artemate: i protocolli di internet

IL PROTOCOLLO TCP/IP

Trasmission Control Protocol /Internet Protocol

TCP definisce le regole per trasmettere i file suddividendoli in pacchetti di informazioni (numerate )

IP definisce le regole di indirizzamento degli host, cioè dei computer connessi alla rete.

Il TCP/IP è stato sviluppato dal DoD (Department of Defense) degli Stati Uniti dalla DARPA (Defense Advanced Research Project Agency) negli anni 1970. Il TCP/IP è stato progettato come standard aperto utilizzabile da chiunque per onnettere i computer tra loro e scambiare informazioni tra loro. E' diventato il protocollo di base di Internet.
Il modello TCP/IP definisce 4 livelli totalmente indipendenti in cui dividere il proceso di comunicazione tra due dispositivi. I livelli attraverso cui transita l'informazione scambiata tra due dispositivi sono:

APPLICAZIONE - TRASPORTO- INTERNET- ACCESSO DI RETE

Per poter inviare informazioni tra due dispositivi, entrambi devono utilizzare lo stesso linguaggio. Questo linguaggio è chiamato protocollo.

I protocolli che compaiono nel livello applicazione del TCP/IP sono:

- File Transfer Protocol (FTP) - Trasmissione file - porta 20 o 21
- Hypertext Transfer Protocol (HTTP)- pagine web - porta 80
- Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)- trasferisce posta elettronica e notifica - porta 25
- Domain Name Service (DNS)- associa a nome dominio un indirizzo IP - porta 53
- Trivial File Transfer Protocol (TFTP)- trasferimento file con UDP - porta 69

I protocolli del livello di trasporto sono:
- Transport Control Protocol (TCP):Sincronizza e regola il traffico con un meccanismo noto come "Three Way Handshake". il sistema sorgente invia un pacchetto iniziale noto come SYN al sistema destinatario. Il sistema destinatario invia un pacchetto di conferma detto SYN/ACK (acknowledge). Infine il dispositivo sorgente invia un pacchetto chiamato ACK, che è una conferma della conferma. A questo punto, entrambi i dispositivi sorgente e destinatario hanno stabilito che esiste una connessione tra loro, ed entrambi sono pronti a inviare e ricevere dati.
- User Datagram Protocol (UDP) protocollo di trasporto non basato su una connessione. In questo caso il sistema sorgente invia i pacchetti senza avvisare il destinatario del loro invio. E' quindi delegata al dispositivo destinatario l'accettazione o meno dei pacchetti. Di conseguenza, UDP è più veloce di TCP, ma non può garantire che un pacchetto sarà accettato.

I protocolli del livello Internet sono:
- Internet Protocol (IP): un protocollo universale che consente a due computer di comunicare attraverso qualunque rete in qualunque momento. Come UDP, è senza connessione, poichè non stabilisce una connessione con il computer remoto. Al contrario è ciò che si può definire il miglior servizio possibile, nel senso che fa tutto il possibile per assicurare il corretto funzionamento, ma non garantisce l'affidabilità. Il protocollo Internet determina il formato delle intestazioni dei pacchetti, incluso l'indirizzo IP dei sistemi sorgente e destinazione.

Un protocollo frequentemente usato dal livello di accesso alla rete è: - Ethernet

REGOLE DI INDIRIZZAMENTO

Gli host sono i calcolatori connessi sulla rete. Per potersi scambiare pacchetti, messaggi di una certa lunghezza, in internet gli host sono contraddistinti da un indirizzo IP internet protocol (versione 4 ).

Un indirizzo IP consiste in 32 bit divisi in 4 ottetti separati da punti. ciascun ottetto può valere da 0 a 255.

Parte dell'indirizzo IP identifica la rete, il resto dell'indirizzo IP identifica il singolo computer all'interno della rete.

ES: 172. 16 .122 . 204

Si distinguono due parti: indirizzo rete (network) 172.16 e indirizzo del computer 122.204 (host ).
Il meccanismo è simile a quello del numero telefonico, in cui la prima parte del numero , il prefisso, definisce la zona o il distretto, la seconda parte la centrale di appartenenza e l’ultima l’abbonato. In pratica, quando viene richiesto un indirizzo IP, bisogna tener conto della quantità di host che devono essere connessi.

