Reti di calcolatori e Sicurezza Overview Part of

Reti di calcolatori e Sicurezza -- Overview --- Part of these slides are adapted from the slides of the book: Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet, 2 nd edition. Jim Kurose, Keith Ross Addison-Wesley, July 2002. (copyright 1996 -2002 J. F Kurose and K. W. Ross, All Rights Reserved) Introduction 1

Overview q Cosa è una rete q Cosa è Internet m Componenti • Cosa è un protocollo m Servizi • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented q Network core m Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC q q q Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 2

Overview q Cosa è una rete q Cosa è Internet m Componenti • Cosa è un protocollo m Servizi • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented q Network core m Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC q q q Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 3

Reti e Sistemi Distribuiti q Cosa e’ una rete: m Un insieme interconnesso di computer autonomi q Differenza tra Reti e Sistemi Distribuiti m L’esistenza di più computer è trasparente Introduction 4

Reti e Sistemi Distribuiti q Cosa e’ una rete: m Un insieme interconnesso di computer autonomi q Differenza tra Reti e Sistemi Distribuiti m L’esistenza di più computer è trasparente Introduction 5

Mainframe + terminali Introduction 6

Overview q Cosa è una rete q Cosa è Internet m Componenti • Cosa è un protocollo m Servizi • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented q Network core m Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC q q q Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 7

Internet: l’HW q Milioni di dispositivi computazionali connessi in rete: hosts, end-systems m m Pc, workstation, server PDA, cellulari, frigoriferi router server workstation mobile ISP: Milano q Collegamenti m Fibre ottiche, ponti radio, satellite ISP: Catania q router: compito di inoltrare pezzi di dati (pacchetti) lungo la rete Rete di Ateneo Introduction 8

Internet: SW q Protocolli di comunicazione: meccanismi per la trasmissione dei messaggi m TCP, IP, HTTP, FTP, PPP router server workstation mobile ISP Milano q Internet: “network of networks” m ISP Catania gerarchica q Internet: standard m RFC: Request for comments m IETF: Internet Engineering Task Force Rete di Ateneo Pisa Introduction 9

Cos’è un protocollo? Protocolli umani: q “pronto. . ” q “pronto, sono Pippo, come stai? ” … regole che governano la condotta delle persone (azioni - reazioni) nello scambio dei messaggi Protocolli di rete: q calcolatori invece che persone q tutte le attività di comunicazione in Internet sono governate da protocolli I protocolli definiscono il formato e l’ordine, dei messaggi inviati e ricevuti tra entità della rete e le azioni che vengono fatte per la trasmissione e ricezione dei messaggi Introduction 10

Cos’è un protocollo? Un protocollo umano e protocollo di rete di calcolatori ciao Connessione TCP richiesta ciao Connessione TCP risposta Sai l’ora? Get http: //gaia. cs. umass. edu/index. htm Sono le 2 <file> tempo Introduction 11

Internet: una visione a servizi q Infrastruttura di comunicazione che permette l’esecuzione di applicazioni distribuite: m m WWW, email, e-commerce, Information Retrieval, GIS, altro? q Servizi: m connectionless m connection-oriented q Nessuna garanzia sul tempo richiesto (ancora) Introduction 12

Internet: Sezione accesso alla rete q hosts: m m Applicazioni e servizi di rete e. g. , WWW, email q Modello client/server m m Host (client) host rinvia una richiesta di servizio, host (server) fornisce il servizio e. g. , WWW client (browser)/ server; email client/server q peer 2 peer: m m m Non ci sono server dedicati Interazione è simmetrica e. g. : Free. Net, GNUTELLA Introduction 13

Servizi orientati alla connessione Obiettivo: trasferimento di dati tra host q handshaking: fase iniziale di inizializzazione m “set up” dello stato q TCP - Transmission Control Protocol m Servizio orientato alla connessione di Internet TCP [RFC 793] q Trasferimento di dati affidabile m Ack+Ritrasmissione q Controllo del flusso: m Sender non deve trasmettere troppo velocemente (da affogare il receiver!) q Controllo della congestione control: m Sender non deve congestionare il traffico di rete (anche se il mittente riceverebbe pacchetti la rete (I router) non ce la fa) Introduction 14

