Diapositiva 1 - Luciano Costa

LEZIONE 12
INFORMATICA GENERALE
Prof. Luciano Costa
Ottimizzazione grafica di Orfeo Magnanimo
Le reti
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Cominceremo parlando del modello Peer to peer, che per comodità
d'ora in avanti chiameremo P2P; questo modello non è molto utilizzato
nelle LAN, a meno che non esista nessun accesso alla rete esterna
attraverso un gateway e si vogliano semplicemente condividere le
cartelle in rete.
Il P2P ha trovato invece un grosso riscontro direttamente su Internet,
il primo esempio di P2P è stato sicuramente il vecchio Napster, anche
se in realtà non si trattava di un vero P2P in quanto esisteva un server
centrale: il rapporto di parità (P2P infatti significa da pari a pari)
sussisteva unicamente fra i client che si scambiavano i file.
Oggi sono ormai tantissimi i circuiti di P2P reali, da Morpheus a Kazaa,
a Gnutella a WinMX, Mule e BitTorrent; ma il concetto fondante
rimane lo stesso, il P2P viene utilizzato ormai quasi esclusivamente
per lo scambio di file su internet; ovviamente il P2P ha anche altre
applicazioni, che potrebbero essere considerate più interessanti e
“nobili”, alcune delle quali riguardano il VoIP, ovvero la telefonia
attraverso internet, tuttavia si tratta di una percentuale, al momento
del tutto esigua.
Le reti
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Ma oltre alla navigazione web e allo scambio di
file, cosa si può fare con le reti?
Tantissime cose! Invio di e-mail, chat, VoIP,
videoconferenze, condivisione di file e cartelle,
creazione di siti web e caricamento tramite FTP,
ascoltare la radio o crearsene una propria, giocare
online, iscriversi agli esami universitari, la
possibilità di seguire lo stato di avanzamento delle
verbalizzazioni degli esami in tempo reale.
Questa è ovviamente solo una piccola percentuale
di ciò che si può fare con le reti e con Internet,
limitato solamente dalla vostra fantasia e
creatività.
Le reti
Configurazione di una LAN
 Veniamo ora alla parte pratica: se mi volessi costruire una
rete per conto mio?
 La prima cosa da fare è la pianificazione della rete, bisogna
sapere quanti computer vanno collegati e quale deve essere
la topologia della rete: può essere ad anello (la rete
cosiddetta Token-ring ormai obsoleta e non più utilizzata da
anni se non nei vecchi uffici), a stella (con un server-gateway
centrale e i client intorno), o con forme più complesse per
una rete di estensioni maggiori con diverse sottoreti.
Disegno Esempio di rete composta da 5
PC di cui uno agisce da gateway
Le reti
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Assumiamo di avere 5 computer, di cui uno collegato ad
Internet tramite modem, e di volerli collegare fra di loro: la
rete che prenderemo in considerazione sarà la più utilizzata
oggi negli ambienti piccoli, una semplice LAN a stella.
Ogni computer dovrà possedere una scheda di rete “ethernet”
se vogliamo creare una
rete cablata, oppure una scheda di rete Wi-Fi[1], nel caso
volessimo creare una rete senza fili.Per non complicare troppo
la faccenda utilizzeremo le classiche schede ethernet,
creeremo quindi una rete cablata, ciò significa che ci dovremo
anche procurare dei cavi ethernet, uno per ogni computer, nel
nostro caso quindi ce ne servono 5 di tipo “patch”, ossia NON
incrociati.
[1]Il Wi-Fi (Wireless Fidelity) funziona in modo un po' diverso
dalle reti cablate e presuppone l'esistenza di diversi tipi di
rete: ad-hoc, con access point, managed ecc...
Le reti
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su ogni scheda è presente un solo connettore ethernet, ci
serve qualcos'altro quindi per poter collegare tutti i computer
assieme.
Ciò che ci manca è un componente hardware, potremmo
prendere un HUB oppure uno switch, si tratta di una scatolina
che permette di collegare insieme più PC, grazie alle
numerose prese ethernet che possiede.
La differenza fra HUB e switch è piuttosto tecnica:
praticamente in presenza di un HUB i dati che partono dal
computer A per raggiungere E transitano anche attraverso B,
C e D, sono quindi a loro visibili tramite appositi software
detti sniffer; con lo switch si elimina questo problema e si
evitano anche possibili congestioni di rete.
Nel caso dovessimo collegare solo 2 PC fra di loro sarà
sufficiente un cavo ethernet di tipo crossover, ossia incrociato,
e non avremo bisogno di nessun HUB o switch.