CLASSI DELL'INDIRIZZO IP

Gli indirizzi IP sono suddivisi in classi in base alla porzione dell'indirizzo che viene utilizzata per
identificare la rete e a quella utilizzata per identificare il singolo computer.

- Classe A: il primo ottetto identifica la rete e gli altri tre ottetti l'host. Il primo bit del primo ottetto è sempre zero (quindi il primo ottetto va da 00000000 fino a 01111111 bin= 127 dec ). Poichè gli indirizzi del tipo 127.x.x.x sono riservati per i servizi di loopback o localhost, la classe di conseguenza comprende gli indirizzi compresi tra 0.0.0.0 e 126.255.255.255.

- Classe B: i primi due ottetti identificano la rete. i primi due bit del primo ottetto sono '10', di conseguenza la classe comprende gli indirizzi compresi tra 128.0.0.0 e 191.255.255.255.

- Classe C:I primi tre ottetti identificano la rete - i primi tre bit del primo ottetto sono '110', di conseguenza la classe comprende gli indirizzi compresi tra 192.0.0.0 e 223.255.255.255

- Classe D: tutti e quattr ogli ottetti identificano la rete .I primi 4 bit del primo ottetto sono '1110', di conseguenza questa classe comprende gli indirizzi compresi tra 224.0.0.0 e 239.255.255.255.
Questi indirizzi sono riservati per implementazioni di multicast di gruppo.
- Gli indirizzi restanti sono usati per sperimentazioni o per usi futuri.

Ogni computer connesso ad Internet è contraddistinto da un indirizzo IP unico che può assere:

dinamico: Navigando, con qualsiasi tipo di connessione, al nostro computer verrà assegnato un numero IP dal provider che ha permesso il collegamento. Il provider possiede un range di numeri IP che assegna ai suoi utenti, in modo statico sempre lo stesso per tutta la durata del contratto o dinamico che assegna in modo temporaneo dall’inizio della singola connessione fino alla disconnessione.
statico: essendo un indirizzo assegnato ad un solo utente non può essere utilizzato per altre connessioni ed ha quindi un valore maggiore per il provider che lo fornisce dietro il pagamento di un canone aggiuntivo o lo propone in offerte di fascia alta. L’utilità di avere una connessione con IP statico risiede nella possibilità di poter installare applicativi che richiedono un indirizzo fisso sul computer collegato alla linea , ad esempio un server web o FTP al proprio domicilio, naturalmente meno performante rispetto ad un servizio hosting, ma comunque possibile.

Domain Name Server

La gestione diretta degli indirizzi IP è piuttosto faticosa dal punto di vista umano, per questo motivo si preferisce associare un nome agli indirizzi numerici. Il sistema attualmente utilizzato è il DNS ( Domain Name System) ovvero il sistema dei nomi di dominio. Gli indirizzi della rete sono organizzati ad albero in domini di alto livello, sottodomini, fino ad arrivare ad identificare il computer host desiderato. In un sistema di nomi di dominio, il problema più grande è quello di organizzare i cosiddetti name server o DNS server.

Si tratta di computer che si occupano di risolvere, ovvero trasformare, gli indirizzi mnemonici dei nomi di dominio in indirizzi numerici IP e viceversa. A livello di dominio root, si trovano alcuni server che si occupano di fornire gli indirizzi per raggiungere i domini successivi, cioè .com, .edu, .org, .net, … A livello di questi domini ci saranno alcuni server (ogni dominio ha i suoi) che si occupano di fornire gli indirizzi per raggiungere i domini inferiori e così via, fino a raggiungere il computer host finale.

Questo servizio viene anche chiamato BIND perché collega dinamicamente i nomi letterali con gli indirizzi numerici, al momento dell’impiego. Ad esempio la macchina ospitante il servizio www del CILEA ha il seguente

indirizzo letterale: www.cilea.it gerarchico ma decrescente da destra verso sinistra, che corrisponde a

IP numerico: 131.175.1.4 funzione gerarchica decrescente questa volta da sinistra verso destra.

it corrisponde al dominio di primo livello : italia
cilea corrisponde al dominio di secondo livello
www Identifica il nome della macchina (server www)