Servizi non orientati alla connessione Obiettivo: trasferimento di dati tra host q UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]: m Trasferimento non affidabile m Non sono previsti meccanismi per il controllo del flusso e della congestione TCP: q HTTP (WWW), FTP (file transfer), Telnet (remote login), SMTP (email) UDP: q Apps video/Audio, teleconferenze, telefonia su Internet Introduction 15

Esercizio divertente q 2004: Chi conosce progetto SETIat. Home? q 2004: Trovare una descrizione del protocollo di comunicazione su rete di seti e descriverlo Introduction 16

Overview q Cosa è una rete q Cosa è Internet m Componenti • Cosa è un protocollo m Servizi • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented q Network core m Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC q q q Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 17

Nucleo della rete q Ragnatela di router q La domanda fondamentale: Come avviene il trasferimento dei dati nelle reti? m Commutazione di circuito: circuito dedicato per ogni chiamata (rete telefonica) m Commutazione di pacchetto: i dati sono inviati in rete scomponendoli in “pezzi” Introduction 18

q Commutazione di circuito q Commutazione di pacchetto Introduction 19

Commutazione di circuito Allocazione delle risorse per la gestione della chiamata q Banda di trasmissione q Risorse dedicate q Performance elevata q Fase di inizializzazione m Creazione circuito Introduction 20

Commutazione di circuito Le risorse di comunicazione di rete (bandwidth) sono suddivise in “parti” allocate alle q Due soluzioni possibili m frequency division (FDM) m time division (TDM) chiamate q Una parte della risorsa rimane inattiva (idle) se non viene utilizzata (no sharing) Introduction 21

Circuit Switching: TDMA and TDMA Example: FDMA 4 users frequency time TDMA frequency time Introduction 22

Packet Switching Dati sono suddivisi in packets q Packet degli utenti A e B condividono le risorse di rete q ogni packet utilizza la banda al massimo della sua capacità q “resources used as needed”. Non è necessaria una allocazione iniziale di tutte le risorse Problematiche: q Richiesta di risorse può essere superiore della disponibilità q congestione: code q “store and forward”: packet fanno un passo alla volta m Trasmissione su un link m Attesa al link successivo Introduction 23

Statistical Multiplexing 10 Mbs Ethernet A B statistical multiplexing C 1. 5 Mbs queue of packets waiting for output link D E Le sequenze di pacchetti di A e B non hanno un pattern fisso statistical multiplexing. Introduction 24

Packet-switching: store-and-forward L R q Takes L/R seconds to R transmit (push out) packet of L bits on to link or R bps q Entire packet must arrive at router before it can be transmitted on next link: store and forward q delay = 3 L/R R Example: q L = 7. 5 Mbits q R = 1. 5 Mbps q delay = 15 sec Introduction 25

q Commutazione di pacchetto q Vs q Commutazione di messaggio Introduction 26

V alutazione Commutazione di pacchetto permette di avere un maggior numero di utenti q Collegamento ad 1 Mbit q Utente generico: m 100 Kbps se “attivo” m Attivo solo 10% del tempo q Commutazione di circuito: m 10 utenti N utenti q Commutazione di pacchetto: m 35 utenti, probabilità di avere un numero di utenti attivi maggiore di 10 è minore di. 004 1 Mbps link Introduction 27

Packet Switching: Message Segmenting Now break up the message into 5000 packets q Each packet 1, 500 bits q 1 msec to transmit packet on one link q pipelining: each link works in parallel q Delay reduced from 15 sec to 5. 002 sec Introduction 28

q Datagram q Vs q Virtual circuit Introduction 29

Packet-switched networks: forwarding q Goal: move packets through routers from source to destination m we’ll study several path selection (i. e. routing)algorithms (chapter 4) q datagram network: 1. destination address in packet determines next hop m routes may change during session m analogy: driving, asking directions q virtual circuit network: 1. each packet carries tag (virtual circuit ID), tag determines next hop m fixed path determined at call setup time, remains fixed thru call m routers maintain per-call state Introduction 30