Illustrazione: un cavo di rete
Le reti
Illustrazione: Switch 8 porte (visto dal retro)
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Ricapitolando, abbiamo 5 PC, di cui uno collegato ad Internet tramite
modem, abbiamo comprato un switch da almeno 5 porte, abbiamo
comprato i cavi di rete ethernet della lunghezza necessaria per
collegare i computer: possiamo quindi dire che dal punto di vista
hardware abbiamo già tutto, non ci resta che collegare tutti i PC
all'HUB o allo switch tramite i cavi di rete e configurare il tutto.
Le reti
Nel caso di utilizzo di Windows XP, agiremo
così:
1] Apriamo “Connessioni di rete” sul computer
che possiede il modem e che quindi agirà
da gateway, facciamo click destro >
Proprietà> Avanzate sulla connessione
Internet che utilizziamo.
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Selezioniamo adesso “Consenti ad altri
utenti in rete di collegarsi tramite la
connessione Internet di questo computer”,
poi selezioniamo dall'elenco a tendina
subito sotto “Connessione alla rete
locale(LAN)”.
2] A questo punto chiudiamo la finestra e
sempre da Connessioni di rete facciamo
click destro>Proprietà su “Connessione alla
rete locale (LAN), su “Generale”, scorrendo
l'elenco incontriamo la scritta “Protocollo
Internet (TCP/IP), clicchiamo ancora su
Proprietà ed impostiamo “Ottieni
automaticamente un indirizzo IP e Ottieni
indirizzo server DNS automaticamente.
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Illustrazione Configurazione di rete - passo 1
Le reti
Illustrazione Configurazione di rete - passo 2
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Per i computer client sarà sufficiente ripetere il
passo n° 2.
Ora riavviamo i PC e dopo aver effettuato il
collegamento ad Internet dal computer
principale, gli altri PC potranno accedervi
liberamente.
Abbiamo realizzato una rete di 5 computer di cui
uno agisce da gateway, complimenti!
Le reti
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Questa è la parte pratica, ma avete capito veramente cosa abbiamo fatto?
In pratica ogni computer dispone di un indirizzo, che permette di identificarlo fra
gli altri, si tratta dell'indirizzo I.P. (Internet Protocol), ed è costituito da un gruppo di
quattro numeri separati da un punto, ad esempio il nostro gateway ha l'IP192.168.0.1 .
Più che ogni computer sarebbe più corretto dire ogni scheda di rete, infatti si possono
avere computer con più di una scheda di rete, ognuna con un indirizzo diverso, si tratta
sempre del nostro gateway, che per semplicità d'ora in avanti chiameremo GW; esso
infatti possiede una scheda di rete ethernet ed un modem, che è sempre un dispositivo
di rete. Sorge subito un problema: ammettiamo la seguente situazione:
GW=192.168.0.1 | 151.100.34.131
client1=192.168.0.2
client2=192.168.0.3
client3=192.168.0.4
client4=192.168.0.5
Le reti
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Potrebbero esistere migliaia di reti come questa connesse ad Internet, e proprio per
questo motivo sono state create delle classi di indirizzi riservate:
la classe 192.168.x.x è ad esempio una classe riservata all'utilizzo nelle LAN,
proprio per questo sarà impossibile trovare su Internet un computer il cui IP sia
simile a quello dei computer della nostra rete, ed ecco che il GW avrà un indirizzo
“interno” valido nella nostra LAN, grazie alla scheda ethernet, ed un indirizzo IP
esterno del modem che potrà essere qualcosa di simile a 151.100.34.131.
In sostanza la nostra rete dagli altri computer su internet verrà vista come un unico
computer il cui IP è 151.100.34.131.
Dunque noi con la configurazione praticamente automatica di Windows, abbiamo fatto
in modo che il GW assegni automaticamente[1] gli indirizzi IP agli altri computer della
LAN, evitando così di configurare gli IP di ogni singola macchina, poi abbiamo fatto in
modo che gli altri PC in LAN vedano il computer con indirizzo 192.168.0.1 come GW, e
quindi facciano transitare i dati attraverso di esso per accedere ad un'altra rete, che nel
nostro caso è Internet.
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[1]Si tratta della funzione DHCP (Dinamic Host Configuration Protocol), attraverso un
server DHCP è possibile fare in modo che gli indirizzi IP vengano automaticamente
assegnati all'interno di una rete e che venga assegnato automaticamente il server DNS
da utilizzare per le connesioni.
Le reti
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Avrete fatto caso durante la configurazione di rete abbiamo posto una
spunta anche su
“Ottieni indirizzo server DNS automaticamente”, ma cos'è un DNS?
Il DNS, Domain Name System, permette a tutti noi di navigare su
Internet immettendo indirizzi facilmente memorizzabili dagli esseri
umani, o meglio dal nostro homo pauper.
