Protocolli per la comunicazione

• Tutte le attivita' in Internet che implicano la comunicazione tra 2 o piu' entita' remote sono governate da protocolli.
• Un protocollo definisce il formato e l'ordine dei messaggi scambiati tra 2 o piu' entita' comunicanti, cosi' come le azioni conseguenti alla trasmissione e/o alla ricezione di un messaggio.

Servizio Connection-Oriented

Obiettivo: trasferimento dati tra host.

Protocollo di Handshaking: preparazione al trasferimento dei dati.

Si stabilisce la connessione TCP (Transmission Control Protocol).

Si scambiano le informazioni.

Si chiude la connessione.

TCP (Transmission Control Protocol)

• Fornisce un servizio di trasferimento dei dati affidabile (acknowledgement).
• Fornisce il controllo del flusso, in modo da evitar 424j99e e la saturazione di una delle due entita' comunicanti.
• Fornisce il controllo della congestione (i terminali riducono la velocita' di invio di pacchetti nella rete durante i periodi di congestione)
• Usato da applicazioni tipo Telnet (login remoto), SMTP (email), FTP (trasferimento file) e HTTP (web)

UDP (User Datagram Protocol)

• Non fornisce il meccanismo degli acknowledgement e non c'e' controllo di flusso ne' di congestione.
• Utilizzato da applicazioni come quelle multimediali.

La pila di protocolli Internet

• application: supporto per le applicazioni di rete

ftp, smtp, http

• transport: trasferimento dati end-to-end

tcp, udp

• network: instradamento di datagrammi da sorgente a destinazione (host-to-host)

ip, protocolli di routing

• link: trasferimento di dati tra elementi di rete adiacenti

ppp, ethernet

• physical: bit "sul cavo"

Stratificazione e dati

Ogni strato riceve dati dallo strato superiore:

• Aggiunge uno header e crea una nuova unità di dati
• Passa la nuova unità di dati allo strato inferiore

Paradigma client-server

Client:

• Inizia il dialogo col server ("speaks first").
• Di solito richiede un servizio.
• Nel caso del Web, il client è integrato nel browser.

Server:

• Fornisce il servizio al client, su richiesta.
• Es., un Web server invia una pagina Web richiesta, un mail server accede alla casella di posta elettronica

Protocolli di livello applicativo: servizi dagli strati inferiori e identificazione

API: Application Programming Interface

• Definisce l'interfaccia tra applicazione e strato di trasporto
• Socket: API Internet

Due processi (applicazione nel modello client server) comunicano inviando/leggendo dati

nel/dal socket

• Come può un processo "identificare" quello con cui intende comunicare?

Indirizzo IP dell'host su cui l'altro processo è in esecuzione

Numero di porta (port number) - permette all'host ricevente di identificare il processo locale

destinatario del messaggio

Servizi necessari alle applicazioni

Perdita (Data loss)

• Alcune applicazioni (es., audio) sono tolleranti (fino a un certo punto)
• Altre  (es., FTP, telnet) richiedono affidabilità totale

Banda

• Alcune applicazioni (soprattutto multimediali) richiedono una banda minima
• Altre (dette "elastiche") usano la banda a disposizione

Ritardo

• Alcune applicazioni (es., telefonia Internet, giochi interattivi in rete) richiedono una banda minima per funzionare con qualità sufficiente

Servizi offerti dai protocolli di trasporto Internet

Servizio TCP :

• Orientato alla connessione: richiesto "setup" tra client e server (fase di handshaking).
• Trasporto affidabile (reliable transfer) tra processi mittente e ricevente.
• Controllo di flusso (flow control): il mittente non sommerge il ricevente.
• Controllo della congestione (congestion control): si limita il mittente quando la rete è sovraccarica.
• Non offre: garanzie di banda e ritardo minimi.

Servizio UDP :

• Servizio non orientato alla connessione
• Trasporto non affidabile tra processi mittente e ricevente
• Non offre: affidabilità, controllo di flusso, controllo di congestione, garanzie di ritardo e banda

• Può essere conveniente per alcune applicazioni

WWW: terminologia essenziale

Pagina Web:

È costituita da "oggetti"

È indirizzata da un URL.

URL (Uniform Resource Locator):

Identifica un oggetto nella rete e specifica il modo per accedere ad esso.

Ha due componenti: nome dell'host e percorso (path) dell'oggetto nell'host

Un browser (interprete) per il Web mostra la pagina Web richiesta e fornisce molte caratteristiche di navigazione e configurazione:

MS Internet Explorer

Netscape Communicator

Un Web server memorizza gli oggetti Web, ciascuno indirizzabile da un URL:

Apache (pubblico dominio)

MS Internet Information Server

Il protocollo HTTP

HTTP: HyperText Transfer Protocol

• Protocollo di livello applicativo per il Web.
• Definisce come i client Web (browser) richiedono le pagine Web dai server e come i server trasferiscono le pagine Web ai browser.