Network Taxonomy Telecommunication networks Circuit-switched networks FDM TDM Packet-switched networks Networks with VCs Datagram Networks • Datagram network is not either connection-oriented or connectionless. • Internet provides both connection-oriented (TCP) and connectionless services (UDP) to apps. Introduction 31

Overview q Cosa è una rete q Cosa è Internet m Componenti • Cosa è un protocollo m Servizi • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented q Network core m Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC q q q Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 32

How do loss and delay occur? packets queue in router buffers q packet arrival rate to link exceeds output link capacity q packets queue, wait for turn packet being transmitted (delay) A B packets queueing (delay) free (available) buffers: arriving packets dropped (loss) if no free buffers Introduction 33

Four sources of packet delay q 1. nodal processing: m check bit errors m determine output link q 2. queueing m time waiting at output link for transmission m depends on congestion level of router transmission A propagation B nodal processing queueing Introduction 34

Delay in packet-switched networks 3. Transmission delay: q R=link bandwidth (bps) q L=packet length (bits) q time to send bits into link = L/R transmission A 4. Propagation delay: q d = length of physical link q s = propagation speed in medium (~2 x 108 m/sec) q propagation delay = d/s Note: s and R are very different quantities! propagation B nodal processing queueing Introduction 35

Nodal delay q dproc = processing delay m typically a few microsecs or less q dqueue = queuing delay m depends on congestion q dtrans = transmission delay m = L/R, significant for low-speed links q dprop = propagation delay m a few microsecs to hundreds of msecs Introduction 36

Queueing delay (revisited) q R=link bandwidth (bps) q L=packet length (bits) q a=average packet arrival rate traffic intensity = La/R q La/R ~ 0: average queueing delay small q La/R -> 1: delays become large q La/R > 1: more “work” arriving than can be serviced, average delay infinite! Introduction 37

“Real” Internet delays and routes q What do “real” Internet delay & loss look like? q Traceroute program: provides delay measurement from source to router along end-end Internet path towards destination. For all i: m m m sends three packets that will reach router i on path towards destination router i will return packets to sender times interval between transmission and reply. 3 probes Introduction 38

“Real” Internet delays and routes traceroute: gaia. cs. umass. edu to www. eurecom. fr Three delay measements from gaia. cs. umass. edu to cs-gw. cs. umass. edu 1 cs-gw (128. 119. 240. 254) 1 ms 2 border 1 -rt-fa 5 -1 -0. gw. umass. edu (128. 119. 3. 145) 1 ms 2 ms 3 cht-vbns. gw. umass. edu (128. 119. 3. 130) 6 ms 5 ms 4 jn 1 -at 1 -0 -0 -19. wor. vbns. net (204. 147. 132. 129) 16 ms 11 ms 13 ms 5 jn 1 -so 7 -0 -0 -0. wae. vbns. net (204. 147. 136) 21 ms 18 ms 6 abilene-vbns. abilene. ucaid. edu (198. 32. 11. 9) 22 ms 18 ms 22 ms 7 nycm-wash. abilene. ucaid. edu (198. 32. 8. 46) 22 ms trans-oceanic 8 62. 40. 103. 253 (62. 40. 103. 253) 104 ms 109 ms 106 ms link 9 de 2 -1. de. geant. net (62. 40. 96. 129) 109 ms 102 ms 104 ms 10 de. fr 1. fr. geant. net (62. 40. 96. 50) 113 ms 121 ms 114 ms 11 renater-gw. fr 1. fr. geant. net (62. 40. 103. 54) 112 ms 114 ms 112 ms 12 nio-n 2. cssi. renater. fr (193. 51. 206. 13) 111 ms 114 ms 116 ms 13 nice. cssi. renater. fr (195. 220. 98. 102) 123 ms 125 ms 124 ms 14 r 3 t 2 -nice. cssi. renater. fr (195. 220. 98. 110) 126 ms 124 ms 15 eurecom-valbonne. r 3 t 2. ft. net (193. 48. 50. 54) 135 ms 128 ms 133 ms 16 194. 211. 25 (194. 211. 25) 126 ms 128 ms 126 ms 17 * * means no reponse (probe lost, router not replying) 18 * * * 19 fantasia. eurecom. fr (193. 55. 113. 142) 132 ms 128 ms 136 ms Introduction 39