Tra www e cilea possono esserci più di uno domini intermedi ES: www.uni.cilea.it

Questo sistema consente inoltre la gestione di "alias", pseudonimi per identificare uno stesso indirizzo numerico. Quindi:

un indirizzo letterale corrisponde ad un solo indirizzo host
Un indirizzo numerico host può corrispondere a più di un indirizzo letterale.
(es: www.republica.it e kataweb.it hanno lo stesso indirizzo numerico 213.92.16.101 )

Elenco di alcuni Nameserver primari ccTLD (country code Top Level Domain)
.it per l’italia
.fr per la Francia
.de per la Germania
.uk per l’Inghilterra

negli USA il dominio di primo livello indica la struttura organizzativa delle entità:
.edu per Università;
.gov per il governo;
.mil per Esercito;
.com per aziende commerciali;
.net per organizzazioni settore comunicazioni;
.org per organizzazioni.

In Italia, al di sotto del dominio di primo livello .it (richiesto dallo standard), si è scelto di utilizzare nomi più corti (cioè senza particelle aggiuntive) di organizzazioni indipendenti.

L’entità italiana per la registrazione dei nomi fu originariamente il NIS ( Network Information Service) dell’istituto CNUCE del CNR di Pisa che svolgeva da interfaccia questo compito per la rete GARR.Dal 1996 si è costituito un organismo italiano chiamato- analogamente a quello statunitense- NIC- Network Information Change - che ha istituito tariffe e regolamentazioni di utilizzo.

Attualmente un ente italiano può scegliere se attivare una registrazione presso il NIC statunitense venendo registrato con suffisso . com .edu ecc , oppure richiedere la registrazione al NIC italiano sotto lo “ spazio .it “

TROVARE l'indirizzo numerico corrispondente a un indirizzo letterale

Start -programmi accessori -promp del DOS ( appare finestra DOS)
digitare \cd INVIO
digitare ping www.cilea.it INVIO

appare il risultato del contatto con l'host che ospita l'indirizzo letterale con l'indizazione del corrispondente indirizzo numerico .

UNIFORM RISORCE LOCATOR (URL)

E’ un sistema di identificazione univoca dei documenti presenti in rete: rappresenta cioè l’indirizzi elettronico completo poiché esplicita : il servizio, l’indirizzo IP dell’ host ed il percorso completo che porta al documento visualizzato nella pagina attiva del Browser. L’indirizzo di un documento si compone di tre parti la cui sintassi è la seguente:

Servizio://indirizzoIP/ path

Servizio : identifica in modo univoco il tipo di servizio mediante il quale si vuole comunicare ( può essere di due tipi: HTTP per la navigazione ipertestuale, FTP per il trasferimento dei file)

Indirizzo IP : identifica l’indirizzo numerico o testuale dell’host ( server remoto) presso il quale si trova il file indirizzato;

Path : indica il percorso completo che occorre fare sul server remoto per raggiungere il documento che si intende visualizzare

Esempio:

http://www.virgilio.it è l’indirizzo del portale virgilio ,che è un servizio www

ftp://ftp.unipd.it è il server anonymous ftp dell’università di Padova

news://it.notizie indirizzo del server news chiamato it.notizie

IPv6 : L'Internet Protocol versione 6

E' il protocollo di nuova generazione . Secondo le previsioni , prenderà il posto dell'attuale IP versione 4, che, ideato oltre 20 anni fa, mostra oggi limiti che lo rendono incompatibile con i nuovi scenari di utilizzo di Internet.

IPv6 introduce innumerevoli vantaggi tra cui la quantità enorme di indirizzi IP che mette a disposizione (si è stimato che sono disponibili più di 10^38 indirizzi IPv6, cioè una quantità di indirizzi pari a 1500 indirizzi IPv6 per metro quadrato di superficie terrestre).
Questo si traduce nella possibilità di disporre individualmente di un indirizzo IP assegnato permanentemente a una serie di terminali (dal PC portatile, al telefonino UMTS, fino ad automobili e persino a frigoriferi, lavatrici o forni a microonde, a supporto delle evoluzioni della Domotica) ed essere sempre "dentro Internet" e quindi sempre raggiungibile.

IPv6 inoltre offre la possibilità di configurare automaticamente i terminali (Plug & Play) ,garantisce un supporto migliore per qualità del servizio (servizi differenziati best-effort), sicurezza delle transazioni e delle comunicazioni, mobilità dei terminali, servizi multicast (multipunto-multipunto).

