminali
Introduzione
Figura tratta da Kurose-Ross ‘Internet e reti di calcolatori’ 2 a Ed. © 2003 - McGraw-Hill
Sezione interna della rete
Introduzione
Figura tratta da Kurose-Ross ‘Internet e reti di calcolatori’ 2 a Ed. © 2003 - McGraw-Hill
Complessità delle reti
Dimensione crescente
Pervasività
Ubiquità
Impatto economico
sociale
Mobilità
Sviluppi tecnologici
di componenti
di applicazioni
Eterogeneità
Standard diversi
Introduzione
Interconnessione
Continua evoluzione
Hardware di rete
❚ Dispositivi:
– host, end-systems
– PC, workstation, server
– palmari, smartphone
❚ Mezzi di trasmissione
– fibra, rame, radio, satellite
❚ Router
– inviano pacchetti di dati
attraverso la rete
❚ Tecnologie di trasmissione
– broadcast
– punto-a-punto
Introduzione
router
server
workstation
mobile
local ISP
regional ISP
company
network
Tipi di rete
❚ In base alla scala
– Local Area Network (LAN)
– Metropolitan Area Network (MAN)
– Wide Area Network (WAN)
❚ In base alla tecnologia di trasmissione
– cablate
– senza filo
❚ Internetwork:
– rete di reti (eterogenee)
❚ sottorete: insieme di linee di comunicazione e router che
consentono il collegamento degli host
Introduzione
Reti senza filo e dispositivi mobili
Rete wireless
Utente mobile Applicazione
No
No
Computer da tavolo
No
Sì
Portatile usato in una stanza di
hotel
Sì
No
Utenti in edifici non cablati (es.
edifici antichi)
Sì
Sì
PDA per inventario
Portatile in zona con rete wireless
Introduzione
Internet
❚ nasce dal progetto ARPANET (1969) finanziato da DARPA,
un'agenzia del ministero della difesa statunitense
❚ internetworking su scala mondiale
❚ struttura parzialmente gerarchica
❚ segmenti pubblici e intranet private
❚ protocolli:
– regolano la comunicazione tra sistemi
– TCP, IP, HTTP, FTP, PPP, ...
❚ si fonda su standard rilasciati da diversi enti di gestione:
– RFC: Request for comments
– IETF: Internet Engineering Task Force
– W3C: World Wide Web Consortium
Introduzione – ...
Internet
Introduzione
Forme di comunicazione: protocolli
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Protocollo: sistema di regole finalizzate a scambiare messaggi
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sintassi, semantica e sincronizzazione della comunicazione
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accordato tra le parti
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spesso definito mediante standard
Introduzione
Tassonomia
Reti di comunicazione
a commutazione di circuito
FDM
TDM
Introduzione
Figura tratta da Kurose-Ross ‘Internet e reti di calcolatori’ 2 a Ed. © 2003 - McGraw-Hill
a commutazione di pacchetto
Circuiti virtuali
Datagramma
Commutazione di circuito
Introduzione
Figura tratta da Kurose-Ross ‘Internet e reti di calcolatori’ 2 a Ed. © 2003 - McGraw-Hill
Commutazione di circuito
Modulazione a divisione di frequenza
Modulazione a divisione di tempo
Introduzione
Figura tratta da Kurose-Ross ‘Internet e reti di calcolatori’ 2 a Ed. © 2003 - McGraw-Hill
Esercizio
Quanto tempo occorre per inviare un file di
640.000 bit tra due host su una rete a
commutazione di circuito?
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collegamenti hanno bit rate di 1536 Mbps
ciascun collegamento utilizza TDM con 24
slot/sec
si impiegano 500ms per stabilire un circuito
punto-punto
Introduzione
Figura tratta da Kurose-Ross ‘Internet e reti di calcolatori’ 2 a Ed. © 2003 - McGraw-Hill
Commutazione di pacchetto
Rappresentazione di un circuito virtuale
Modulazione a divisione di tempo
Esempio di rete pubblica frame relay che interconnette due reti di tipo Ethernet con router
Introduzione
Figura tratta da Kurose-Ross ‘Internet e reti di calcolatori’ 2 a Ed. © 2003 - McGraw-Hill
Commutazione di pacchetto
Rappresentazione di un datagram
mittente
Processo
mittente
destinatario
pacchetto
Il router C
sceglie di
inoltrare ad E e
non a D
Flusso di pacchetti da mittente a destinatario
Introduzione
Figura tratta da Kurose-Ross ‘Internet e reti di calcolatori’ 2 a Ed. © 2003 - McGraw-Hill
Processo
destinatario
Obiettivi del corso
Scopo del corso
Introduzione alle reti di calcolatori
Modelli architetturali delle reti di calcolatori,
principali problematiche e principi di progettazione delle reti,
protocolli e servizi
Interconnessione (internetworking), principali problematiche:
routing
controllo del flusso
controllo della congestione
controllo degli errori
Esempi e importanti casi di studio
Tipi di reti, applicazioni
Comunicazione e naming in reti e sistemi distribuiti
Introduzione
Programma
1/4
❚ Introduzione alle reti di calcolatori
➤Principi, caratteristiche chiave, vantaggi e svantaggi.
Scelte di progetto e problematiche connesse.
➤Classificazione: topologie, tipi di rete. MAN, LAN, WAN.
➤Protocolli e servizi. Prestazioni.
➤Modello ISO/OSI.
➤ Protocolli TCP/IP.
➤ Internetworking.
➤ Problematiche comuni: tipi di connessione, routing, controllo del flusso
e della congestione
Introduzione
Programma
❚ Livello fisico e livello data-link.
➤Mezzi trasmissivi.
➤Limiti della comunicazione
➤Controllo dell’errore.
➤Gestione del flusso.
➤Protocolli a finestra scorrevole.
➤ Stop and wait.
➤ Protocolli go-back-n e ripetizione selettiva.
Introduzione
2/4
Programma
❚ Livello MAC (Medium Access Control) e livello rete.
➤
Reti LAN. Protocolli e architetture.
➤ Ethernet, token ring. Reti ATM.
➤
Algoritmi di routing statici e dinamici.
➤Controllo della congestione e del flusso.
➤Protocollo IP.
Introduzione
3/4
Programma
4/4
❚ Livello trasporto e livello applicazioni
➤
Protocolli, buffering, controllo del flusso e congestione.
➤ Multiplexing.
➤ Protocolli TCP e UDP. Esempi di applicazione.
➤
Esempi di applicazioni.
➤ Tipi di documenti web
❚ Comunicazione e naming
➤
Comunicazione fra processi in reti di calcolatori e sistemi distribuiti
➤ Risoluzione dei nomi e name service. Casi di studio.
Introduzione