Packet loss q queue (aka buffer) preceding link in buffer has finite capacity q when packet arrives to full queue, packet is dropped (aka lost) q lost packet may be retransmitted by previous node, by source end system, or not retransmitted at all Introduction 40

Overview q Cosa è una rete q Cosa è Internet m Componenti • Cosa è un protocollo m Servizi • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented q Network core m Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC q q q Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 41

Protocol “Layers” Networks are complex! q many “pieces”: m hosts m routers m links of various media m applications m protocols m hardware, software Question: Is there any hope of organizing structure of network? Or at least our discussion of networks? Introduction 42

Why layering? Dealing with complex systems: q explicit structure allows identification, relationship of complex system’s pieces m layered reference model for discussion q modularization eases maintenance, updating of system m change of implementation of layer’s service transparent to rest of system m e. g. , change in gate procedure doesn’t affect rest of system q layering considered harmful? Introduction 43

Internet protocol stack q application: supporting network applications m FTP, SMTP, STTP application q transport: host-host data transfer m TCP, UDP transport q network: routing of datagrams from network source to destination m IP, routing protocols q link: data transfer between neighboring network elements m link physical PPP, Ethernet q physical: bits “on the wire” Introduction 44

Layering: logical communication Each layer: q distributed q “entities” implement layer functions at each node q entities perform actions, exchange messages with peers application transport network link physical application transport network link physical Introduction 45

Layering: logical communication E. g. : transport q take data from app q addressing, reliability check info to form “datagram” q send datagram to peer q wait for peer to ack receipt q analogy: post office data application transport network link physical ack data network link physical application transport network link physical data application transport network link physical Introduction 46

Layering: physical communication data application transport network link physical application transport network link physical data application transport network link physical Introduction 47

Protocol layering and data Each layer takes data from above q adds header information to create new data unit q passes new data unit to layer below source M Ht M Hn Ht M Hl Hn Ht M application transport network link physical destination application Ht transport Hn Ht network Hl Hn Ht link physical M message M segment M datagram M frame Introduction 48

Overview q Cosa è una rete q Cosa è Internet m Componenti • Cosa è un protocollo m Servizi • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented q Network core m Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC q q q Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 49

Internet structure: network of networks q roughly hierarchical q at center: “tier-1” ISPs (e. g. , UUNet, BBN/Genuity, Sprint, AT&T), national/international coverage m treat each other as equals Tier-1 providers interconnect (peer) privately Tier 1 ISP NAP Tier-1 providers also interconnect at public network access points (NAPs) Tier 1 ISP Introduction 50

Internet structure: network of networks q “Tier-2” ISPs: smaller (often regional) ISPs m Connect to one or more tier-1 ISPs, possibly other tier-2 ISPs Tier-2 ISP pays tier-1 ISP for connectivity to rest of Internet q tier-2 ISP is customer of tier-1 provider Tier-2 ISP Tier 1 ISP Tier-2 ISP NAP Tier 1 ISP Tier-2 ISPs also peer privately with each other, interconnect at NAP Tier-2 ISP Introduction 51

Internet structure: network of networks q “Tier-3” ISPs and local ISPs m last hop (“access”) network (closest to end systems) local ISP Local and tier 3 ISPs are customers of higher tier ISPs connecting them to rest of Internet Tier 3 ISP Tier-2 ISP local ISP Tier-2 ISP Tier 1 ISP Tier-2 ISP local ISP NAP Tier 1 ISP Tier-2 ISP local ISP Introduction 52