E' in fase sperimentale.

approfondimento : Maschera di rete o Netmask.

Il meccanismo utilizzato per distinguere la parte d’indirizzo che identifica la rete è quello della maschera di rete o netmask. La maschera di rete è un indirizzo 255.255.255.0 che viene abbinato all’indirizzo da analizzare con l’operatore booleano AND, per filtrare la parte di bit che interessano. LA maschera di rete contiene bit 1 in corrispondenza dei campi network e bit 0 in corrispondenza del campo Host e consente di classificare i primi 24 bit come indirizzo di rete sarà:

11000000.00010010.10011110.00001001 come indirizzo di host (192.18.158.9) INDIRIZZO IP

11111111.11111111.11111111.00000000 come netmask(255.255.255.0) masch. rete ABBINATO CON AND

11000000.00010010.10011110.00000000 il risultato con AND sarà l’indirizzo di rete (192.18.158.0)

L’indirizzo di rete locale o LAN è utilizzato dai router per inoltrare i pacchetti, in questo modo i router devono conoscere tutte le reti ma non gli host di queste ultime. Ciascun indirizzo di rete è rappresentato dall’ID di rete con l’ID dell’host impostato su tutti 0.

Indirizzo di broadcast: Un indirizzo 11000000.00010010.10011110.11111111 (192.18.158.255 ) in cui i bit finali sono ad 1 identifica un indirizzo di broadcast, cioè un indirizzo per la trasmissione a tutti gli host di quella rete. Di conseguenza, un indirizzo broadcast non può essere utilizzato per identificare un singolo computer della rete.

Le trasmissioni locali sono tipicamente a BURST, cioè vi è un unico portante fisico condiviso tra tutti gli utenti. Durante il periodo di trasmissione, un elaboratore è considerato come il possessore temporaneo di tutta la capacità trasmissiva del canale. La trasmissione è effettuata quindi in modo broadcast, cioè, quando una stazione trasmette tutte le altre ricevono i dati ;solo la stazione destinataria, riconoscendo che le informazioni sono ad essa destinate, le utilizza. Il successo di tale tecnica risiede nel fatto che la maggior parte del tempo la rete non viene utilizzata (velocità=0), mentre quando ne viene richiesto l’impiego la velocità è massima (burst).

HUB .La tipologia di rete a stella è realizzata inserendo nel centro un apparato attivo, chiamato HUB (mozzo). Gli Hub, o ripetitori, sono dispositivi che collegano fra loro gli utenti, il "punto di aggregazione" di tutti i cavi collegati ai PC. Ogni pacchetto di dati proveniente da un computer viene ricevuto dall’hub su una porta e trasmesso a tutte le porte. Il comportamento risultante è equivalente a quello ottenibile con la tipologia fisica a bus, infatti quando una stazione trasmette tutte le altre ricevono il suo segnale.

Gli switch svolgono la stessa funzione degli hub, ma sono più potenti e intelligenti. Innanzitutto offrono una larghezza di banda maggiore agli utenti, perché la banda non è condivisa, ma dedicata. Inoltre uno switch invia i pacchetti di dati solo alla porta specificata del destinatario, perché legge le informazioni contenute nel DA (destination address) di ogni pacchetto. Per isolare la trasmissione dalle altre porte, lo switch stabilisce una connessione temporanea tra la sorgente e la destinazione, chiudendola al termine della conversazione. E’ facile intuire che lo switch introduce maggiori ritardi ma soprattutto è una macchina molto più costosa degli hub.

I ROUTER Se occorre interconnettere la LAN con una WAN è necessario acquistare un router.Anche i router sono "smistatori di traffico" perchè ricevono dati e li inviano da qualche altra parte. Nelle reti si occupano solitamente del traffico verso l’esterno della rete locale, ad esempio un collegamento ad internet. I router sono particolarmente intelligenti: leggono un indirizzo più completo per determinare il punto successivo cui inviare il pacchetto dei dati. Basandosi su una mappa di rete denominata "tabella di routing", i router possono fare in modo che i pacchetti raggiungano le loro destinazioni attraverso percorsi efficaci. I router creano anche i collegamenti tra reti eterogenee, cioè, che utilizzano protocolli diversi.