In pratica ci permette di visitare il sito con indirizzo IP
193.205.217.198 semplicemente digitando un indirizzo molto più
semplice da ricordare come può essere
http://www.comunicazione.uniroma1.it, in pratica i computer connessi
ad Internet fanno riferimento ad un server DNS ogni volta che si
digita un indirizzo: digitando http://www.comunicazione.uniroma1.it il
server DNS farà una ricerca inversa e ci indirizzerà sul sito
193.205.217.198 senza che noi ce ne stiamo a preoccupare ed in
modo assolutamente trasparente.
La stessa cosa poteva essere fatta, con qualsiasi altro sistema
operativo che supporta la connettività di rete come Linux, Unix,
MacOS, Amiga ecc...ovviamente le procedure di configurazione
sarebbero state diverse, ma non il concetto ed il risultato finale.
Le reti
Le Virtual Private Network (VPN)
 Una rete privata virtuale è il modo più economico per
realizzare una rete privata
 utilizzando anziché linee telefoniche private, cablaggi che
collegano le diverse LAN e vari altri strumenti per realizzare
reti di vaste dimensioni, la semplice connessione ad un
network pubblico quale può essere Internet.
Le VPN sono una realtà piuttosto recente, prima solo poche
ricche società potevano permettersi di possedere una rete
privata, poiché dovevano possedere od affittare linee dedicate
per collegare i diversi uffici sparsi sul territorio; oggi invece le
reti private sono alla portata di tutti, grazie alla loro
“virtualizzazione”.
 L'obbiettivo di una VPN è quello di fornire ad un'azienda le
stesse potenzialità di una rete privata reale ad un costo
minore.
Le reti
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Per essere più chiari cercherò di spiegarvi a
grandi linee il funzionamento di una VPN, che se
spiegata approfonditamente risulterebbe di
difficile comprensione a meno che voi non siate
degli amministratori di rete...
In pratica, come è stato accennato
precedentemente, Internet funziona grazie al
protocollo TCP/IP (Trasfer Control
Protocol/Internet Protocol), quello che avviene in
una VPN è un incapsulamento, in gergo tunneling,
ed una criptazione dei pacchetti di dati inviati
all'interno del protocollo TCP/IP
Le reti
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Così è un po' complesso, ma con un esempio pratico vi
renderò tutto più chiaro:
-Il computer A deve mandare un file al computer B che si
trova in un'altra sede dell'azienda e quindi raggiungibile
tramite VPN;
-Il computer A e il computer B sono entrambi collegati ad
Internet tramite la LAN;
-Il computer A allora cripta il file con una chiave nota anche a
B, e lo incapsula all'interno di pacchetti TCP, il computer B
riceve il file incapsulato e criptato e lo decripta
automaticamente, in quanto possiede la chiave di
decriptazione ed è già configurato per eseguire tale
operazione. La comunicazione fra A e B risulterebbe
totalmente trasparente, come se il computer B si trovasse
nella stessa LAN di A.
Le reti
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Un eventuale hacker che cercasse di
intercettare il traffico fra A e B che
transita su Internet dovrebbe deincapsulare i pacchetti e decriptarli,
operazione questa che risulterebbe molto
difficile, anche perchè in genere le chiavi
delle VPN vengono cambiate spesso e
quindi anche se l'hacker fosse riuscito a
trovare la chiave, nel frattempo la chiave
potrebbe già essere cambiata, mantendo
quindi la comunicazione fra A e B sicura e
segreta.
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I Firewall
Come forse avrete sentito dire “un computer collegato ad una rete
non e' mai sicuro”, tuttavia nonostante in informatica la sicurezza
completa non esista mai,
ci si può cerchere di avvicinarsi ad essa tramite appositi strumenti.
Uno di questi e' il firewall, letteralemente “muro di fuoco”, tramite di
esso si possono filtrare numerosi attacchi verso il proprio PC e la
propria rete, o limitare
gli accessi ad alcune risorse, sia interne che esterne.
Per poter configurare un firewall, che d'ora in avanti chiameremo FW,
bisogna
sapere 2 cose, cosa sono gli indirizzi IP, e cosa sono le porte software:
gli IP
abbiamo già imparato a conoscerli, ma le porte software?
Ebbene si tratta di porte virtuali aperte dai programmi che hanno
bisogno effettuare o ricevere comunicazioni, in totale sono 65527, ma
non si utilizzano tutte, proprio per questo è stato scelto un numero
così grande, in modo da poter avere sempre un gran numero di porte
disponibili.
Le reti
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Esistono dei numeri di porte famosi che sono associate a
programmi altrettanto noti,
ad esempio le porte 20 e 21 sono associate all'FTP, la 22 a
SSH per il controllo remoto criptato di un computer, la 23 al
telnet per il controllo remoto del PC,la porta 25 all'SMTP per
inviare la posta, la 80 al server web http, e così via.