Internet structure: network of networks q a packet passes through many networks! local ISP Tier 3 ISP Tier-2 ISP local ISP Tier-2 ISP Tier 1 ISP Tier-2 ISP local ISP NAP Tier 1 ISP Tier-2 ISP local ISP Introduction 53

Situazione attuale in Italia? q Eunet, primo fornitore di accessi in Italia q Definizione di un backbone per le reti verso la fine degli anni ‘ 80 Introduction 54

La rete Garr-B • Back bone • linee blu a 2. 5 Gbps • Linee rosse a 155 Mbps • Collegamenti Internazionali • MI-GEANT 2. 5 Gbps • MI-GX 2. 5 Gbps • RM-KQ 622 Mbps (in attivazione) • Collegamenti tra Backbone e POP di accesso • RM-AQ 2 x 34 Mbps Introduction 55

Collegamenti con la rete GARR Chieti-L’Aquila 4 Mbps (ora di piu!) L’Aquila-Roma 64 Mbps Introduction 56

Che cosa è Internet oggi q Una vasta metarete (una rete di reti) di computer (hosts) q Un insieme di oltre 100, 000 reti capaci di trasportare dati utilizzando il protocollo TCP/IP q Un servizio utilizzato da istituzioni di ogni tipo - commerciali, accademiche e governative m m m per collaborare con colleghi per coordinare rapidamente complesse attività di livello mondiale per raccogliere e offrire informazione q Un servizio utilizzato da professionisti di ogni tipo - specialmente nel campo della ricerca e sviluppo q Un servizio utilizzato da organizzazioni specializzate nella raccolta e fornitura di informazioni Introduction 57

Come è organizzata q Non ha proprietari q È governata dalla Internet Society, m ISOC (Internet SOCiety) • 7000 soci individuali (100 italiani) • 250 soci organizational (3 italiani) q un gruppo di volontari che m Promuove lo sviluppo armonico m Pianifica l’evoluzione m Mantiene gli standard Introduction 58

Internet Governance q ICANN - Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (si chiamava IANA) m Organizzazione americana con sede in California m m Protocolli Indirizzi IP Nomi a Dominio Root Server System Introduction 59

Le “Supporting Organizations” di ICANN q Protocol SO m IAB (Internet Architecture Board) m IETF (Internet Engineering Task Force) q Address SO m RIPE-NCC (Reseaux IP Europeenne - Network Control Center) m ARIN (American Registry for Internet Numbers) m APNIC (Asian Pacific Network Information Center) Introduction 60

Overview q Cosa è una rete q Cosa è Internet m Componenti • Cosa è un protocollo m Servizi • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented q Network core m Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC q q q Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 61

Netiquette q Spirito collaborativo e regole di comportamento (netiquette) m m m m Non sprecare risorse (es. la banda di trasmissione) Non fare niente che possa danneggiare la rete (es. Virus) Rispetto della privatezza, della proprietà Non inviare propaganda non richiesta (spamming) Intercettare le comunicazioni (sniffing) Uso non autorizzato di risorse protette (cracking) Agire sotto mentite spoglie (spoofing) Introduction 62

Access networks and physical media Q: How to connection end systems to edge router? q residential access nets q institutional access networks (school, company) q mobile access networks Keep in mind: q bandwidth (bits per second) of access network? q shared or dedicated? Introduction 63

Residential access: point to point access q Dialup via modem m up to 56 Kbps direct access to router (often less) m Can’t surf and phone at same time: can’t be “always on” q ADSL: asymmetric digital subscriber line m up to 1 Mbps upstream (today typically < 256 kbps) m up to 8 Mbps downstream (today typically < 1 Mbps) m FDM: 50 k. Hz - 1 MHz for downstream 4 k. Hz - 50 k. Hz for upstream 0 k. Hz - 4 k. Hz for ordinary telephone Introduction 64