HTTP usa TCP come protocollo di trasporto sottostante:

• Il client inizia una connessione TCP con il server sulla porta 80.
• Il server accetta la connesione TCP dal client.
• Vengono scambiati messaggi HTTP tra il browser (client HTTP) e il Web server (server HTTP)
• Il server non mantiene informazione sulle richieste precedenti del client
• I protocolli che mantengono informazione di stato sono complessi (es. TCP)

Formato dei messagi HTTP

• Due tipi di messaggi HTTP: request (richiesta), response (risposta)

• Messaggio http request:

ASCII

Web Cache (proxy server)

Obiettivo: rispondere alle richieste evitando di accedere al server remoto

• L'utente  configura il browser: accesso attraverso web cache
• Il client invia tutte le richieste al proxy
• La cache restituisce l'oggetto se presente
• Altrimenti l'oggetto è richiesto prima al server e poi è restituito al client

FTP: File Transfer Protocol

• Protocollo per il trasferimento dei file da/verso un host remoto
• Usa il modello client/server

client: parte che richiede il trasferimento (da/verso l' host remoto)

server: host remoto

• ftp server: porta 21

FTP: connessioni di controllo e dati separate

• Il client contatta il server sulla porta 21, specificando TCP come protocollo di trasporto.
• due connessioni TCP parallele:

controllo: scambio di messaggi di controllo tra client e server.

dati: trasferimento dati da/verso il server

• Il server ftp mantiene informazioni di "stato": directory corrente, autenticazione

Posta elettronica

Tre componenti principali :

• User agent
• Server di posta
• Simple Mail Transfer Protocol: SMTP

Posta elettronica: mail server

Mail Server

• Mailbox contenente messaggi (non ancora letti) per l'utente
• Coda di messaggi in uscita (non ancora spediti)
• Protocollo SMTP tra i mail server per il recapito dei messaggi

client: il server che invia il messaggio

"server": server che riceve il messaggio

Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)

• Usa TCP per il trasferimento affidabile dei messagi da client a server, porta 25
• Trasferimento diretto: da server a server
• Tre  fasi

Handshaking (saluto)

Trasferimento del messaggio

Chiusura

• Interazione mediante comandi/risposte
• Comando: testo

Risposta: codice di stato e frase

Formato dei messaggi

SMTP: protocollo per lo scambio di messaggi di posta

Standard per il formato dei messaggi inviati:

• Header:

To:

From:

Subject:

• Body:

Il "messaggio" vero e proprio, solo caratteri

Protocolli di accesso alla posta

• SMTP: consegna al/memorizzazione nel server di posta del ricevente
• Protocollo di accesso: recupero della posta dal server locale

POP3: Post Office Protocol

• Autenticazione  (agent <-->server) e scaricamento

IMAP: Internet Mail Access Protocol

• Più possibilità (più complesso)
• Manipolazione dei messaggi memorizzati sul server

Post Office Protocol - POP3

• Protocollo di accesso semplice, con funzioni limitate.
• Lavora quando lo user agent (ad es. Outlook) dell'utente apre una connessione TCP al server di posta sulla porta 110. Il POP3 procede con autorizzazione (nome utente e password), transazione (lo user agent ottiene i messaggi), aggiornamento (il server elimina i messaggi contrassegnati per l'eliminazione).
• Lo user agent puo' essere impostato per scaricare e poi cancellare i messaggi dal server di posta, oppure per scaricarli e conservarli sul server di posta.

Internet Mail Access Protocol - IMAP

• Protocollo piu' complesso, consente di gestire le caselle di posta remote (quindi che risiedono sui server di posta) come se fossero locali.
• Consente quindi di mantenere diverse cartelle di messaggi presso il server di posta.
• Una sessione IMAP consiste nello stabilire la connessione tra lo user agent (ad es. Outlook) e il server IMAP, l'autenticazione dell'utente tramite nome e password. L'utente puo' procedere alla gestione dei messaggi, terminata la quale effettua il logout e la sessione viene terminata.

DNS: Domain Name System

• DNS (Domain Name System) : traduzione indirizzo IP - nome logico
• Esso consiste di:

Uno schema gerarchico di nominazione, basato sul concetto di dominio

Un database distribuito che implementa lo schema di nominazione;

Un protocollo per il mantenimento e la distribuzione delle informazioni sulle corrispondenze

• Lo spazio dei nomi DNS è uno spazio gerarchico, organizzato in dominii, ciascuno dei quali può avere dei sottodominii
• Esiste un insieme di dominii di massimo livello (top-level domain), i più alti nella gerarchia
• Nel caso di un host, la forma del nome logico è costituita da un certo numero di sottostringhe separate da punti
• Cammino inverso dalla foglia -radice

DNS: Name Server

• Name server è il processo che gestisce le informazioni di corrispondenza fra nomi simbolici e indirizzi IP
• Per ogni host del dominio esiste un record - detto gestito dal DNS server responsabile del dominio (informazioni corrette e aggiornate)
• Nessun name server contiene tutte le associazioni nome simbolico/indirizzo IP
• Name server locali :

Ogni ISP o compagnia ha un name server locale

La richiesta di traduzione (mapping) di un host è prima rivolta al name server locale

• Name server di riferimento :

Per un host: per definizione è quello che è sempre in grado di eseguire la traduzione

(mapping) nome simbolico/indirizzo IP dell' host