Ammettiamo allora di avere un server web che gira sul nostro
computer, siamo collegati ad Internet, ma vogliamo che solo
un nostro amico con indirizzo 123.123.123.4 possa accedere
ad esso attraverso Internet e nessun altro.
Abbiamo quindi l'indirizzo (123.123.123.4), e la porta che ci
interessa (80), non ci resta quindi che permettere l'accesso
dalla porta 80 unicamente a quell'IP ed impedirlo agli altri
indirizzi.Ciò è semplice ed intuitivo con le recenti interfacce
per la creazione di FW che ci chiedono ogni qualvolta un altro
computer tenta di stabilire una connessione con il proprio
computer se permettere a quel computer di collegarsi o
meno.
Le reti
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Un altro utilizzo del FW potrebbe essere quello di impedire ai
bambini di accedere a siti non adatti a loro, ad esempio
potremmo impedire totalmente la connessione al sito
www.porkypig.com tutelando così le connessioni uscenti oltre
che quelle entranti.
Ma non finisce qui, grazie a tecniche di firewalling avanzate
potremmo ridurre la velocità di connessione di specifici
computer all'interno della LAN per evitare il sovraccarico,
oppure impedire il collegamento ai server P2P tramite il
blocco delle porte utilizzate dai programmi di P2P.
Naturalmente le possibilità offerte dai FW sono infinite, anche
se molti FW per Windows per essere molto “user friendly”,
alla fine riducono di molto la possibilità di effettuare una
configurazione avanzata, proprio per questo molto spesso i
FW di reti importanti si basano su server Linux con il suo FW
integrato configurato appositamente da un amministratore di
rete esperto.
Le reti
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I Pericoli e le potenzialità delle reti
Come avrete capito le reti offrono molte potenzialità, ma sono
anche luogo di pericoli informatici, come potrebbe essere
l'accesso non autorizzato ad un computer privato con la
successiva acquisizione di informazioni sensibili.
All'interno di una LAN potrebbe essere ad esempio utilizzato
uno sniffer software, un programma cioè che in presenza di
altri computer collegati in rete tramite semplici HUB ed
assenza di switch, è in grado di catturare tutto il traffico
transitante in quella rete, rendendo così disponibili indirizzi di
siti visitati, password, email ecc...
Nella pagina seguente si può vedere lo sniffer “ethereal” in
azione in ambiente Linux, sono evidenti le richieste di
collegamento ai domini http://gabriele.astrofili.org,
http://comunicazione.uniroma1.it, http://www.gunbound.net
e http://www.kernel.org oltre ai relativi IP di partenza, di
destinazione, protocolli e porte software utilizzati e tipi di
pacchetti inviati.
Le reti
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Gli sniffer generalmente sono pericolosi
solo nelle reti locali, ma altri pericoli si
annidano nelle reti: virus, worm e
spyware e altro software maligno, proprio
per questo è buona norma fornire il
proprio computer delle protezione
adeguate tramite i programmi adeguati:
stiamo parlando quindi di firewall,
antivirus (che deve essere aggiornato
almeno una volta a settimana, pena
risultare inefficacie) ed anti-spyware.
Per riprendere le potenzialità delle reti potremmo parlare dei
cluster.
Si tratta di aggregati di computer (cluster in inglese vuol dire
appunto gruppo) collegati fra di loro, in grado di agire come un
grande, unico supercomputer a basso costo, ma ad alte
prestazioni.
Le reti
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In genere per creare un cluster si utilizzano
computer fra di loro tutti uguali, facendoci girare
sopra sistemi operativi compilati appositamente
per poter funzionare come cluster, generalmente
si tratta di macchine Linux, Unix, Sun, e SGI;
recentemente anche la versione di Windows 2003
Professional ha incluso un supporto per il
clustering, ma è ancora ad uno stadio primordiale
e limitato ad un ristretto numero di nodi (cioè di
computer costituenti il cluster).
Le reti
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Data l'enorme potenza di calcolo fornita dai
cluster, essi vengono generalmente impiegati in
ambienti dove essi sono realmente recessari, ad
esempio nelle “Render Farm” dove vengono
utilizzati per creare ambienti tridimensionali
altamente dettagliati come quelli che si vedono
negli effetti speciali dei film; altri esempi di
utilizzo dei cluster sono quelli del calcolo
scientifico, molto utilizzati in astronomia, oppure
quelli dei motori di ricerca: Google infatti adotta
un sistema di cluster atto a restituire a chi ne fa
richiesta i risultati della ricerca in milioni di siti in
tempi inferiori al secondo!
Fine