Residential access: cable modems q HFC: hybrid fiber coax m asymmetric: up to 10 Mbps upstream, 1 Mbps downstream q network of cable and fiber attaches homes to ISP router m shared access to router among home m issues: congestion, dimensioning q deployment: available via cable companies, e. g. , Media. One Introduction 65

Residential access: cable modems Diagram: http: //www. cabledatacomnews. com/cmic/diagram. html Introduction 66

Cable Network Architecture: Overview Typically 500 to 5, 000 homes cable headend cable distribution network (simplified) home Introduction 67

Cable Network Architecture: Overview cable headend cable distribution network (simplified) home Introduction 68

Cable Network Architecture: Overview server(s) cable headend cable distribution network home Introduction 69

Cable Network Architecture: Overview FDM: V I D E O V I D E O D A T A C O N T R O L 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Channels cable headend cable distribution network home Introduction 70

Company access: local area networks q company/univ local area network (LAN) connects end system to edge router q Ethernet: m shared or dedicated link connects end system and router m 10 Mbs, 100 Mbps, Gigabit Ethernet q deployment: institutions, home LANs happening now q LANs: chapter 5 Introduction 71

Wireless access networks q shared wireless access network connects end system to router m via base station aka “access point” q wireless LANs: m 802. 11 b (Wi. Fi): 11 Mbps q wider-area wireless access m provided by telco operator m 3 G ~ 384 kbps • Will it happen? ? m WAP/GPRS in Europe router base station mobile hosts Introduction 72

Home networks Typical home network components: q ADSL or cable modem q router/firewall/NAT q Ethernet q wireless access point to/from cable headend cable modem router/ firewall Ethernet (switched) wireless laptops wireless access point Introduction 73

Physical Media q Bit: propagates between transmitter/rcvr pairs q physical link: what lies between transmitter & receiver q guided media: m signals propagate in solid media: copper, fiber, coax Twisted Pair (TP) q two insulated copper wires m m Category 3: traditional phone wires, 10 Mbps Ethernet Category 5 TP: 100 Mbps Ethernet q unguided media: m signals propagate freely, e. g. , radio Introduction 74

Physical Media: coax, fiber Coaxial cable: q two concentric copper conductors q bidirectional q baseband: m m single channel on cable legacy Ethernet q broadband: m multiple channel on cable m HFC Fiber optic cable: q glass fiber carrying light pulses, each pulse a bit q high-speed operation: m high-speed point-to-point transmission (e. g. , 5 Gps) q low error rate: repeaters spaced far apart ; immune to electromagnetic noise Introduction 75

Physical media: radio q signal carried in electromagnetic spectrum q no physical “wire” q bidirectional q propagation environment effects: m m m reflection obstruction by objects interference Radio link types: q terrestrial microwave m e. g. up to 45 Mbps channels q LAN (e. g. , Wave. LAN) m 2 Mbps, 11 Mbps q wide-area (e. g. , cellular) m e. g. 3 G: hundreds of kbps q satellite m up to 50 Mbps channel (or multiple smaller channels) m 270 msec end-end delay m geosynchronous versus LEOS Introduction 76

Overview q Cosa è una rete q Cosa è Internet m Componenti • Cosa è un protocollo m Servizi • Client/server e peer-to-peer • Connectionless e connection-oriented q Network core m Circuit/packet switching • TDM/FDM • packet network e VC q q q Perdite e ritardi in packet-switched network Struttura a livelli Internet structure and ISPs Accessi alla rete e mezzi fisici (self study) Storia di Internet (self study) Introduction 77

Internet History 1961 -1972: Early packet-switching principles q 1961: Kleinrock - queueing theory shows effectiveness of packetswitching q 1964: Baran - packetswitching in military nets q 1967: ARPAnet conceived by Advanced Research Projects Agency q 1969: first ARPAnet node operational q 1972: m m ARPAnet demonstrated publicly NCP (Network Control Protocol) first host protocol first e-mail program ARPAnet has 15 nodes Introduction 78

Internet History 1972 -1980: Internetworking, new and proprietary nets q 1970: ALOHAnet satellite q q q network in Hawaii 1973: Metcalfe’s Ph. D thesis proposes Ethernet 1974: Cerf and Kahn architecture for interconnecting networks late 70’s: proprietary architectures: DECnet, SNA, XNA late 70’s: switching fixed length packets (ATM precursor) 1979: ARPAnet has 200 nodes Cerf and Kahn’s internetworking principles: m minimalism, autonomy no internal changes required to interconnect networks m best effort service model m stateless routers m decentralized control define today’s Internet architecture Introduction 79

Internet History 1980 -1990: new protocols, a proliferation of networks q 1983: deployment of q q TCP/IP 1982: SMTP e-mail protocol defined 1983: DNS defined for name-to-IP-address translation 1985: FTP protocol defined 1988: TCP congestion control q new national networks: Csnet, BITnet, NSFnet, Minitel q 100, 000 hosts connected to confederation of networks Introduction 80

Internet History 1990, 2000’s: commercialization, the Web, new apps q Early 1990’s: ARPAnet decommissioned q 1991: NSF lifts restrictions on commercial use of NSFnet (decommissioned, 1995) q early 1990 s: Web m hypertext [Bush 1945, Nelson 1960’s] m HTML, HTTP: Berners-Lee m 1994: Mosaic, later Netscape m late 1990’s: commercialization of the Web Late 1990’s – 2000’s: q more killer apps: instant messaging, peer 2 peer file sharing (e. g. , Naptser) q network security to forefront q est. 50 million host, 100 million+ users q backbone links running at Gbps Introduction 81

Sommario q Internet: un po’ di Storia Introduction 82

L’evoluzione di Internet rete sperimentale Darpa - Arpanet 1967 rete per la ricerca NSF - Internet (National Science Foundation) 1984 infrastruttura Internet globale 1991 Introduction 83

Il 4 Ottobre 1957 q Il 4 Ottobre 1957, viene messo in orbita dall’Unione Sovietica lo Sputnik, il primo satellite artificiale della storia, battendo sul tempo gli U. S. A q Gli Stati Uniti creano l’ARPA, Advanced Research Project Agency, per ristabilire il primato scientifico nel campo militare q Nasce una scommessa bellica, che quasi inevitabilmente rivoluziona il modo di comunicare: Internet Introduction 84

L’inizio e motivi della nascita q Il DOD, Department of Defense, incarica l’ARPA di costruire una rete telematica tra le basi militari dislocate sul territorio nazionale q Tra il 1968 ed il 1969 l’ARPA collega 4 università diverse, ognuna con un IMP, cioè con un Interface Message Processor, usando la linea telefonica n L'impianto diviene attivo il 2 settembre 1969 e nasce così ARPANET Introduction 85

ARPANET q comunicazione tra città e basi militari dopo un conflitto nucleare q funzionamento anche dopo la scomparsa di alcuni nodi q nessun nodo di controllo possibile obiettivo di un attacco q Commutazione di pacchetto o packet switching m m m tutti i nodi della rete con pari importanza e capacità di inviare, smistare e ricevere messaggi suddivisi in pacchetti di lunghezza fissa ogni pacchetto contiene il mittente, il destinatario ed il messaggio, con un percorso non predeterminato Introduction 86

Funzionamento di ARPANET q Ogni singolo pacchetto è un’entità a se stante, dotata di una serie di informazioni q Dopo una serie di passaggi tra i vari nodi, tutti i pacchetti inviati da A giungono al nodo G, e ricomposti nel messaggio originale q Qualunque sia lo stato della rete, c’è una via alternativa per giungere alla propria destinazione Introduction 87

All’inizio. . . q Settembre 1969: m University of California Los Angeles (UCLA), q Dicembre 1969: m m q ARPANET (Advanced Research Projects Agency) m University of California Santa Barbara (UCSB), University of Utah Stanford Research Institute (SRI). Introduction 88

ARPANET q Settembre 1971 q Ottobre 1980 Introduction 89

Miriade di *net. . . q usenet (1979) q 1981, m m m NSF costruisce CSNET, Computer Science Network rete del Department of Energy rete della NASA, National Aeronautics and Space Administration HEPNET, High Energy Physics Network che riuniva i ricercatori della fisica delle alte energie MFNET, Magnetic Fusion Energy Network BITNET, Because It's Time Network, una rete con tecnologia IBM per lo scambio di messaggi tra le università Introduction 90

Miriade di *net. . . q eunet (1982) q milnet, earnet, Fidonet (1983) q junet, janet (1984) q nsfnet = Internet Backbone (1986) Introduction 91

Gli anni ‘ 80: Nascita di NSFNET, la prima vera grande dorsale di Internet Connessioni con l’Europa Dorsale comune, con allacciate diverse reti regionali identificate in q seguito come Regional Network Provider JANET, Joint NORDUNET 1987: 64 kbps 1989: 128 kbps Nel 1987 connessione diretta con ARPANET con protocolli comuni Academic Network JVNCNET, John von Neumann Center Network q 15 giugno 1987 NSF pubblica un bando d’appalto per la realizzazione di una nuova dorsale con i protocolli TCP/IP Introduction 92

Gli anni ‘ 80: Nascita di NSFNET, la prima vera grande dorsale di Internet La. Appalto prima vera grande dorsale quinquennale di 57, 9 milioni di dollari concesso a: IBM, MCI e q Merit Network q Nuova dorsale o backbone con nome NSFNET, linee ad alta velocità T 1 (1, 5 Mbit per secondo) q Preclusa al traffico commerciale, come definito nel documento AUP, Accetable User Policy La rete entra fisicamente in funzione nel luglio 1988 e resta attiva fino al luglio 1989, rimpiazzata da una nuova dorsale q 1990, DOD dichiara ARPANET obsoleta e ufficialmente smantellata q Introduction 93

NSFNet q 1988: CA, DK, FI, FR, IS, NO, SE q 1989: AU, DE, IL, IT, JP, MX, NL, NZ, PR, UK q 1990: AR, AT, BE, BR, CL, GR, IN, IE, KR, ES, CH q 1991: HR, CZ, HK, HU, OL, PT, SG, ZA, TW, TN q 1992: AQ, CM, CY, EC, EE, KW, LV, LU, MY, SK, SI, TH, VE q 1993: BG, CR, EG, FJ, GH, GU, ID, KZ, KE, LI, PE, RO, RU, TR, UA, AE, VI q 1994: . . . Introduction 94

Dal 1991. . . Introduction 95

… al 1997 Introduction 96

Un po’ di numeri. . . Introduction 97

… e gli hosts. . . Introduction 98

Gli anni ‘ 90: il World Wide Web Il World Wide Web q 1992 istituita l’Internet Society con presidente Vinton Cerf q Il CERN di Ginevra, ovvero il Consiglio Europeo per la Ricerca Nucleare introduce il WWW, il world wide web q 1992, il NCSA, presso la University of Illinois, rilascia l’interfaccia utente Mosaic q Il linguaggio HTML e il protocollo HTTP q A partire dal 1994 il web trasforma Internet in un fenomeno di massa non più accessibile esclusivamente ad università ed enti di ricerca Introduction 99

NCSA Mosaic Introduction 100

Il www. . . Introduction 101

navigatori internet nel mondo Introduction 102

Lingua della popolazione on-line Introduction 103

Penetrazione Internet in Europa Introduction 104

Accessi Internet in Italia 19992004 Introduction 105

Quota di web buyers nei paesi europei Introduction 106

L'E-commerce in Italia Introduction 107

Introduction: Summary Covered a “ton” of material! q Internet overview q what’s a protocol? q network edge, core, access network m packet-switching versus circuit-switching q Internet/ISP structure q performance: loss, delay q layering and service models q history You now have: q context, overview, “feel” of networking q more depth, detail to follow! Introduction 108